Wissenschaftler haben ein hochwertiges Protein-Gen des Mais wiederentdeckt, das bereits vor 9000 Jahren verloren ging – die Proteinstruktur in der Futtermittelindustrie könnte sich dadurch verändern.

Zusammenfassung der Kernergebnisse

Ein chinesisches Wissenschaftlerteam veröffentlichte wichtige Erkenntnisse in der Fachzeitschrift „Nature“: Es gelang, das zweite hochproteine Hauptgen THP3-T zu klonen, welches bei der Domestizierung von Wildkorn „verlorengegangen“ war. In Kombination mit dem 2022 entdeckten Gen THP9-T kann die Proteinkonzentration in den am häufigsten angebauten Maissorten von etwa 8 % auf 12–13 % (im Korn) bzw. über 9 % (im gesamten Pflanzenkörper) erhöht werden, ohne dass die Ernteleistung beeinträchtigt wird. Diese Durchbruchsergebnisse könnten die Abhängigkeit Chinas von importiertem Sojapulver erheblich verringern – derzeit liegt die Abhängigkeit von Proteinen für Futter auf über 80 %. Zudem könnte dies zu einem höheren Einkommen der Landwirte führen und die Lieferketten für Futtermittelproteine neu gestalten. Von den Laborergebnissen bis zur großflächigen Anwendung sind jedoch noch mehrere Jahre erforderlich.

Detaillierte Interpretation

1. Dieses Gen löst ein entscheidendes Problem in der chinesischen Futterindustrie

Mais ist die am meisten produzierte Getreidesorte Chinas (jährliche Produktion: 300 Millionen Tonnen), hat jedoch einen schwerwiegenden Nachteil: Die Proteinkonzentration im Korn beträgt nur etwa 8 %, was weit unter den Bedarf der Viehzucht liegt. Um diesen Mangel auszugleichen, importiert China jährlich 100 Millionen Tonnen Sojabohnen, die zu Sojapulver verarbeitet werden – die Abhängigkeit von Proteinen für Futter beträgt somit 80 %. Das bedeutet, dass die Versorgung der Viehzucht praktisch von anderen Ländern abhängig ist.

Wildkorn hingegen enthält bis zu 30 % Protein (viermal so viel wie moderner Mais), doch im Laufe der Jahrtausende wurden durch Züchtungsmaßnahmen die hochproteinen Gene unbeabsichtigt ausgemustert. Die Wiederentdeckung der Gene THP3-T und THP9-T ermöglicht es nun, dass Mais selbst mehr Protein produziert – ohne den Kauf teurer importierter Sojabohnen.

2. Die „doppelte Antriebskraft“ der beiden Gene: Ein Gen produziert, das andere verteilt

Die Zusammenwirkung der beiden Gene funktioniert wie eine „doppelte Antriebskraft“:

• THP3-T (Produktionsmotor): Das von diesem Gen kodierte Enzym wandelt den aus dem Boden aufgenommenen Stickstoff (Düngestoff) in Aminosäuren um, die die Grundbausteine für Proteine bilden.
• THP9-T (Verteilungsmotor): Das von diesem Gene codierte Enzym transportiert die produzierten Aminosäuren in die Maiskörner, wodurch mehr Protein im Korn gespeichert wird und Nährstoffe nicht im Stroh verloren gehen.

Feldversuche haben gezeigt, dass die Einführung dieser Gene in die beliebteste Maissorte „Zhengdan 958“ zu einer erhöhten Proteinkonzentration führt, ohne dass die Ernteleistung sinkt – somit werden sowohl die Einnahmen der Landwirte gesteigert als auch die Kosten für Futter gesenkt.

3. Vorteile für die gesamte Wertschöpfungskette

• Für die Landwirte: Die Kaufpreise für hochproteines Mais sind um 200 Yuan pro Tonne höher als bei herkömmlichem Mais, was zu einem direkten Einkommenszuwachs führt.
• Für die Viehzucht: Hochproteines Mais enthält reichhaltigere und leichter verdauliche Aminosäuren; beim Füttern von Ferkeln kann es bis zu 50–100 % des Sojapulvers ersetzen, bei Hühnern und Brathähnchen kann die Menge an Sojapulver reduziert werden.
• Für den Staat: Eine Erhöhung der Proteinkonzentration im gesamten Maisanbau um 4 Prozent (auf über 12 %) würde einer zusätzlichen Importmenge von 30 Millionen Tonnen Sojabohnen entsprechen, was die Abhängigkeit verringern würde.

4. Vom Labor zur Feldanwendung: Noch einige Hürden zu überwinden

Die aktuellen Ergebnisse befinden sich noch im Laborstadium. Um sie in praktikable Sorten für die Landwirtschaft umzusetzen, sind weitere Schritte erforderlich:

• Selektion von Hybriden: Verbesserte Elternsorten mit anderen Sorten kreuzen, um Kombinationen zu finden, die sowohl hochproteinreich als auch an verschiedene Klimazonen angepasst sind.
• Mehrfache Tests unter verschiedenen Bedingungen: Feldversuche in den wichtigsten Maisanbaugebieten wie Nordostchina, Nordchina und Südwestchina, um eine stabile Ernteleistung bei unterschiedlichen Boden- und Klimabedingungen zu gewährleisten.
• Zusammenarbeit mit Unternehmen: Zusammenarbeit mit Saatgutunternehmen zur Markteinführung der neuen Sorten.
• Weitere Genforschung: Das Team plant, weitere hochproteine Gene zu identifizieren, um die Proteinkonzentration im Mais auf 15 % zu erhöhen. Der gesamte Prozess wird mindestens einige Jahre in Anspruch nehmen, doch der Richtungsweiser ist bereits klar.

Fazit

Die Entdeckung dieser Gene ist keine „Spielerei im Labor“, sondern eine entscheidende Technologie, die die chinesische Futterindustrie tatsächlich verändern kann – sie löst das Problem der Abhängigkeit von Importen und bringt sowohl Landwirte als auch Viehzüchter Vorteile. Obwohl es noch einige Jahre dauern wird, bis diese Technologie großflächig eingesetzt werden kann, ist der richtige Weg eingeschlagen. In Zukunft wird die Versorgung der Viehzucht damit unabhängiger und kostengünstiger sein.