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Ganze Plantagen bedroht Neuer Ansatz gegen Pilz: Hoffnung für bedrohte Bananen

Ein Schadpilz bedroht den globalen Bananenanbau. Ohne Gegenmaßnahmen könnte die Banane aussterben. Forscher entdecken nun einen neuen Ansatz.
14.09.2024, 05:00 Uhr
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Von Björn Lohmann

In Südostasien und Australien hat er fast alle Bananenplantagen zerstört, auch in Afrika und Amerika fasst er zunehmend Fuß: Ein Schadpilz bedroht weltweit den Bananenanbau. Wenn niemand die Krankheit stoppt, könnte die Banane, wie wir sie kennen, ausrotten – zum zweiten Mal.

In den 1950er-Jahren geschah etwas, das man nicht für möglich gehalten hatte: Die Banane starb praktisch aus. Ein Schlauchpilz aus der Gattung Fusarium, der die "Panama-Krankheit" hervorrief, vernichtete weltweit die kommerziellen Plantagen. Dass der Pilz namens TR1 so extreme Folgen haben konnte, lag vor allem daran, dass rund um den Globus hauptsächlich eine Bananensorte angebaut wurde: „Gros Michel“, in den USA auch als „Big Mike“ bekannt. Weil die Stauden vegetativ vermehrt, also praktisch geklont wurden, wiesen sie weltweit die gleichen genetischen Eigenschaften und damit auch Krankheitsanfälligkeiten auf.

Damals brachte die Rettung eine Bananensorte aus Vietnam, die „Cavendish“ heißt. Ihre Schale ist dünner, was die Handhabung erschwert, sie ist kleiner und gilt als weniger schmackhaft. Doch sie ist resistent gegen den damals grassierenden Pilz. Benannt ist die Sorte nach William Cavendish, einem britischen Adligen, der um 1830 in seinem Gewächshaus eine Staude anpflanzte.

Als „Gros Michel“ vom Weltmarkt verschwand, kam die Stunde der Cavendish-Banane. Fast alle weltweit gehandelten Bananen gehören heute zu dieser Sorte. Doch auch sie sind Klone und gleichermaßen krankheitsanfällig.

Die Panama-Krankheit ist zurück

Vier Jahrzehnte lang ging es den Bananenproduzenten gut. Dann meldete sich die Panama-Krankheit zurück, diesmal hervorgerufen durch einen anderen Vertreter der Fusarien, Fusarium oxysporum f.sp. cubense tropical race 4, meist kurz als TR4 bezeichnet. Anders als gegen TR1 ist die Cavendish-Banane gegen TR4 sehr anfällig. TR4 wurde zuerst 1989 in Taiwan nachgewiesen und breitete sich seit dem Ende der 1990er-Jahre von Südostasien nach Afrika und Australien und schließlich weltweit aus – vermutlich durch kontaminierte Erde. Neben der Cavendish-Banane befällt der Erreger zudem andere Bananensorten, die nur regionale Bedeutung haben, aber vor Ort ein wichtiges Nahrungsmittel darstellen. Noch sind in vielen Ländern Afrikas sowie Süd- und Mittelamerikas keine oder nur wenige Plantagen befallen, doch die Zahl der pilzfreien Plantagen sinkt.

TR4 dringt über die Wurzeln in die Bananenpflanze ein, blockiert deren Leitbahnen, wodurch die Pflanze Wasser und Nährstoffe nicht mehr nach oben befördern kann und vertrocknet. Ein Gegenmittel gibt es nicht. Da die Sporen des Pilzes im Boden Jahrzehnte überdauern können, sind befallene Plantagen langfristig verloren. Lange Zeit fürchteten Fachleute, diesmal könnte der Banane endgültig die Ausrottung drohen – denn eine Alternativsorte wie in den 1950er-Jahren gibt es nicht mehr. Zwar sind weltweit rund 1500 Bananensorten registriert, doch nicht eine kann in Sachen Ertrag, Transportfähigkeit und Geschmack mit der Cavendish-Banane mithalten und ist zugleich gegen TR4 resistent.

