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Biodiversität schützen und nützen. ... mit welcher Gentechnik?

Für den Erhalt der Obstvielfalt sowie den züchterischen Zugang zu den genetischen Pflanzenressourcen brauchen Erwerbsobstbauern in der Bodenseeregion nicht Technologie-Transfer, sondern -Dialog. Katalysatoren des Wandels sind heute die Satelliten von Universitäten, kleine Biotechnologieunternehmen mit Sympathie für ökologische Anliegen und heimatverbundene Vereine.

Auch die Natur experimentiert und rekombiniert Gene: Streifenkirschen der Sorte Schauenburger wurden erstmals 1984 im Kanton Biel an einem etwa 30 Jahre alten Kirschbaum entdeckt (li: Früchte desselben Baums). Heute gibt es die Streifenkirschen als Züchtung. © Fructus

Jahrhundertelang wurden Obstsorten nach Wirtschaftlichkeit des Anbaus und Steigerung des Ertrags gezüchtet. Krankheitsresistenz war dagegen selten ein Selektionskriterium (vgl. JKI 2008). Dies hat dazu geführt, dass entsprechende Wildtypen bzw. die innerartliche Vielfalt verloren gingen. Das zeigt auch der Blick in das EU-Sortenamtsregister. Die rund 300 gemeldeten Apfelzüchtungen sind fast ausnahmslos von der Spezies Malus x domestica Borckh. In den vergangenen Jahren hat sich die Strategie geändert hin zur Züchtung widerstandsfähiger Sorten. Beim Apfel sind Sorten gefragt, die weniger anfällig sind gegen Apfelschorf (Venturia inaequalis) oder gar den Feuerbrand. Und hier brauchen die Züchter bio- und gentechnologische Methoden, um die genetische Ausstattung der Pflanzen zu analysieren. Einige Resistenzgene wie Cathay crab oder Antonavka PI 172612 hat man so schon identifiziert. Die Frage ist, wie soll man dieses Wissen umsetzen.

In vielen Ländern (z.B. Deutschland, Niederlande, USA, Korea) hat man bereits transgene Obstpflanzen entwickelt. Dabei werden artfremde Gene mit den gewünschten Eigenschaften in das Genom der Zielpflanze eingebaut. Hierzulande zeigen die Obstbauern jedoch wenig Interesse an solchen Pflanzen. Alternativ dazu verfolgt man am sächsischen Institut für Züchtungsforschung an Gartenbaulichen Kulturen und Obst in Pillnitz (Flachowsky 2009), einer Bundesanstalt, den Ansatz cis-eigene Gene, also Gene der eigenen Art, mit Hilfe des molekularen Gentransfers direkt in den sogenannten Elite-Genotyp einzubauen. Wenn der Gentransfer in den Plastiden und nicht im Zellkern erfolgt, bleibt überdies die Sortenidentität trotz Modifikation erhalten. Das geht viel schneller als 20 oder 25 Jahre, die eine klassische Züchtung dauert. Der Mechanismus des Genaustauschs ist überdies derselbe wie bei natürlicher Kreuzung (vgl. Wackernagel 2002). Und was ist hier noch ”natürlich”? Eine Erhebung der Schweizerischen Kommission für die Erhaltung von Kulturpflanzen (SKEKA) ergab jüngst, dass 83% der Schweizer Flora von Wildarten gebildet wird, die mit Kulturpflanzen verwandt sind. Züchtungen sind ein Teil der Pflanzenvielfalt, ebenso wie Kulturpflanzen auswildern oder aus Wildtypen selektioniert werden.

Sortenzüchtung ist keine isolierte Pflanzenbetrachtung

In den praxisnahen Forschungssatelliten, dem KOB in Oberschwaben und dem Agroscope Wädenswil setzt man Grüne Biotechnologie bislang dosiert ein: Neuzüchtungen erfolgen per Handbestäubung und markergestützter Selektion. Welche Methode man denn auch wählen mag, um Sorten aus verwandten Arten zu erzeugen, eine Einsicht hat sich in den vergangenen zwei Jahrzehnten unter allen Beteiligten – Erwerbsobstbau, Industrie, Biotechnikwissenschaft – durchgesetzt: Sortenzüchtung ist keine isolierte Pflanzenbetrachtung.

Die Natur hat bereits viel Nützliches entwickelt, und die Biodiversität ist ein erhaltenswerter Schatz (United Nations 1993; FAO o.J.). Eine nachhaltige Agronomie muss deshalb Ökonomie mit Ökologie verbinden. 166 von 191 Staaten, darunter Deutschland, die Schweiz und Österreich, haben bislang entsprechende Nationale Aktionsprogramme implementiert. Träger der Umsetzung sind freilich nicht die üblichen ”Innovatoren”, sondern praxisnahe Außenstationen von Universitäten und Vereine wie FRUCTUS, Pro Specie Rara oder SKEKA, die abseits des wissenschaftlich-technischen Mainstream mit viel Laien-Engagement arbeiten. Hier hat man Genbanken und Feldsammlungen seltener Obstarten aufgebaut, die interessierten Forschern offen stehen.

