Feldversuch: Raps mit geschlossener Blüte

„Nach diesem Jahr werden wir wissen, ob kleistogamer Raps eine geeignete Einschlussmethode für Fremdgene ist.“

Ein blühendes Rapsfeld in der Nähe von Braunschweig. Während die eine Hälfte des Feldes hell gelb leuchtet, sieht die andere etwas blasser aus. Hier wird kleistogamer Raps angebaut, dessen Blüten sich nicht öffnen. Dadurch sollen die Pflanzen keinen Pollen an die Umgebung abgeben. Diese Eigenschaft könnte in Zukunft dazu eingesetzt werden, Fremdgene gentechnisch veränderter Rapspflanzen biologisch einzuschließen. Ob das auch in der Praxis funktioniert, soll dieser Feldversuch zeigen.

Mitarbeiter vom Julius Kühn-Institut sind im Rapsfeld unterwegs, um kontrollierte Bestäubungen vorzunehmen.

Projektleiterin Dr. Alexandra Hüsken. „Kleistogamer Raps könnte eine Eigenschaft sein, um Auskreuzungen bei gv-Pflanzen zu verhindern oder zumindest zu reduzieren.“

kleistogamer und konventioneller Raps

Kleistogamer Raps (rechts) mit geschlossenen Blüten. Links eine herkömmliche Rapspflanze mit geöffneten Blüten.

künstliche Bestäubung 1
künstliche Bestäubung 2
künstliche Bestäubung 3

Bestäubung per Hand.
(1) Bei den Rapsblüten werden die Blütenblätter und Staubfäden entfernt. Übrig bleibt nur die Narbe. (2) Die freipräparierte Narbe wird mit einer Blüte des kleistogamen Rapses bestäubt. (3) Damit kein anderer Pollen auf die Narbe gelangt, wird der Blütenstand mit einer Tüte abgedeckt.

„Das ist nicht unser einziger Versuch“, erläutert Projektleiterin Alexandra Hüsken vom Julius Kühn-Institut. „Wir haben diese Auskreuzungsexperimente über mehrere Jahre an verschiedenen Standorten durchgeführt.“

Ihre sechs Mitarbeiter sind überall im Feld beschäftigt. Bei Wind und klammen Temperaturen müssen sie heute einzelne konventionelle Rapspflanzen kontrolliert mit sich selbst oder mit dem Pollen des kleistogamen Rapses bestäuben. Wenn später im Jahr mit DNA-Analysen überprüft wird, ob der kleistogame Raps nicht doch Pollen abgegeben und Pflanzen auf der Feldhälfte mit dem herkömmlichen Raps befruchtet hat, dienen die Samen der kontrolliert bestäubten Pflanzen als Vergleichsproben.

Bei den hier verwendeten Rapslinien wurde die Kleistogamie durch chemische Mutagenese hervorgerufen. Bei der DNA-Analyse wird nach einer bestimmten Punktmutation im Erbgut gesucht, die nur im kleistogamen Raps enthalten ist. Kommt es zu einer Auskreuzung von kleistogamem Raps auf herkömmlichen Raps, ist in dem entsprechenden Samen diese Punktmutation enthalten.

Die Bestäubung per Hand erfordert viel Geschick und Ausdauer. Einzelne herkömmliche Rapspflanzen werden ausgesucht und die bereits aufgeblühten Blüten mit einer Schere entfernt. Nur die jungen, noch geschlossenen Blüten bleiben erhalten, da hier noch keine Befruchtung stattgefunden hat. Diese kaum mehr als zwei Zentimeter großen Blüten werden mit Pinzetten vorsichtig präpariert. Die Blütenblätter und Staubfäden, die später eigenen Pollen produzieren würden, werden vorsichtig entfernt. Übrig bleibt nur die Narbe, also der weibliche Teil der Blüte. Dann folgt die kontrollierte Befruchtung. Abgeschnittene reife Blüten des kleistogamen Rapses werden etwas geöffnet und die Narbe mehrfach hineingeschoben. So gelangt der Pollen der kleistogamen Blüte auf die Narbe. Anschließend werden die so präparierten Blütenstände mit einer Tüte umschlossen, damit kein anderer Pollen hier mehr befruchten kann. Ein weißer Stab wird noch in die Erde gesteckt, damit später die per Hand bestäubten Pflanzen im Feld auch wiedergefunden werden.

Pollenfreisetzung hundertprozentig gestoppt?

„Um sicherzugehen, dass kleistogamer Raps wirklich eine sichere biologische Einschlussmethode ist, müssen diese Versuche unter Praxisbedingungen und unter verschiedenen Umweltbedingungen durchgeführt werden“, sagt Alexandra Hüsken. Denn die Eigenschaft Kleistogamie muss nicht unbedingt stabil sein. Unter dem Einfluss verschiedener Standort- und Witterungsverhältnisse könnten sich einzelne Blüten des kleistogamen Rapses eventuell etwas öffnen und Pollen in die Umgebung gelangen.

„Das ist unser letztes Versuchsjahr, dann werden wir sehen“, sagt sie. Doch wenn sich die Eigenschaft Kleistogamie als nicht hundertprozentig stabil erweist, ist dann dieser Raps wertlos? „Nein“, sagt Frau Hüsken, „dann kann diese Eigenschaft immer noch eine praktische Bedeutung haben.“ In diesem Fall seien die Pflanzen weiterhin interessant für die Begrenzung der Auskreuzung von gv-Raps z.B. mit verändertem Fettsäuremuster. Hier komme es nicht darauf an, die Auskreuzung absolut zu verhindern, sondern eine Koexistenz zu erleichtern. „Wenn durch kleistogamen gv-Raps die Schwellenwerte für GVO-Anteile in Nachbarfeldern leichter einzuhalten sind, ist das auch etwas wert.“ Um den biologischen Einschluss von Fremdgenen sicherzustellen, die pharmazeutisch wirksame Substanzen bilden, wären diese Rapspflanzen dann aber ungeeignet.

Aber auch hier sieht Frau Hüsken noch Potenziale. „Wenn die kleistogamen Rapspflanzen jetzt noch nicht vollständig den Pollen einschließen, dann könnte diese Eigenschaft noch weiter verbessert und stabilisiert werden.“ Kleistogamie sei von einer Reihe von genetischen Faktoren abhängig und könne in weiteren Züchtungsschritten optimiert werden.