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Gentechnik: Die neue Grüne Revolution

Seit rund 40 Jahren gibt es gentechnische Methoden, um das Erbgut von Pflanzen zu verändern. Neue Verfahren kombinieren Präzision, Spezifität und niedrige Kosten auf bisher unerreichte Weise. Doch die Diskussion um die Anwendungssicherheit hält an.
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Am 14. Mai 1990 begann in Köln das erste Freisetzungsexperiment mit gentechnisch veränderten Pflanzen in Deutschland. Unter der Leitung des damaligen Direktors des Max-Planck-Instituts (MPI) für Züchtungs­forschung, Heinz Saedler, war in das Erbgut von etwa 60 000 Petunienpflanzen ein zusätzliches Gen eingebaut worden. Der Erbfaktor stammte aus Maispflanzen und enthielt die Bauanleitung eines Enzyms, das die weißen Blüten der Petunien in lachsrote verwandelte.

Man hoffte damals, Petunien zu finden, bei denen die Erbanlage für die lachsrote Blütenfärbung durch ein springendes Gen zerstört worden war. Da dies ein seltener Vorgang ist, schien die gentechnische Veränderung zehntausender Pflanzen nötig, um am Ende einige wenige Individuen zu bekommen, die weiß-lachsrot gesprenkelte Blütenblätter tragen würden. Die MPI-Forscher veränderten das Genom der Petunien mit Hilfe des Bakteriums Agrobacterium tumefaciens – eine Methode, die etwa zehn Jahre zuvor am gleichen Institut entwickelt worden war.

Überraschenderweise zeigten nach Abschluss des Experiments rund 60 Prozent der Blüten eine weiß-rote Sprenkelung. Dieser völlig unerwartete Befund hatte zwei ganz unterschiedliche Konsequenzen. Zum einen stieß er eine neue Disziplin an, die pflanzliche Epigenetik. Denn wie sich später herausstellte, war die große Zahl gesprenkelter Blüten das Ergebnis eines trockenen und heißen Sommers, der über epigenetische Mechanismen zu einer veränderten Genaktivität geführt hatte. Zum anderen werteten Kritiker das Experiment als Beleg dafür, dass die Gentechnik mit vermeintlich unberechenbaren Risiken einhergehe.

Seit dieser Zeit hat sich die pflanzliche Gentechnik in verschiedenen Ländern in sehr unterschiedliche Richtungen entwickelt. Während in Deutschland und weiten Teilen der EU die Skepsis überwog und der Anbau gentechnisch ver­änderter Pflanzen weitgehend untersagt wurde – mit Ausnahme Spaniens –, ist auf den beiden amerikanischen Teilkontinenten die Anbaufläche für gentechnisch veränderte Pflanzen (GV-Pflanzen) auf nunmehr etwa 180 Millionen Hektar gewachsen …

April 2020

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft April 2020

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  • Quellen und Literaturtipp

Eom, J. S. et al.: Diagnostic kit for rice blight resistance. Nature Biotechnology 37, 2019

Giraldo, P. A. et al.: Safety assessment of genetically modified feed: Is there any difference from food? Frontiers in Plant Science 10:1592, 2019

ISAAA. 2018. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops in 2018: Biotech crops continue to help meet the chal­lenges of increased population and climate change. ISAAA Brief 54. ISAAA: Ithaca, New York

Modrzejewski, D., et al.: What is the available evidence for the range of applications of genome-editing as a new tool for plant trait modification and the potential occurrence of associated off-target effects: a systematic map. Environmental Evidence  8, 2019

Weng, M.-L. et al.: Fine-grained analysis of spontaneous mutation spectrum and frequency in Arabidopsis thaliana. Genetics 211, 2019


Literaturtipp

Kempken, F.: Gentechnik bei Pflanzen - Chancen und Risiken (5. Auflage). Springer-Spektrum, Berlin 2020
Das Buch stellt die Chancen und Risiken pflanzlicher Gentechnik dar und behandelt einschlägige Methoden, Anwendungsbeispiele, Freisetzungsversuche und die Kommerzialisierung.