Neue Züchtungsmethoden – gekommen, um zu bleiben

Neue Züchtungsmethoden – gekommen, um zu bleiben

Das Schweizer Parlament hat eine Aktualisierung des seit 2005 bestehenden Gentech-Moratoriums beschlossen. Der Schritt war überfällig. Anlässlich eines von swiss-food.ch organisierten Talks sprachen Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Landwirtschaft über den Nutzen neuer biotechnologischer Züchtungsmethoden. Dabei wurde klar: die Risiken sind gering, die Chancen gross.

Freitag, 4. März 2022

Häufig wird behauptet, Genom-Editierung sei nicht natürlich. «Doch was bedeutet der Begriff ‹natürlich› in diesem Zusammenhang?», fragt Detlef Weigel, Direktor Abteilung Molekularbiologie am Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen. Die Unterscheidung von «natürlichen» und «künstlichen» Pflanzen ist in der Realität eine fast aussichtslose Angelegenheit. So ist beispielsweise der Mais, wie wir ihn heute kennen, aus dem Wildgras «Teosinte» hervorgegangen. Dieses Wildgras hatte ursprünglich viel weniger Körner als die uns bekannten Maiskolben von heute. Die heutigen Nutzpflanzen haben nicht mehr viel Ähnlichkeit mit den ursprünglichen Pflanzen. Sie sind aus einem Prozess von jahrhundertelanger Züchtung durch den Menschen hervorgegangen.

«Mutanten sind überall!», sagt Prof. Dr. Detlef Weigel in seinem Referat.

Grundlage dafür sind Mutationen in den Genen der Pflanzen, die bewusst oder unbewusst selektiert wurden. Auch fast gleich aussehende Pflanzen unterscheiden sich in unzähligen Genen. «Mutanten sind überall», sagt Weigel. In jedem Weizenkorn gibt es pro Generation ungefähr 200 zufällig auftretende Mutationen. Auf einem Weizenfeld in der Grösse eines Hektars entstehen so etwa 40 Milliarden Mutationen pro Ernte. Keine Pflanze gleicht der anderen. Es sind alles Mutanten. Mit der Genom-Editierung können Mutationen, die zufällig in der Natur geschehen, präzise herbeigeführt werden: «Eine Mutation bleibt eine Mutation», sagt Weigel. Egal, ob sie nun durch die Genschere herbeigeführt wurde, oder zufällig entstanden ist.

Gesunde Pflanzen, weniger Pflanzenschutzmittel

Mit der Frage, wie sich Pflanzen gegen Krankheiten wehren können, beschäftigt sich die Forscherin Theresa Koller von der Universität Zürich. Pflanzen besitzen Krankheitsresistenzgene, die bestimmte Proteine für die Krankheitsabwehr produzieren. Forscherinnen und Forscher versuchen, solche Krankheitsresistenzgene zu identifizieren, die dann mit neuen Züchtungsmethoden einer Kulturpflanze hinzugefügt werden können. Ein Beispiel aus Kollers Forschung ist Mais, der mit einem Resistenzgen gegenüber Pilzkrankheiten ausgestattet wird. Ziel ist in erster Linie eine gesunde Pflanze. Doch mit Krankheitsresistenzen lassen sich auch Pestizide einsparen. Dass die grüne Biotechnologie bei einigen Menschen Ängste auslöst, weiss Koller. Doch die Forscherin betont, dass durch den Anbau der Pflanzen keine Gefahr für Mensch und Umwelt entsteht. «Die Risiken tendieren gegen null, die Chancen sind dafür gross», sagt Koller.

«Die Risiken der Genom-Editierung tendieren gegen null, die Chancen sind dafür gross», sagt Theresa Koller von der Universität Zürich.

