Banane

Pilzresistenz - Panama Desease

Bananen werden in mehr als 140 tropischen und subtropischen Ländern angebaut. Neben der Unterstützung der Ernährungssicherheit ist die Banane eine wichtige Einkommensquelle für Kleinbauern, die in der Regel auf lokalen und regionalen Märkten verkaufen. Sie ist für viele Millionen Menschen die entscheidende Nutzpflanze.

Weltweit werden Bananen auf rund 5,5 Millionen Hektar angebaut. Die globale Erntemenge beläuft sich auf mehr als 100 Millionen Tonnen. Die größten Erzeuger sind Indien und China, aber die dort produzierten Früchte sind für den nationalen Markt bestimmt. Sie dienen zur Versorgung der dortigen Bevölkerung. Für Europas Märkte sind vor allem die Anbauregionen in Süd- und Mittelamerika sowie Westafrikas von Belang. Deutschland importiert Bananen fast ausschließlich aus Lateinamerika.

Bananen gehören durch ihren hohen Nährwert zu den weltweit am Häufigsten konsumierten Früchten. Ecuador ist einer der größten Bananenproduzenten weltweit und größter Lieferant für Deutschland. In der Bananen-Wertschöpfungskette arbeiten rund 2,5 Millionen der 7,6 Millionen erwerbstätigen Ecuadorianerinnen und Ecuadorianer.

Es gibt mehr als 1000 Bananensorten, viele davon sind in Europa jedoch unbekannt. Man unterscheidet zwischen Obst-, Gemüse- und Textilbananen. Auch in Deutschland gehören Bananen neben Äpfeln zu den beliebtesten Früchten überhaupt. Die Deutschen konsumierten 2018 fast eine Million Tonnen Bananen. Das entspricht etwa 12,4 Kilogramm Bananen pro Einwohner. Den deutschen Markt erreichen in erster Linie Bananen der Sorte Cavendish – eine Sorte, die nun von einer bislang vor allem in Asien und Afrika grassierenden Bananenkrankheit befallen wird.

Eine neue aggressive Variante der Pilzerkrankung Panama Disease bedroht den Bananenanbau weltweit. Tropical Race 4 (TR4) ist der Name eines Pilzes, der die Bananen angreift. Von Südostasien ausgehend hat sich der Erreger schon in Australien und Afrika ausgebreitet. TR4 hat auch die ersten Bananenplantagen in Südamerika befallen. Kolumbien hat deswegen bereits den nationalen Notstand ausgerufen.

TR4 gelangt über die Wurzeln ins Innere der Bananenpflanze und verstopft ihre Gefäße. Wasser und Nährstoffe können nicht mehr aufgenommen und transportiert werden, die Pflanze stirbt ab.

Der Pilz ist resistent gegen alle bekannten Fungizide. Den Farmern bleibt somit nichts anderes übrig, als ihre Plantagen zu roden und die Pflanzen zu verbrennen. Einmal befallene Flächen sind für den Bananenanbau nicht mehr verwendbar, sie müssen unter Quarantäne gestellt werden. Die Monokultur auf den Bananenplantagen begünstigen, dass sich Schädlinge aller Art schnell verbreiten können.

Die auf Plantagen für den Export angebauten Bananen sind allesamt genetisch identische Klone derselben Sorte: Cavendish. Sie werden vegetativ vermehrt, das heißt, neue Pflanzen entstehen aus jungen Trieben, die neu kultiviert werden. Das macht die Banane besonders anfällig für Krankheiten und deren schnelle Verbreitung.

