Neues von der Gentechnik-Front

Bt-Toxin gelangt nicht ins Grundwasser – Super-Kartoffel wird entwickelt

11.06.2015 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

BT-Mais gehört heute zu den weltweit am häufigsten angebauten gentechnisch veränderten Pflanzen überhaupt. (Bildquelle: © Thünen-Institut)
BT-Mais gehört heute zu den weltweit am häufigsten angebauten gentechnisch veränderten Pflanzen überhaupt. (Bildquelle: © Thünen-Institut)

Um zu entscheiden, ob Bt-Mais auch in Europa angebaut werden soll, sind wissenschaftliche Studien unablässig. Einer aktuellen Untersuchung zufolge gelangt das Bt-Toxin nicht ins Grundwasser, da es vorher abgebaut wird. In einem anderem Projekt, geht es um die Entwicklung von Pflanzen mit neuen Eigenschaften. In England arbeiten Wissenschaftler an der Super-Kartoffel. In fünf Jahren soll diese marktreif sein.

Bt-Mais gehört heute zu den weltweit am häufigsten angebauten gentechnisch veränderten Pflanzen überhaupt. Das Bt-Toxin (Cry1Ab) wird in der Natur vom Bakterium Bacillus thuringiensis produziert. Überträgt man das Protein mit gentechnischen Methoden in Pflanzen, z. B. Maispflanzen, sind diese in der Lage, Insekten, in diesem Fall die Larven des Maiszünslers (Ostrinia nubilalis) abzuwehren. Denn der kleine Schmetterling kann auf Maisfeldern erhebliche Schäden verursachen. Nach Schätzungen der FAO werden von den Raupen des Maiszünslers weltweit etwa 4 Prozent der jährlichen Maisernte vernichtet.

Wissenschaftliche Studien als Entscheidungsgrundlage

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Eine aktuelle Studie zeigte: Das Bt-Toxin gelangt offenbar nicht ins Grundwasser. Sobald die Proteine im Bodenwasser auftauchen, werden sie von den dort lebenden Bodenmikroorganismen mit sehr hoher Effizienz abgebaut - Die Mikroorganismen nutzen das Protein als Nahrungsquelle.

Eine aktuelle Studie zeigte: Das Bt-Toxin gelangt offenbar nicht ins Grundwasser. Sobald die Proteine im Bodenwasser auftauchen, werden sie von den dort lebenden Bodenmikroorganismen mit sehr hoher Effizienz abgebaut - Die Mikroorganismen nutzen das Protein als Nahrungsquelle.

Bildquelle: © Smileus - Fotolia.com

Prinzipiell ist der Anbau von Bt-Mais auch in der EU ist zugelassen. Hier obliegt es allerdings den einzelnen Mitgliedstaaten, über den Anbau bzw. dessen Verbot zu entscheiden. Um das Für und Wider des Bt-Maisanbaus kritisch abwägen zu können, bieten wissenschaftliche Untersuchungen eine Entscheidungsgrundlage. Ob Bt-Proteine in den Boden und ins Grundwasser gelangen, wurde bisher ohne eindeutige Lösung kritisch diskutiert.

Wissenschaftler des Thünen-Instituts konnten nun zeigen, dass das Bt-Protein sehr wahrscheinlich nicht ins Grundwasser gelangt. Verantwortlich dafür sind Bodenorganismen wie Bakterien, denen das Bt-Molekül – neben zahlreichen anderen Stoffen – als Nahrung dient.

Beim Anbau von Bt-Mais gelangt Cry1Ab in den Boden. Dies geschieht in geringem Maße während des Maisanbaus über die Wurzeln, vor allem aber nach der Ernte durch die auf dem Feld verbliebenen Pflanzenreste. Bisherige Untersuchungen belegten bereits, dass Cry1Ab im Boden kaum nachweisbar war. Dabei blieb allerdings unklar, ob es nur im Boden gebunden oder auch tatsächlich abgebaut wurde.

Isotope belegen den Abbau des Bt-Toxins

Mit Hilfe von Isotopenmarkierten Cry1Ab-Proteinen lässt sich das Schicksal des Bt-Toxins exakt nachverfolgen. Die Analysen der Wissenschaftler zeigten, dass Cry1Ab zunächst an Bodenbestandteile, vor allem an Tonpartikel bindet, und von dort aus langsam in die wässrige Bodenphase abgegeben wird. Hier angekommen, wird das Toxin von Bodenorganismen abgebaut. So ist die verfügbare Cry1Ab-Konzentration im Grundwasser extrem niedrig.

