19.02.2007

Basisinfo

Samensterilität

Samen, die nicht keimen

Eine Möglichkeit, die Ausbreitung und damit die Auskreuzung von Transgenen zu verhindern, ist eine gezielt hervorgerufene Samensterilität. Es gibt verschiedene molekularbiologische Konzepte, um Pflanzen zu erzeugen, die nicht oder nur nach Behandlung mit Chemikalien auskeimen. Allerdings: Diese als Terminator-Technologie bekannt gewordenen Ansätze sind umstritten.

Das Terminator-Konzept, das zu den GURT-Technologien (Gene Usage Restriction Technologies) gezählt wird, wurde eigentlich entwickelt, um das geistige Eigentum von Züchtern und Saatzuchtfirmen zu schützen und eine Vermehrung des Saatguts durch Landwirte zu unterbinden.

Ob das Terminator-Konzept künftig zu diesem Zweck angewendet wird, ist gegenwärtig nicht absehbar. Es wird befürchtet, dass es besonders in armen Ländern die Abhängigkeit der Bauern von der Industrie erhöht. Terminator soll verhindern, dass Landwirte das Saatgut der damit versehenen Pflanzen selbst vermehren, so dass sie gezwungen sind, Saatgut jedes Jahr neu zu kaufen. Nach heftigen Diskussionen haben sich zumindest einige Agro-Unternehmen verpflichtet, auf die Terminator-Technologie zu verzichten. Doch: Da sie das Auskeimen der Samen unterdrücken, können GURT-Technologien wie das Terminator-Konzept grundsätzlich auch dazu verwendet werden, um Vermehrung und Ausbreitung von gv-Pflanzen zu verhindern.

Inzwischen sind verschiedene Terminator-Systeme entwickelt worden.

• Zentrales Element sämtlicher Systeme ist ein Letal-Gen (in der Abb. Terminator-Gen). Die Expression des Letal-Gens führt je nach Zeitpunkt entweder zu keimungsunfähigen Samen oder zum Absterben des Keimlings.
• Geeignete Promotoren steuern diesen Vorgang. Lea-Promotoren (lea für_late embryogenesis abundant_) schalten im letzten Stadium der Samenreife die Gene ein, deren Produkte den Austrocknungsprozess regeln und begleiten. Keimungsspezifische Promotoren schalten kurz nachdem die Samen gequollen sind, die Gene ein, deren Produkte den Abbau von Stoffen aus dem Speichergewebe und den Transport in den jungen Keimling erledigen.

Würden die Pflanzen tatsächlich nur solche Letal-Gene enthalten, wäre eine Vermehrung auch für Züchter und Saatgutproduzenten unmöglich. Es sind also weitere Komponenten nötig, mit deren Hilfe die Samensterilität wieder aufgehoben werden kann. Auch dafür gibt es verschiedene Systeme. Gemeinsam ist ihnen, dass neben dem Letal-Gen weitere Genkonstrukte in eine Pflanze eingeführt werden müssen. Diese sind meist an einen Promoter gekoppelt, der durch einen chemischen Wirkstoff (Induktor) angeschaltet wird. Die so aktivierte Wirkung dieses Gens „neutralisiert“ das Letal-Gen.

• Ein System beruht darauf, dass das Saatgut einer gv-Pflanze nicht keimfähig ist. Der Landwirt muss zusammen mit dem Saatgut eine passende Chemikalie erwerben. Nur wenn er das Saatgut mit diesem Induktor behandelt, keimt es aus.
• Bei einem anderen System bilden die jeweiligen gv-Pflanzen normale Samen. Vor dem Verkauf als Saatgut werden sie mit dem Induktor behandelt, der bei diesem System das Letal-Gen aktiviert. Landwirte, die dieses Saatgut aussäen, erhalten Pflanzen, deren Samen zwar vollständig abreifen, jedoch nicht mehr auskeimen können. Es ist daher für eine weitere Aussaat nicht mehr verwendbar.

Inwieweit sich einzelne dieser GURT-Technologien tatsächlich für ein biologisches Containment eignen, scheint derzeit nicht geklärt. Bislang existieren keine fundierten, verlässlichen Informationen und Daten zur Praktikabilität der Maßnahmen und zur genetischen Stabilität der einzelnen Komponenten.