Schokolade beginnt mit einer überraschend anfälligen Pflanze.

Kakaobäume gedeihen in warmen, feuchten Umgebungen, doch dieselben Bedingungen begünstigen auch viele Krankheiten, die Schoten schädigen, Erträge mindern und das Einkommen der Bauern gefährden.

Forscher haben nun eine neue Kakaosorte entwickelt, die gegen eine der zerstörerischsten Krankheiten der Pflanze resistent sein soll. Der Durchbruch kombiniert moderne Gen-Editierung mit traditioneller Züchtung und könnte letztlich helfen, die weltweite Schokoladenproduktion widerstandsfähiger zu machen.

Schwarzfäule verursacht hohe Verluste

Eine der größten Bedrohungen für Kakao ist die Schwarzfäule, verursacht durch Erreger aus der Phytophthora-Gruppe.

Die Krankheit befällt sich entwickelnde Schoten und kann sich bei warmem, feuchtem Wetter schnell ausbreiten. Weltweit reduziert sie die Kakaoerträge schätzungsweise um rund 30 %, während schwere Ausbrüche auch Bäume schädigen oder zerstören können.

Die Herausforderung wird dringlicher, da sich die Klimabedingungen ändern.

Kakao entwickelte sich ursprünglich unter dem stabilen Blätterdach des Amazonas-Regenwaldes. Heute wird er in ganz Afrika, Lateinamerika und Asien angebaut, wo Veränderungen bei Niederschlag, Temperatur und Luftfeuchtigkeit die Bäume zusätzlich stressen und Bedingungen schaffen können, die Krankheitserreger begünstigen.

Wissenschaftler editierten eine genetische Bremse

Die Forscher konzentrierten sich auf ein Kakaogen namens TcNPR3.

Dieses Gen wirkt teilweise als Bremse für die Immunantwort der Pflanze. Mit der CRISPR-Gen-Editierungstechnologie nahmen die Forscher eine sehr kleine Modifikation vor, die es den natürlichen Abwehrkräften der Pflanze ermöglichte, stärker zu reagieren, wenn Krankheitserreger auftraten.

Bei einer Version der Pflanze wurden nur zwei DNA-Basen verändert, bei einem Genom mit rund 450 Millionen Basen.

Dennoch reduzierte diese winzige Veränderung die Krankheit in Labortests um etwa 42 %.

Forscher Mark Guiltinan erklärte, dass es nicht nur darum geht, die Schokoladenversorgung für Verbraucher zu schützen, sondern Bauern Werkzeuge an die Hand zu geben, die es ermöglichen, die Kakaoproduktion profitabel und nachhaltig zu halten, während der Krankheitsdruck steigt.

Die Pflanzen enthalten keine fremde DNA

Nach der gewünschten genetischen Veränderung züchteten die Forscher die Pflanzen weiter, um die ursprünglich mit der Gen-Editierungsmaschinerie verbundene fremde DNA zu entfernen.

Was blieb, war die gezielte Mutation selbst.

Nach den derzeitigen regulatorischen Ansätzen in den Vereinigten Staaten und der Europäischen Union können bestimmte auf diese Weise erzeugte Pflanzen anders behandelt werden als traditionelle gentechnisch veränderte Organismen mit eingefügten Fremdgenen.

Diese Unterscheidung könnte beeinflussen, wie schnell verbesserte Kakaosorten schließlich aus Forschungsprogrammen auf kommerzielle Farmen gelangen können.

Feldversuche sind der nächste Schritt

Die Laborergebnisse sind ermutigend, aber die Pflanzen sind noch nicht bereit für den breiten Anbau.

Die Forscher arbeiten nun mit landwirtschaftlichen Partnern zusammen, um sie unter realen Anbaubedingungen in Hawaii und Puerto Rico zu testen.

Forscherin Siela Maximova hat betont, dass die nächste große Herausforderung darin besteht, zu beweisen, ob die gleiche Krankheitsresistenz, die in kontrollierten Experimenten beobachtet wurde, auch im Feld wirksam bleibt.

Echte Farmen setzen Kakao wechselndem Wetter, mehreren Krankheitserregern, Schädlingen und Bodenbedingungen aus, die im Labor nicht vollständig reproduziert werden können.

Züchtung von Kakao dauert normalerweise Jahre

Die Entwicklung verbesserter Kakaosorten ist ungewöhnlich langsam.

Bäume brauchen in der Regel mehrere Jahre, bis sie reifen und Samen produzieren, was bedeutet, dass Züchter Jahrzehnte damit verbringen können, neue Merkmale über mehrere Generationen hinweg zu bewerten.

Wissenschaftler arbeiten daher auch an Wegen, die Blüte zu beschleunigen und Züchtungszyklen zu verkürzen.

Dies könnte immer wichtiger werden, weil sich die Umweltbedingungen schneller ändern, als sich Kakao auf natürliche Weise anpassen kann.

Das Ziel geht über Krankheiten hinaus

Krankheitsresistenz ist nur ein Teil der Forschungspipeline.

Zukünftige Sorten könnten auch so gestaltet werden, dass sie Hitze und Trockenheit tolerieren, weniger Cadmium anreichern, in kompakteren Formen wachsen oder früher ihre erste Ernte erreichen.

Die Forscher erforschen sogar Merkmale, die natürlich koffeinfreien Kakao erzeugen könnten.

Die unmittelbare Priorität bleibt jedoch die Widerstandsfähigkeit.

Schwarzfäule und andere Krankheitserreger entziehen der weltweiten Versorgung jedes Jahr bereits enorme Mengen an Kakao. Wenn Feldversuche die Laborergebnisse bestätigen, könnte eine genetische Veränderung, die nur zwei DNA-Basen betrifft, Bauern schließlich ein starkes neues Werkzeug zum Schutz einer der wertvollsten Nutzpflanzen der Welt geben.