Bei den Forschungen sei es gemäss den Studienautoren darum gegangen, die Bakterien dazu zu bringen, eine hohe Stickstoffbindung in Umgebungen mit viel Stickstoff aufrechtzuerhalten.
Ida Romano, Fibl
Durch gezielte Genom-Editierung kann die Fähigkeit spezialisierter Mikroben verbessert werden, Luftstickstoff zu binden und an Getreidepflanzen weiterzugeben. Belege dafür haben Forscher der University of Wisconsin-Madison und der Purdue University in einer gemeinsamen Studie mit dem Unternehmen Pivot Bio gefunden. Konkret geht es den Forschern zufolge um Bakterienarten, die atmosphärisches Stickstoffgas in Ammonium, einen «Baustein» von Aminosäuren und Proteinen, umwandeln können. Dieser Prozess wird gemeinhin als biologische Stickstofffixierung bezeichnet.
Hohen Stickstoffkonzentrationen
Problematisch ist nach Angaben der Wissenschaftler, dass die bodeneigenen Bakterien ihre Fähigkeit zur Stickstofffixierung verlieren, wenn sie über längere Zeiträume hohen Stickstoffkonzentrationen im Boden ausgesetzt sind. Dies sei eine evolutionäre Reaktion, um Energie zu sparen. Bei den Forschungen sei es darum gegangen, die Bakterien dazu zu bringen, eine hohe Stickstoffbindung in Umgebungen mit viel Stickstoff aufrechtzuerhalten, wie zum Beispiel in mineralisch gedüngten Böden.
Erreicht wurde dies durch die Entwicklung gentechnisch veränderter Mikroben mit nicht-transgenen Methoden. «Mit den Genveränderungen machen wir die Mikroben blind für das Vorhandensein von Stickstoff in ihrer Umgebung, sodass sie weiterhin Ammonium fixieren und es direkt an das Wurzelsystem abgeben», erläuterte Karsten Temme, Mitbegründer von Pivot Bio und Mitautor der Studie. Es seien auch andere Änderungen vorgenommen worden, um sicherzustellen, dass die Bakterien den fixierten Stickstoff auf die Pflanzen übertragen könnten, anstatt ihn für sich selbst zu behalten.
Reduzierung der Stickstoffdüngung
«Diese umfassende Forschung ist vielversprechend, denn sie bedeutet, dass die Landwirte mit der Reduzierung der Stickstoffdüngung beginnen können, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen: eine Win-Win-Situation für den Landwirt und die Umwelt», so Temme. Dahinter stehe ein grosses Potenzial, denn die Technologie sei hochgradig skalierbar. Je mehr mineralische Düngemittel durch effizientere und nachhaltigere Stickstoffquellen ersetzt werden könnten, desto besser sei dies für die Landwirte und die Umwelt.
