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Der Wettlauf um die Entwicklung der nächsten Bananengeneration hat begonnen. Die kolumbianische Regierung hat im vergangenen Monat bestätigt, dass ein bananentötender Pilz in den amerikanischen Kontinent eingedrungen ist, von dem ein Großteil der weltweiten Bananenversorgung stammt. Die Invasion hat den Bemühungen, Früchte zu züchten, die der Plage widerstehen können, neue Dringlichkeit verliehen.

Wissenschaftler versuchen mit einer Mischung aus verschiedenen Ansätzen, die Banane zu retten. Ein australisches Team hat ein Gen aus wilden Bananen in die wichtigste kommerzielle Sorte – die Cavendish-Banane – eingefügt und testet diese veränderten Bananen derzeit in Feldversuchen. Die Forscher setzen auch das leistungsstarke und präzise Gen-Editing-Tool CRISPR ein, um die Widerstandsfähigkeit der Cavendish gegen den Pilz Fusarium wilt tropical race 4 (TR4) zu erhöhen.

Die Züchtung einer TR4-Resistenz in die Cavendish mit herkömmlichen Methoden ist nicht möglich, da die Sorte steril ist und durch Klonen vermehrt wird. Die einzige Möglichkeit, die Cavendish-Sorte zu retten, könnte also darin bestehen, ihr Genom zu verändern, sagt Randy Ploetz, Pflanzenpathologe an der Universität von Florida in Homestead. Auf diese Sorte entfallen 99 % der weltweiten Bananenlieferungen.

James Dale, Biotechnologe an der Queensland University of Technology in Brisbane, Australien, erhielt im Juli erste Anfragen zu seinen gentechnisch veränderten Bananen, als die ersten Gerüchte aufkamen, dass TR4 Kolumbien erreicht hatte. „Dann rief Kolumbien den nationalen Notstand aus“, sagt Dale, „und jetzt ist das Interesse riesengroß.“

Eine attraktive Alternative

Es ist nicht das erste Mal, dass eine kommerzielle Bananensorte vom Aussterben bedroht ist. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts hätte ein anderer Stamm des Fusarium-Pilzes namens TR1 die damalige Spitzenbanane, die Gros Michel, fast ausgerottet. Aber die Landwirte hatten mit der Cavendish-Banane eine Alternative, die gegen TR1 resistent war, die robust genug war, um den Export zu überstehen, und die eine weitgehend akzeptable Textur und einen guten Geschmack aufwies. In den 1960er Jahren stiegen große Bananenproduzenten wie Chiquita, das heute seinen Sitz in Fort Lauderdale, Florida, hat, auf die Cavendish um.

Diesmal gibt es keine einfache Alternative. Rodomiro Ortiz, Pflanzengenetiker an der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften in Alnarp, sagt, dass keine natürlich vorkommende Bananensorte die Eigenschaften hat, die die Cavendish so beliebt gemacht haben, und die Fähigkeit, TR4 zu widerstehen.

Und der Pilz ist ein harter Gegner. Er lässt sich nicht mit Fungiziden abtöten und kann bis zu 30 Jahre lang im Boden überdauern. Das hat dazu beigetragen, dass sich TR4 langsam in der ganzen Welt ausbreitet, wahrscheinlich über kontaminierte Geräte oder über den Boden. Der Stamm begann in den 1990er Jahren, Bananenpflanzen in Asien zu zerstören, bevor er nach Australien und in Länder im Nahen Osten und in Afrika vordrang. Jetzt ist TR4 in Amerika angekommen, und die Forscher sagen, dass die Cavendish in den nächsten Jahrzehnten praktisch aussterben könnte, wenn es nicht gelingt, sie so zu verändern, dass sie gegen den Pilz resistent ist.

Dales Team hat sich auf die Veränderung von Cavendish-Pflanzen konzentriert, indem es ein Gen aus der Wildbanane Musa acuminate malaccensis einfügte, das Resistenz gegen TR4 verleiht. Nachdem er 2017 vielversprechende Ergebnisse1 aus einem kleinen Feldversuch veröffentlicht hatte, begann er vor 15 Monaten eine größere Studie. Dale und seine Kollegen haben transgene Cavendish auf einem halben Hektar Land in Nordaustralien angepflanzt, das mit TR4 befallen war. Den transgenen Bananen geht es gut, sagt Dale, während etwa ein Drittel der regulären Bananen, die er zum Vergleich gepflanzt hat, mit dem Pilz infiziert sind.