Ein großer Teil des Problems resultiert daraus, dass der weltweite Anbau und Handel von Bananen zu 95 Prozent von einer einzigen Sorte dominiert wird, eben der Cavendish. Diese war in den 1950iger Jahren als Reaktion auf eine ähnliche Pilzerkrankung, ausgelöst von einem „Vorläufer“, dem Tropical Race 1 (TR1), auf den Markt gebracht worden. Damals fiel innerhalb von kurzer Zeit die weltweite Produktion der vorherrschenden Dessertbananen-Sorte Gros Michel jener Pilzerkrankung zum Opfer. Allerdings fand man mit der Sorte Cavendish einen gegen TR1 resistenten Ersatz für Gros Michel, der zudem akzeptable Eigenschaften hinsichtlich Lagerung und Transport aufwies. Doch der Erreger entwickelte sich weiter und der daraus resultierende TR4 befällt nun auch die Cavendish-Banane.

Da aktuell keine Bananensorte bekannt ist, die alle notwendigen Eigenschaften für den Export mitbringt und resistent gegen TR4 ist, fürchten Menschen in Exportländern um ihre Existenzgrundlage. Bislang führt der Pilz in den Befallsgebieten bereits zu erheblichen Ernteausfällen und stellt in Hinblick auf dessen mögliche Ausbreitung eine ständige Bedrohung für die restlichen Exportländer dar.

Tatsächlich ist es niederländischen und australischen Wissenschaftlern inzwischen gelungen, eine gegen den Erreger resistente Kulturbanane zu züchten. Sie nutzten hierfür ein Gen aus einer Wildbanane – RGA2, das dieser eine deutliche Resistenz gegen den Pilz verleiht. In Zusammenarbeit der Universität Wagening (Niederlande) mit der australischen Queensland University of Technology wurde das Gen in die Kulturbanane Cavendish eingebracht und dann zwei Jahre lang (2013-2015) auf einer mit TR4 verseuchten Fläche in Nordaustralien im Rahmen eines Freilandversuch getestet. Eine der erzeugten Linien (RGA2-3) blieb über den gesamten Versuchszeitraum ohne Krankheitssymptome, drei weitere Linien waren weitgehend resistent und wiesen weniger Anzeichen einer Infektion auf. Die zur Kontrolle angepflanzten Bananenstauden ohne Resistenz-Gen waren nach drei Jahren abgestorben oder schwer erkrankt (67 bis 100 Prozent). Dabei verwendeten die Forscher klassisch gentechnische Methoden, um das Gen aus der Wildbanane in die Cavendish-Sorte zu übertragen.

Nun verfolgen die Wissenschaftler unter Einsatz von Methoden des Genome Editing einen weiteren Ansatz: Es wurde festgestellt, dass die Cavendish-Kulturbanane selbst natürlicherweise das RGA2-Gen aufweist. Allerdings ist es nur wenig aktiv, die Pflanzen deshalb krankheitsanfällig. Mit CrisprCas9 wollen sie nun das Erbgut der Cavendish-Banane direkt – ohne Gentransfer – so umschreiben, dass die Aktivität des RGA2-Gens wieder verstärkt und die Pflanze resistent gegen TR4 wird.

Links:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/fes3.168

http://www.fao.org/economic/est/est-commodities/bananas/bananafacts/en#.Xd2tANUxmUk

https://de.statista.com/themen/2559/bananen/

https://www.planet-wissen.de/gesellschaft/lebensmittel/bananen/index.html

https://www.mdr.de/wissen/umwelt/banane-pilz-hitze-gefahr100.html

https://www.zeit.de/wissen/umwelt/2019-09/ernteeinbussen-klimawandel-bananen-indien-brasilien-erderwaermung

http://www.promusa.org/Fusarium+wilt

https://www.tagesspiegel.de/wissen/arbeit-an-pilzresistenter-sorte-wie-forscher-die-banane-retten-wollen/24916416.html

https://www.tagesspiegel.de/wirtschaft/pflanzenpilz-in-lateinamerika-warum-ist-die-banane-krank/24913354.html

https://detektor.fm/wissen/forschungsquartett-pilz-bedroht-bananenanbau

https://www.nature.com/articles/s42003-019-02887