Super-Kartoffel aus England

Während mit Bt-Mais hauptsächlich die Sorgen der Landwirte, ihre Erträge vor Fressfeinden zu sichern, angesprochen werden, widmen sich Forscher in England derzeit einer regelrechten Super-Kartoffel, die sowohl den Ansprüchen von Bauern, als auch denen der Verarbeiter und Verbraucher gerecht wird. Die gentechnisch veränderten Pflanzen sollen sowohl dem zerstörerischen Mehltau, als auch parasitischen Würmern (Kartoffelnematoden) und braunen Flecken trotzen. Auch das mutmaßlich krebserregende Acrylamid soll bei der Verarbeitung dieser Kartoffeln kein Thema mehr sein. Bisher gibt es alle diese nützlichen Eigenschaften einzeln in verschiedenen Kartoffel-Sorten. Das Wissenschaftler-Team will sie nun innerhalb von fünf Jahren in einer Pflanze vereinen.

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Wissenschaftler arbeiten gerade an einer widerstandsfähigen Super-Kartoffel ohne braune Flecken und Acrylamidbildung bei der Verarbeitung. In fünf Jahren soll die Knolle marktreif sein.

Wissenschaftler arbeiten gerade an einer widerstandsfähigen Super-Kartoffel ohne braune Flecken und Acrylamidbildung bei der Verarbeitung. In fünf Jahren soll die Knolle marktreif sein.

Bildquelle: © iStock.com/langdu

Verzögerte Resistenzbildung

Mehrere Resistenzgene in einer Pflanze zu vereinen würde – neben den zahlreichen guten Eigenschaften – noch einen weiteren Vorteil mit sich bringen: Schädlinge hätten es schwerer, Resistenzen gegen die neuen Resistenzeigenschaften auszubilden. Diese entstehen, wenn Tiere mit zufällig vorteilhaften Mutationen in ihrem Genom auf einfach gentechnisch oder klassisch züchterisch veränderte Pflanzen treffen. Dort haben sie gegenüber Artgenossen ohne diese Mutation oder anderen Schädlingen einen beachtlichen Vorteil. Sie können überleben und sich ungehindert vermehren. Die Resistenz der Pflanzen ist nutzlos, da diese von stetig wachsenden Populationen von Schädlingen überwunden wurden. Liegen mehrere Resistenzen vor, die im Fall der Kartoffel mit Hilfe gentechnischer Verfahren in das Kartoffelgenom eingebaut werden , ist die Wahrscheinlichkeit, diese durch mehrere zufällig entstandene, vorteilhafte Mutationen in einem einzigen Organismus zu überwinden, sehr unwahrscheinlich.

Kartoffeln sind neben Weizen, Mais und Reis wichtige Nahrungspflanzen, die nahezu weltweit verbreitet sind. Doch immer wieder sorgt vor allem der Mehltau für beträchtliche Ernteeinbußen. Der wohl bekannteste Ausbruch des Pilz-ähnlichen Erregers führte Mitte des 18. Jahrhunderts zu einer vernichtenden Hungersnot in Irland. Auch heute noch besprühen Landwirte ihre Kartoffelfelder bis zu 15-mal im Jahr mit Pflanzenschutzmitteln, um die gefürchteten Erreger fern zu halten. Die Kosten dafür, aber auch die Umweltbelastungen sind enorm.

Marktreife nach fünf Jahren

Bereits in fünf Jahren rechnen die Wissenschaftler mit kommerzialisierbaren Erfolgen ihrer Super-Kartoffel. Der Ansatz könnte dann auch auf andere Nutzpflanzen übertragen werden, so die Forscher. Den schwierigsten Teil des Projektes sehen die Wissenschaftler nicht in der technischen Konzeption der Kartoffel, sondern vielmehr darin, die Akzeptanz der Bürger für ein gentechnisch verändertes Lebensmittel zu gewinnen. Diese wollen die Forscher parallel zu den Laborversuchen verbessern.

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