Von Peter Spork

Die Biotechnik boomt: Gentechniker basteln an insektenvernichtenden Nutzpflanzen, bescheren uns besonders lagerfähige Tomaten und demnächst vielleicht auch blaue Rosen. Doch über die Embryonalentwicklung der Pflanzen ist fast noch nichts bekannt. Allzu oft entscheidet der Zufall darüber, ob es gelingt, reinrassige Pflanzen mit wichtigen Eigenschaften zu züchten, verschiedene Arten miteinander zu kreuzen oder fremde Gene in das Erbgut einer Pflanze einzuschleusen.

Es ist deshalb kein Zufall, daß vier Forscher in dieser Woche den mit 1,5 Millionen Mark dotierten Körber-Preis für die europäische Wissenschaft erhielten, um damit ein solideres Fundament für die moderne Pflanzenzucht zu bauen. Mit dem Preisgeld will der Hamburger Pflanzengenetiker Horst Lörz ein internationales Forschungsprojekt koordinieren, an dem die Straßburgerin Anne Marie Lambert, der Ungar Dénes Dudits und der belgische Molekularbiologe Dirk Inzé beteiligt sind.

Das Quartett will herausfinden, wie es manchen Pflanzen gelingt, sich asexuell aus einer Einzelzelle heraus vollständig zu regenerieren, und – noch wichtiger – wieso diese totale Regeneration anderen Pflanzen nicht gelingt. Für die Züchtungsforschung ist dies wichtig, denn einzelne Zellen lassen sich ungleich leichter verändern und miteinander kreuzen als ganze Pflanzen, und neue genetische Merkmale setzen sich bei asexueller Vermehrung sofort durch: aus einer Pflanze lassen sich beliebig viele identische Nachkommen züchten. Auf dem herkömmlichen sexuellen Weg sind hingegen acht bis zwölf Generationen nötig, um ein Merkmal herauszuzüchten.

In den Klimakammern des Instituts für Allgemeine Botanik in Hamburg spielt sich hundertfach die Verwandlung von Zellkulturen ab, die in Petri-Schalen auf einem Nährmedium wachsen und sich über pflanzliche Embryonen bis hin zu ganzen Pflanzen mit Wurzeln und Blättern entwickeln. Horst Lörz päppelt hier, was als besonders schwierig gilt, Getreidepflänzchen aus einzelnen Zellen hoch.

Ausgangspunkt der Kulturen sind somatische Zellen, die normalerweise nicht an der Fortpflanzung beteiligt sind, oder unreife Pollenkörner, aus denen ebenfalls reinrassige Pflanzen gewonnen werden. Eine Spezialität der Hamburger Pflanzengenetiker sind künstlich befruchtete Eizellen. Sie haben eigens eine Technik entwickelt, mit der ihnen im vergangenen Jahr die weltweit erste erfolgreiche künstliche Befruchtung einer Pflanze gelang. Vier Jahre hatten Lörz und sein Kollege Erhard Kranz benötigt, bis es ihnen bei Mais gelungen ist, Eizellen freizupräparieren und durch Stromstöße die künstliche Verschmelzung von Ei- und Samenzelle einzuleiten.

Die Ziele der Biotechniker sind die gleichen wie jene der klassischen Pflanzenzüchter: Erträge sollen durch stabilere und resistentere Pflanzen verbessert und die Nahrungsqualität soll gesteigert werden. Doch auf diesem hehren Wege fehlen den Molekularbiologen oft Grundkenntnisse der frühen Pflanzenentwicklung. „Hier klemmt’s“, meint Lörz und wüßte gerne, warum viele Pflanzenarten sich nicht aus einer Zelle heraus entwickeln. Leider fehlt diese Regenerationsfähigkeit, die „Totipotenz“, bei den wichtigsten Nutzpflanzen, also bei Getreide und Hülsenfrüchten.