In Laboren in Japan und auf den Philippinen haben Wissenschaftler einen unerwarteten Effekt entdeckt: Zwei mutierte Reisgene ergeben zusammen ein Wurzelsystem, das den Boden besser erforscht, aber keine zusätzlichen Kohlenhydratreserven von der Pflanze benötigt. Diese Entdeckung, veröffentlicht am 23. Juli 2026 im Journal Frontiers in Plant Science, stellt die herkömmliche Vorstellung in Frage, dass kräftige Wurzeln die Pflanze immer teuer zu stehen kommen.
Reis ist die Hauptnahrung für Milliarden von Menschen, insbesondere in Regionen mit instabiler Wasserversorgung. Hier entscheiden die Wurzeln über alles: Sie gewinnen Wasser und Nährstoffe, wenn die Regenfälle unregelmäßig sind. Die gewöhnlichen Reiswurzeln bestehen aus Hauptwurzeln und Seitenverzweigungen zweier Typen. L-Typ – dicker und weiter verzweigbar, S-Typ – dünn und kurz. Forscher identifizierten die Mutante teg1, bei der die Hauptwurzeln kürzer sind, dafür aber mehr und längere L-Verzweigungen gebildet werden als bei normalen Pflanzen.
Um den Effekt zu verstärken, kreuzten die Wissenschaftler teg1 mit der bereits bekannten Mutante our1, die selbst die Wurzeln verlängert. Bei der Doppelmutante teg1 our1 blieben die Hauptwurzeln verkürzt, dafür wuchsen die L-Verzweigungen aktiv. Die Gesamtlänge des Wurzelsystems erhöhte sich im Vergleich zum Wildtyp jedoch nicht. Analysen mit radioaktivem Kohlenstoff-14 zeigten, dass neu gebildeter Kohlenstoff hauptsächlich in die wachsenden L-Verzweigungen geleitet wurde und nicht gleichmäßig verteilt war.
Ein wichtiger Punkt: Das Verhältnis der Wurzelmasse zur Masse des oberirdischen Teils blieb bei der Doppelmutante gleich wie bei normalem Reis. Die Pflanze verbrauchte keine zusätzlichen Ressourcen für den unterirdischen Teil, sondern verteilte sie innerhalb des Wurzelsystems neu. Histologische Untersuchungen bestätigten, dass bei teg1 die Aktivität des Meristems und die Zellverlängerung in den Hauptwurzeln reduziert ist, was offenbar Kohlenstoff für die Seitenknospen freisetzt.
Diese Umverteilung erinnert an das alte Sprichwort: „Nicht in der Länge, sondern im Können“. Anstatt lange Hauptwurzeln zu züchten, die auf eine verdichtete Bodenschicht stoßen können, investiert die Pflanze in ein dichtes Netz von Seitenwurzeln, das die oberen Horizonte schnell erschließen kann. Unter Bedingungen von kurzzeitiger Dürre bietet dies einen Vorteil: Wasser aus den Oberflächenschichten wird zugänglicher, ohne dass die Gesamtkosten steigen.
Die Ergebnisse wurden an Laborpflanzen erzielt und müssen unter Feldbedingungen überprüft werden. Dennoch weisen sie auf ein neues genetisches Werkzeug für die Züchtung von Reissorten hin, die gegen Wassermangel resistent sind. Die Kombination von teg1 und our1 zeigt, dass die Wurzelarchitektur nicht durch Erhöhung der Biomasse, sondern durch präzisere Verteilung vorhandener Ressourcen optimiert werden kann.
Das Verständnis der Mechanismen dieser Kohlenstoffumverteilung eröffnet den Weg zur Schaffung von Sorten, die besser mit Klimaschwankungen zurechtkommen und Erträge ohne zusätzliche Kosten für Dünger oder Bewässerung erhalten.
