Klimawandel erfordert Präzisionszüchtung
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Klimawandel erfordert Präzisionszüchtung

Durch den Klimawandel wird es in Mitteleuropa tendenziell heisser und trockener. Dadurch können sich auch Schadorganismen bei uns festsetzen, für die es in diesen Breitengraden vorher zu kalt war. Die Landwirtschaft ist gefordert. Um Ernten auch vor invasiven Schädlingen schützen zu können, braucht es robuste neue Pflanzensorten. Damit die Pflanzenzüchtung mit dem Klimawandel mithalten kann, bieten sich innovative Methoden wie die Präzisionszüchtung mittels Genom-Editierung an.

Mittwoch, 27. Oktober 2021

Der Anstieg der globalen Durchschnittstemperaturen macht extreme Wetterereignisse wie Hitzeperioden, anhaltende Trockenheit aber auch Starkregen und Überschwemmungen wahrscheinlicher. Für Landwirte sind solche Witterungsverhältnisse meistens mit Ernteverlusten verbunden. Während bei anhaltender Hitze Pflanzen wie Weizen zu früh reifen, führt zu viel Nässe bei vielen Kulturen zu Pilzkrankheiten. Die steigenden Temperaturen führen jedoch nicht nur zu schwankenden Wetterverhältnissen. Schadorganismen aus wärmeren Gebieten der Erde fühlen sich plötzlich auch in Gegenden wohl, in denen es ihnen vorher zu kalt war. Seit 1960 haben sich Schadinsekten im Schnitt 2,7 Kilometer pro Jahr nach Norden bewegt.

Massive Ernteverluste bei Temperaturanstieg
Durch den Anstieg der Durchschnittstemperatur breiten sich Schädlinge nicht nur weiter aus, sie werden auch biologisch aktiver. Das heisst sie sind länger unterwegs und vermehren sich stärker. Gemäss einer Modellstudie der University of Washington nehmen die durch Schadinsekten verursachten Ernteausfälle (bei einem Anstieg der Temperaturen um 2 Grad) bei Weizen um 46 Prozent zu. Bei Mais sind es 31 Prozent und bei Reis 19 Prozent. Die weltweiten Ernteausfälle wären also enorm. Auch die Verbreitung von Pflanzenkrankheiten (ausgelöst durch Viren, Pilze oder Bakterien) nimmt mit höheren Temperaturen zu. Veränderte Umweltbedingungen begünstigen zudem die Entstehung von «Mutanten».

Megatrend: Klimawandel

Die Zeit drängt

Nicht für jeden Schädling und jede Krankheit wird rechtzeitig ein Pflanzenschutzmittel verfügbar sein. In manchen Fällen – zum Beispiel wenn sich der Schadorganismus im Kerngehäuse befindet – ist der Einsatz von Pestiziden zudem ungeeignet. Um die Produktivität zu erhalten, braucht es vor allem robuste neue Pflanzensorten, die auch Wetterextremen und neuartigen Schädlingen trotzen. Das Problem: Herkömmliche Züchtungsmethoden beanspruchen viel Zeit. Meistens vergehen von der ersten Kreuzung bis zur marktreifen neuen Sorte zehn Jahre oder mehr. Damit die Pflanzenzüchtung mit dem Tempo des Klimawandels mithalten kann, braucht sie neue und innovative Verfahren. Eines davon ist die Präzisionszüchtung mit molekularbiologischen Verfahren.

Bauern brauchen vollen Werkzeugkasten

Mit der Genschere CRISPR/Cas9 lässt sich das Erbgut von Nutzpflanzen so zielgenau wie nie zuvor «schneiden». Damit können bestimmte Gene, die für die Pflanze von Nachteil ist, «abgeschaltet» werden. Der grosse Vorteil der Technik: Die Züchtung neuer Sorten geht wesentlich schneller vonstatten. Weil das Erbgut zielgenau verändert werden kann, sind jahrelange Rückkreuzungen mit alten Sorten nicht mehr nötig. So ist es möglich, in etablierte Sorten eine einzige Eigenschaft hinzuzufügen oder zu entfernen – zum Beispiel eine Resistenz gegen eine bestimmte Krankheit. Klar ist: Damit die Bauern auch künftig hohe Ernten erzielen können brauchen sie einen vollen Werkzeugkasten mit vielen Hilfsmitteln. Und es braucht Offenheit gegenüber neuen Technologien. Sonst droht Europa und die Schweiz, bei der Produktion von landwirtschaftlichen Produkten ins Hintertreffen zu geraten.

Gentechnik in Bionudeln?
Der Frage, ob Präzisionszüchtung wie CRISPR/Cas zu einer nachhaltigeren, vielfältigeren und klimaresilienteren Landwirtschaft beitragen kann, geht die Sendung Terra X auf ZDF nach. Thematisiert wird auch die Frage, warum wir gentechnisch veränderte Pflanzen konsumieren, selbst wenn wir im Bioladen einkaufen.

Bevölkerung ist offen für Gentechnik
Eine kürzlich durchgeführte Studie von gfs.bern zeigt, dass die immer wieder bemühte Gentech-Skepsis der Schweizerinnen und Schweizer ein Mythos ist. Wenn den Befragten der konkrete Nutzen einer Technologie bekannt ist, wächst auch die Akzeptanz. So findet eine grosse Mehrheit die Genom-Editierung nützlich, wenn damit Pflanzen vor Mehltau oder Feuerbrand geschützt werden können.

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