Pflanzenschutzmittel wirkungslos

Der Cavendish-Banane zu einer Resistenz zu verhelfen, ist mit klassischen Methoden praktisch unmöglich. Anderes als Wildbananen, die erbsengroße Samen bilden, findet bei den Dessertbananen – das, was wir gemeinhin als Banane bezeichnen – keine sexuelle Vermehrung statt. Damit vermischt sich das Erbmaterial nicht, und es lassen sich keine neuen Eigenschaften einbringen. Hinzu kommt, dass Kreuzungen aus der Cavendish-Banane und einer Wildbanane nicht nur weniger Ertrag produzieren würden, sondern auch anders schmecken würden.

Ebenfalls als praktisch wirkungslos haben sich Fungizide erwiesen, da der Pilz im Boden kaum erreichbar ist. Als einzige Option bleiben derzeit Quarantäne und Eindämmung.

Hoffnung weckte im August ein Forschungsteam der University of Massachusetts. Die Fachleute haben das Genom von 36 unterschiedlichen Fusarien-Varianten verglichen, die Bananen befallen, darunter jener Erreger, der einst „Gros Michel“ vernichtet hat, und jener, der heute der Cavendish-Banane zusetzt. Dabei zeigte sich, dass TR4 einen anderen evolutionären Ursprung hat als alle TR1-Stämme.

Forscher schalten zwei Gene aus

TR4 unterscheidet sich unter anderem darin, dass er über zwei Gene verfügt, die an der Bildung von Stickstoffmonoxid beteiligt sind – SIX1 und SIX8. Befällt der Erreger eine Bananenpflanze, werden diese Gene aktiv. Das so gebildete Gas scheint die Abwehr der Banane zu unterdrücken, denn Stickstoffmonoxid ist ein wichtiges Signalmolekül für viele physiologische Prozesse der Pflanze, darunter die Reaktion auf Krankheitserreger. Schalteten die Forscher SIX1 und SIX8 aus, ging damit die Virulenz des Pilzes erheblich zurück, wie das Team im Fachjournal „Nature Microbiology“ berichtet. Außerdem identifizierte das Team jene Gene, mit denen sich der Pilz selbst vor den Effekten des Stickstoffmonoxidanstiegs schützt.

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Die Regulation des Stickstoffmonoxid-Haushalts könnte somit ein Ziel für neue Maßnahmen sein, um Bananenpflanzen zu schützen, folgern die Autoren der Studie. So sei es etwa denkbar, durch bestimmte Verbindungen Stickstoffmonoxid abzufangen und dem Pilz die Infektion zu erschweren. Das würde den Erreger nicht besiegen, aber ein Aussterben der beliebten Frucht würde unwahrscheinlich.

Zur Sache

Rettung durch die Gentechnik?

Hoffnung macht auch ein Forschungsteam von der Queensland University in Australien. Die Forscher haben vor einigen Jahren in einer Wildbanane ein Resistenzgen gegen den Schadpilz TR4 identifiziert. Mit Methoden der klassischen Gentechnik haben sie dieses Gen in die Cavendish-Banane übertragen. In diesem Frühjahr hat Australien eine daraus resultierende Sorte für den menschlichen Verzehr zugelassen. Auf dem Markt ist sie bislang nicht, denn sie fällt unter die Kennzeichnungspflicht für gentechnisch veränderte Organismen. Damit wird sie in vielen Ländern von Verbrauchern abgelehnt.

Das Forschungsteam arbeitet daran, das Resistenzgen mittels Genom-Editierung in der Cavendish-Banane zu aktivieren. Denn dieses Gen ist auch in der beliebten Bananensorte angelegt, wird dort von der Pflanze aber nicht aktiviert.

Methoden zur Genom-Editierungen wie CRISPR/Cas sind im Ergebnis von der klassischen Züchtung oder auch natürlichen Mutationen nicht zu unterscheiden und daher oftmals von der Kennzeichnungspflicht ausgenommen.

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