Die neuen Methoden der Pflanzenzüchtung: Eine Grauzone?

Neue Technologien erlauben eine gezielte Manipulation des Erbguts von Nutzpflanzen, die die bisherigen Methoden der grünen Gentechnik ablösen sollen. Unklar ist jedoch, ob auf diese Weise gezüchtete Pflanzen auch unter das derzeitige Gentechnikgesetz fallen. Wissenschaftler warnen davor, eine Überarbeitung der gesetzlichen Bestimmungen zu versäumen, und die Öffentlichkeit nicht ausreichend an der Diskussion zu beteiligen.

In den USA werden derzeit auf über 94% der Anbaufläche für Sojabohnen und 88% der Maisanbaufläche gentechnisch veränderte gv-Pflanzen angebaut. Die gv-Sorten sind transgen, das heisst sie tragen artfremde Gene aus Bakterien, Pilzen und anderen Organismen, die die Toleranz gegenüber Schädlingen und Pflanzenschutzmitteln erhöhen. Mit Hilfe von Viren, Bakterien oder Genkanonen wurden die Resistenzgene in die Pflanzenzellen eingeschleust und in das Erbgut der Pflanze eingebaut. Die Integration in das Pflanzengenom geschieht dabei allerdings zufällig, das heißt es kann nicht gesteuert werden, wie oft und wo genau der Einbau im Erbgut der Pflanze stattfindet. Dies kann zu unerwünschten Nebeneffekten führen, wenn beispielsweise Fremdgene in wichtige Pflanzengene springen und deren Funktion zerstören. Für gv-Pflanzensorten gelten daher bestimmte Zulassungsverfahren, in denen jede neue Sorte auf ungewollte Nebeneffekte, wie beispielsweise eine unbeabsichtigte Genabschaltung hin untersucht wird.

Grüne Gentechnik am Wendepunkt

In den vergangenen drei Jahren hat die Molekularbiologie jedoch neue Technologien hervorgebracht, die einen gezielten Einbau in das Pflanzengenom möglich machen. Proteine wie beispielsweise Zinkfinger-Nukleasen, Meganukleasen und TAL-Proteine können bestimmte DNA-Sequenzen im Erbgut erkennen und daran binden. Mit ihrer Hilfe lassen sich gezielt Schnittstellen im Pflanzengenom erzeugen, um Gene an einer bestimmten Stelle im Erbgut zu löschen, auszutauschen oder hinzuzufügen. Mit den neuen molekularen Werkzeugen, die unter dem Begriff targeted genetic modifications (TagMos) zusammengefasst werden, können aber auch pflanzeneigene Gene gezielt verändern oder ausgeschalten werden. Momentan werden beispielsweise herbizidtolerante Mais-, Raps und Reissorten entwickelt, bei denen einzelne DNA-Bausteine in Genen mit Hilfe der sogenannten Oligonukleotid-gerichteten-Mutagenese verändert wurden. Bei dieser Methode wird der Zelle ein Fehler in ihrer DNA vorgegaukelt, den diese nach einer eingeschleusten, mutierten Vorlage korrigiert. Auf diese Weise kopiert der Reparaturmechanismus der Pflanzenzelle eine vorgegebene Mutation in das eigene Genom.

Wie lange es dauern wird bis durch TagMos gezüchtete Pflanzenprodukte auf den Markt kommen, hängt auch davon ab, ob diese als gentechnisch verändert eingestuft werden (Quelle: © Max Müller/ pixelio.de).

Wissenschaftler sehen in den neuen, präziseren Gentechnik-methoden die Möglichkeit, Züchtungsverfahren zu beschleunigen, aber auch Risiken von gv-Pflanzen besser abzuschätzen und zu kontrollieren. Im Gegensatz zur konventionellen Züchtung, bei der es bis zu 50 Jahre dauern kann bis eine resistente Obstsorte entsteht, können Genetiker mit TagMos jetzt schon innerhalb weniger Jahre neue Sorten züchten.

Genorte, bei denen eine genetische Veränderung keine unerwünschten Nebeneffekte für die Pflanze und ihre Produkte hervorruft, könnten dann auch für den Einbau anderer Gene genutzt werden, um Zulassungsverfahren zu rationalisieren. Darüber hinaus macht das gezielte Austauschen von Genen auch genetische Neukombinationen innerhalb der gleichen Pflanzenart möglich, ohne dass Gene artfemder Organismen übertragen werden müssen. Bei der sogenannten Cis-Genetik werden beispielsweise ausschließlich Gene des pflanzeneigenen Genpools übertragen oder verändert. Mit dem Cis-Ansatz hoffen Pflanzenzüchter auch auf eine bessere Akzeptanz bei den Verbrauchern, die transgenen Pflanzenprodukten kritisch gegenüber stehen.