Er plant, bei den australischen Aufsichtsbehörden eine Genehmigung für die Vermarktung einer transgenen Cavendish-Banane zu beantragen, nachdem die Studie 2021 abgeschlossen ist. Es lässt sich jedoch nicht vorhersagen, ob die Behörden grünes Licht geben werden oder wie lange die Zulassung dauern könnte.

Selbst wenn Dales transgene Banane zugelassen wird, könnte der Verkauf ein Problem darstellen. Gentechnisch veränderte Pflanzen stoßen seit langem weltweit auf Widerstand in der Öffentlichkeit, insbesondere in Europa. „James hat hervorragende Bananen, die fast immun gegen TR4 zu sein scheinen“, sagt Ploetz. „Aber ob die Verbraucher sie kaufen werden, ist eine ganz andere Frage.“

Bananen mit CRISPR

In einem Versuch, den Regulierungsbehörden Biotech-Bananen schmackhafter zu machen, bearbeitet Dale auch das Genom der Cavendish mit CRISPR, um ihre Widerstandsfähigkeit gegen TR4 zu erhöhen, anstatt fremde Gene einzufügen. Konkret versucht er, ein ruhendes Gen in der Cavendish-Pflanze zu aktivieren, das eine Resistenz gegen TR4 verleiht – das gleiche Gen, das er in M. acuminate identifiziert hat. Aber die Arbeit befindet sich noch in einem frühen Stadium. „Es wird noch ein paar Jahre dauern, bis sie im Feld erprobt werden können“, sagt Dale.

Andere Forscher setzen CRISPR ein, um die Abwehrkräfte der Cavendish auf unterschiedliche Weise zu stärken. Leena Tripathi, Molekularbiologin am International Institute of Tropical Agriculture in Nairobi, Kenia, setzt das Gen-Editing-Tool ein, um Gene der Cavendish zu unterdrücken, die die Pflanze anfällig für TR4 zu machen scheinen. Bislang hat sie nur Cavendish-Gewebe im Labor bearbeitet. Der nächste Schritt wird darin bestehen, das Gewebe zu Setzlingen heranzuziehen und dann zu sehen, ob die Pflanzen die TR4-Exposition überleben. Forscher auf den Philippinen haben angeboten, bei der Erprobung von Tripathis bearbeiteten Cavendish-Pflanzen in ihrem Land zu helfen; TR4 kommt dort vor, aber nicht in Kenia.

Und ein Biotech-Start-up, Tropic Biosciences in Norwich, UK, versucht, CRISPR einzusetzen, um das Immunsystem der Cavendish-Pflanze zu stärken. Alle Pflanzen produzieren kleine RNA-Stränge, die die Aktivität einiger ihrer eigenen Gene steuern. Jüngste Studien2 deuten darauf hin, dass einige dieser RNA-Stränge manchmal Gene in Krankheitserregern unterdrücken und so die Eindringlinge lahmlegen können. Das Biotech-Unternehmen setzt CRISPR ein, um die RNA-Stränge in der Cavendish so zu verändern, dass sie die Gene in TR4 zum Schweigen bringen.

Aber es ist nicht klar, wie die Regulierungsbehörden auf der ganzen Welt genmanipulierte Bananen begrüßen werden. Im Jahr 2016 beschloss das US-Landwirtschaftsministerium, einen Pilz, dessen Genom mit CRISPR bearbeitet wurde, nicht zu regulieren, was darauf hindeutet, dass sie mit bearbeiteten Bananen ähnlich verfahren könnten. Und die Regierungen von Kolumbien, Chile, Brasilien, Japan und Israel haben offizielle Erklärungen abgegeben, die darauf hindeuten, dass sie bei CRISPR-veränderten Pflanzen ebenfalls Nachsicht walten lassen könnten. Die Europäische Union hat jedoch erklärt, dass sie gentechnisch veränderte Pflanzen genauso streng bewerten wird wie andere gentechnisch veränderte Lebensmittel.

Ortiz unterstützt die Bemühungen der Forscher, aber er warnt davor, sich ausschließlich auf eine biotechnologische Lösung für die schleichende Bananenplage zu konzentrieren. Neben der Cavendish-Banane gibt es mehr als tausend andere Bananensorten, sagt er. Sie bringen zwar nicht so hohe Erträge wie die Cavendish, lassen sich nicht so gut transportieren und schmecken nicht so gut, aber Ortiz meint, dass kommerzielle Bananenunternehmen versuchen könnten, einen Markt für diese alternativen Sorten zu schaffen.

„Wir sollten die vorhandene Vielfalt nutzen“, sagt er, „und eine Marketingkampagne durchführen, die besagt, dass man die Banane auch auf andere Weise genießen kann.“