A) Unterschiedliche Mikroorganismen besiedeln den Wurzelbereich von Reispflanzen, was wichtig für die Ernährung und die Gesundheit der Pflanzen ist. Man spricht auch vom Mikrobiom einer Pflanze.
Durch den Einsatz von Neuer Gentechnik (NGT) wurde ein NGT-Reis mit Eigenschaften erzeugt, die nicht aus der konventionellen Zucht bekannt sind und möglicherweise auch nicht durch konventioneller Zucht erreicht werden können. Der NGT-Reis bildet eine erhöhte Menge eines bestimmten bakteriellen Lockstoffs, dafür andere Lockstoffe aber nicht mehr (vgl. * in der Abbildung und unten). Das soll im Wurzelbereich solche Bakterien anlocken, die Stickstoff biologisch verfügbar machen und so den pflanzlichen Ertrag steigern. Als unerwarteter Nebeneffekt der genetischen Veränderung wurde beobachtet, dass die Reispflanzen kleiner waren.
Die NGT-Pflanze sollte im Rahmen einer Risikobewertung auf weitere mögliche Auswirkungen überprüft werden, darunter: a) Wirken sich die Veränderungen in der Pflanze und in der Mikrobiom-Zusammensetzung auf die natürliche Abwehr gegen Krankheiten und Schädlinge aus? b) Hat sich die Widerstandsfähigkeit der NGT-Pflanzen gegenüber Trockenheit, Hitze und ähnlichen Stress verändert? c) Beim Reisanbau produzieren die assoziierten Wurzelbakterien auch Klimagase wie Methan: Welche und wieviel Klimagase produziert das veränderte Mikrobiom der Reispflanzen jetzt?
B) In Feldern wächst neben kultivierten Reissorten meist auch sogenannter Unkrautreis. Er konkurriert auf dem Feld mit dem Kulturreis, und beeinträchtigt die Reiserträge weltweit erheblich. Wie Kulturreis kann sich auch der NGT-Reis mit Unkrautreis kreuzen und daher NGT-Merkmale auch im Unkrautreis Das kann unvorhersehbare Folgen für die Umwelt haben: Der Unkrautreis könnte u.a. von der erhöhten Menge an verfügbarem Stickstoff profitieren und sich noch stärker in der Umwelt ausbreiten.
* Reispflanzen produzieren verschiedene sekundäre Pflanzenstoffe, zum Beispiel Flavone. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Kommunikation der Pflanze mit nützlichen Mikroorganismen und bei der Abwehr gegen verschiedene Krankheitserreger und Insekten. Durch den gentechnischen Eingriff wurden zwei Gene in der Flavon-Biosynthese des Reises ausgeschaltet und dadurch der Gehalt des Flavons Apigenin (gelb) erhöht. Andere Flavone wie Luteolin (rot), Chrysoeriol (türkis) und Tricin (lila) werden hingegen nicht mehr gebildet. Der höhere Apigeningehalt fördert die Besiedlung von stickstofffixierenden Bakterien im Wurzelbereich und damit die Stickstoffverfügbarkeit für die Reispflanzen.
Quellen und weiterführende Literatur:
Yan, D. et al. (2022). Genetic modification of flavone biosynthesis in rice enhances biofilm formation of soil diazotrophic bacteria and biological nitrogen fixation. Plant Biotechnol. J. https://doi.org/10.1111/pbi.13894
Factsheet “Environmental risk scenarios linked to NGT rice”