Ein Mais für Afrika: Besser bei Dürre und gegen Schädlinge

Besonders in Afrika führen Dürreperiode immer wieder zu drastischen Ernteausfällen - und das bedeutet oft Hunger. Inzwischen nutzen Millionen Kleinbauern in einem internationalen Forschungsprojekt entwickelte Sorten, die bei Trockenheit bessere Erträge liefern. Mais, der mit Hilfe der Gentechnik sowohl gegen Trockenstress wie gegen wichtige Schädlinge geschützt ist, darf seit 2016 in Südafrika angebaut werden. Im Oktober 2021 hat auch Nigeria die Zulassung erteilt.

Mais ist die wichtigste Kulturpflanze Afrikas. In den Ländern südlich der Sahara wird sie auf fast einem Fünftel der Agrarflächen angebaut und ist Grundnahrungsmittel für mehr als 300 Millionen Menschen. Da es kaum Bewässerung gibt, sind die Bauern ausschließlich auf Niederschläge angewiesen, damit die Maispflanzen genug Feuchtigkeit für ihr Wachstum erhalten. Bleibt der Regen aus, kann das dramatische Folgen haben. Vor allem die Länder südlich der Sahara und in Ostafrika sind von zunehmenden Dürrephasen betroffen.

Trockentolerante Maissorten - Konventionelle Züchtung mit modernen Verfahren

Schon seit längerem haben sich internationale Forschungsprojekte zum Ziel gesetzt, neue trockentolerante Maissorten für Afrika zu entwickeln und das Saatgut an möglichst viele Kleinbauern zu verteilen. Sorten, die Dürreperioden besser überstehen, könnten die Ernährungssicherheit in der Region deutlich verbessern.

Seit 2007 koordinierte das International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) das DTMA-Projekt (Drought Tolerant Maize for Africa): Bis zum Ende des Projekts 2015 züchteten die beteiligten Wissenschaftler über zweihundert neue trockentolerante Maissorten. Zunächst hatten sie nach Wildpflanzen oder Landrassen gesucht, die besonders gut mit Trockenstress fertig werden. An diesen Pflanzen wurde mit Hilfe von molekularen Markern nach dem genetischen Hintergrund für die benötigte Trockentoleranz gesucht. Dann wurden gängige Maissorten mit den an Dürre angepassten Wildpflanzen gekreuzt und unter den Nachkommen anhand der molekularen Marker diejenigen Pflanzen bestimmt, welche möglichst viele der gewünschten Eigenschaften der Kultursorten sowie die Trockentoleranz der Wildpflanzen besaßen.

Die neuen, mit solchen Smart Breeding-Methoden gezüchteten Sorten sind produktiv, nährstoffreich, robust und an die jeweiligen regionalen Bedingungen angepasst. Und vor allem: Bei normalen Niederschlägen sind sie ähnlich ertragreich wie andere Sorten; bei Trockenheit liegen die Erträge der trockentoleranten Maissorten um 20 bis 30 Prozent höher. Etwas mehr als die Hälfte der neuen Sorten sind Hybridsorten, die anderen gewöhnliche Kreuzungen, welche ohne Ertragsverluste immer wieder ausgesät werden können.

Inzwischen wurde DTMA-Saatgut in mehreren zentral- und südafrikanischen Ländern an etwa drei Millionen Kleinbauern verteilt, die damit eine Fläche von 2,5 Millionen Hektar - sechs Prozent der Maisflächen in der Region - kultivieren. Laut einer Studie sollen diese Sorten dazu beigetragen haben, dass die Zahl der dort in Armut lebenden Menschen um neun Prozent gesunken ist.

Mit Gentechnik: Gewappnet gegen Trockenheit und Schädlinge

Noch etwas ehrgeiziger waren die Ziele des bis 2018 laufenden Projekts Water efficient maize for Africa (WEMA), an dem staatliche Agrarforschungsinstitute in Äthiopien, Tansania, Kenia, Uganda, Mozambik und Südafrika, das internationale Mais- und Weizenforschungsinstitut CIMMYT sowie Monsanto (heute Bayer) beteiligt waren. Das WEMA-Projekt nutzte sowohl konventionelle als auch gentechnische Züchtungsmethoden. Es wurde von der African Agricultural Technology Foundation (AATF) koordiniert und - wie auch das DMTA-Projekt - von der Bill & Melinda Gates Foundation finanziert. Die daraus hervorgehenden Maissorten werden lizenzfrei an die Landwirte abgegeben. Auf konventionelle Weise konnten über hundert trockentolerante Maissorten gezüchtet werden.

Der gentechnische Bereich des WEMA-Projektes wird im Projekt TELA weitergeführt. Ziel ist die Entwicklung von trockentoleranten Maislinien, die gleichzeitig gegen Fraßinsekten geschützt sind.

Für den TELA-Mais konnte ein von Monsanto entwickelter trockentoleranter gv-Mais (MON87460, DroughtGard) genutzt werden, der in den USA schon seit zehn Jahren auf den Feldern steht. In diesen Mais war ein Gen für ein „Kälte-Schock-Protein“ (cspB) übertragen worden, das Pflanzen hilft, bei Trockenstress wichtige Zellfunktionen länger aufrecht zu erhalten. Die am TELA-Projekt beteiligten afrikanischen Staaten (Äthiopien, Kenia, Mosambik, Nigeria, Südafrika, Tansania und Uganda) konnten mit diesem Mais frei von Lizenzgebühren weiterarbeiten und ihn an die jeweiligen örtlichen Bedingungen anpassen. Zusätzlich wurde Bt-Mais eingekreuzt, der den Pflanzen eine Insektenresistenz verleiht und gegen den Maisstängelbohrer wirken soll.

Bei Feldversuchen in Uganda, Südafrika, Tansania, Kenia und Mosambik lieferten diese gv-Maislinien bei mittlerer Trockenheit höhere Erträge als herkömmliche Vergleichssorten. Überraschend war, dass der Mais sich nicht nur gegen den Stängelbohrer als resistent erwies, sondern auch gegen den gefürchteten Herbst-Heerwurm, einen Schädling, der sich zunehmend in Afrika ausbreitet und zu großen Ernteverlusten führt.

In Südafrika ist der TELA-Mais bereits seit 2015 für den Anbau zugelassen. Im Oktober 2021 hat auch die zuständige Behörde Nigerias, die National Biosafety Management Agency, ihm die Zulassung erteilt.

Der Mais soll nun zunächst in allen wichtigen Maisanbaugebieten Nigerias versuchsweise angebaut werden, um die Sorten mit den höchsten Erträgen und der besten Schädlingsresistenz für die Sortenfreigabe auszuwählen. Voraussichtlich 2023 wird dann den Landwirten das Saatgut für die kommerzielle Aussaat zur Verfügung stehen.