Das Gentech-Moratorium sei angesichts des wissenschaftlichen Fortschritts und dem dadurch gewonnenen Wissen nicht mehr zu rechtfertigen. Man weiss heute deutlich mehr über das Erbgut von Nutzpflanzen als noch vor 20 Jahren. Das Erbgut der meisten Nutzpflanzen ist entschlüsselt. Die Methoden zur Entschlüsselung werden laufend billiger, schneller und präziser. Mit der Genschere CRISPR/Cas9 wurde zudem eine viel präzisere Methode zur Veränderung des Erbguts von Pflanzen entwickelt. Und auch die Erfahrung im Anbau solcher Pflanzen hat auf der ganzen Welt zugenommen. Man weiss heute: Der Anbau genetisch veränderter Pflanzen stellt keine Gefahr für Mensch und Umwelt dar. Die Forscherin erklärt, dass die Genom-Editierung viel zielgenauer als herkömmliche Züchtungsmethoden ist, bei denen auf Chemikalien oder radioaktive Bestrahlung von Pflanzen (Zufallsmutagenese) gesetzt wird. Deshalb sei es sinnvoll, die Genom-Editierung gleich zu reglementieren wie die gesetzlich erlaubte und auch im Biolandbau angewandte Mutagenese. Eine Vereinfachung des Zulassungsprozesses für neue Züchtungen würde es in Zukunft auch kleinen Start-ups und KMUs erlauben, mit diesen neuen Methoden zu züchten. Im Gegensatz zur Gentechnik der Vergangenheit kann heute sogar eine Einzelperson mit den neuen Methoden eine Sorte verändern.

Chancen für die Praxis

Den Bogen von der Theorie zur Praxis schlägt der Pflanzenzüchter und Obstproduzent Beat Lehner. Die Züchtung, so Lehner, wird immer wichtiger. Der Druck auf Pflanzenschutzmittel wird weiterhin hoch bleiben. Viele Mittel werden vom Markt genommen. Durch den Klimawandel werden die Anbaubedingungen schwieriger: «Wir brauchen in Zukunft alle Bausteine, um Früchte zu produzieren», sagt er. Doch die Züchtung einer neuen Obstsorte dauert Jahre bis Jahrzehnte. Die ersten feuerbrandresistenten Apfelsorten, die aufgrund der schweren Schäden im Jahr 2007 gezüchtet wurden, kommen erst jetzt – also 15 Jahre später – auf den Markt. Das Tempo, mit dem neue und krankheitsresistente Sorten auf den Markt gebracht werden können, nimmt mit der Genom-Editierung zu. Sie stellt jedoch nicht das Ende der klassischen Züchtungsmethoden dar. «Aber wir können schneller und gezielter reagieren», sagt Lehner. Ganz wichtig ist für den Züchter auch, dass eingeführte Standardsorten «perfektioniert» werden können. Resistente Sorten führen zudem zu weniger faulen Früchten und weniger Food Waste.

«Wir brauchen in Zukunft alle Bausteine, um Früchte zu produzieren», sagt Beat Lehner, Pflanzenzüchter aus der Ostschweiz.

Konkrete Anwendungen sieht Lehner bei der Optimierung von bekannten Sorten. Früchte werden als Sorten vermarktet. Kundinnen und Kunden gewöhnen sich an bestimmte Sorten und kaufen vor allem, was sie kennen. Lehner hofft, dass mit der Genom-Editierung Sorten, die schon auf dem Markt sind, verbessert werden und beispielsweise mit Toleranzen gegen Apfelschorf und Mehltau ausgestattet werden könnten. Lehner sieht aber auch Chancen für eine verbesserte Lagerfähigkeit. Je besser die Lagerfähigkeit, umso geringer der Food Waste. Gleichzeitig sieht er Herausforderungen bei den gesetzlichen Grundlagen. Ihn stört, dass die Mutagenese, bei der Chemikalien und radioaktive Strahlung für die Auslösung von Mutationen eingesetzt werden, erlaubt ist, während die viel zielgenauere Genschere unter das Gentechnikgesetz fällt und damit verboten ist. Doch auch bei den Konsumentinnen und Konsumenten sieht Lehner noch starken Handlungsbedarf. «Um das Vertrauen der Konsumenten in solche Produkte zu gewinnen, müssen wir noch viel Aufklärungsarbeit leisten. Wir müssen genau erklären, was wir machen, und dürfen nichts verheimlichen», sagt Lehner.

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