In der Schweiz gibt es mittlerweile rund 25 Obstsammlungen, darunter eine der renommiertesten in Roggwil im Thurgau. Diesen Netzwerken ist es zu verdanken, dass man heute mehr über die Obstvielfalt weiß. Allein bei Äpfeln zählte die Nationale Datenbank der Schweiz im April 2009 2.334 verschiedene Sorten. Hinzu kommen Dutzende weitere, noch nicht näher bestimmte Muster. Pro Jahr können nur wenige Dutzend Sorten eindeutig klassifiziert werden, denn solange molekulargenetische Tests nur einen kleinen Ausschnitt aus diesem Genpool erfassen, kommt man mit morphologischen und phänologischen Bestimmungsmethoden nur langsam voran.

Wie bei einem guten Orchester braucht es auch beim Erhalt und der Nutzung der Obstvielfalt des Zusammenspiels. Beim Einkreuzen krankheitsresistenter Wildarten gehen häufig produktions- und verbraucherrelevante Eigenschaften verloren. Die Sorten eigenen sich eher für Streuobst und Kleingärten als den Erwerbsobstbau (BMELV 2008b:15ff), wie das Beispiel des Malus floribundes (Sorte Florina) zeigt. Die Konsumenten goutieren nicht den wenig anregenden Geschmack. Die neuen Sorten haben eine weit geringere Lagerfähigkeit, benötigen also mehr chemische Nachbehandlung. Das aber lehnen Obstvermarkter und der Handel ab. Die Resistenz gegen die eine Krankheit kann ein Obst anfälliger für eine andere Krankheit machen und damit mehr Pestizideinsatz erfordern. Das aber lehnen alle Beteiligten inklusive der Landwirte ab. Prof. Cesare Gessler, Forscher am Institut für Pflanzenpathologie, ETH Zürich und wissenschaftlicher Direktor des Trentiner Centro SafeCrop plädiert für den Einsatz der Gentechnologie. Damit will er drei Fliegen mit einer Klappe schlagen: die Züchtung von krankheitsresistentem, geschmackvollen und zugleich anbauoptimiertem Kernobst.

Technologie-Dialog statt -Transfer

Jenseits der vielen noch offenen Fragen hat sich eines im Obstbau bereits deutlich geändert: Es weht ein frischer Wind in der Einstellung zu Biotechnologie und Gentechnik. Bei den Biologen, Biochemikern und Agraringenieuren hat ein Generationenwechsel stattgefunden. Viele haben in der Ausbildung gelernt, was bio- und gentechnologische Methoden sind, was sie leisten und was sie nicht können. Die neue Generation braucht nicht mehr die Bevormundung durch Ideologen und das Feindbild von – wie es einer der Beteiligten ausdrückt: ”Monsanto und den bösen Konzernen, die die Welt erorbern und indische Bauern knechten”. Im engen Kontakt mit der Praxis setzt sich diese Generation vom üblichen Technologietransfer – hier die kluge Wissenschaft, dort die tumbe Praxis – ab. Im Dialog lernt sie vom Erfahrungswissen der Obstkundler und Landwirte, Grüne Biotechnologie besser und nachhaltiger einzusetzen.

Glossar

  • Biotechnologie ist die Lehre aller Verfahren, die lebende Zellen oder Enzyme zur Stoffumwandlung und Stoffproduktion nutzen.
  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Eine Genbank ist eine Sammlung von klonierten Genfragmenten, die das gesamte Genom eines Organismus repräsentiert.
  • Das Genom ist die gesamte Erbsubstanz eines Organismus. Jede Zelle eines Organismus verfügt in Ihrem Zellkern über die komplette Erbinformation.
  • Gentechnik ist ein Sammelbegriff für verschiedene molekularbiologische Techniken. Sie ermöglicht, DNA-Stücke unterschiedlicher Herkunft neu zu kombinieren, in geeigneten Wirtszellen zu vermehren und zu exprimieren.
  • Ein Gentransfer besteht in der Übertragung eines Gens in Empfängerzellen.
  • Ein Katalysator ist ein Stoff, der selektiv eine bestimmte chemische oder biochemische Reaktion beschleunigt, indem er die Aktivierungsenergie herunter setzt. Der Katalysator selbst wird dabei nicht verbraucht.
  • Resistenzgene sind Gene, die vor allem bei Bakterien und Hefen auf Plasmiden lokalisiert sind und für Faktoren kodieren, die die Zellen, z. B. gegenüber Antibiotika oder Schwermetallen, widerstandsfähig machen. In der Mikrobiologie und der Gentechnik werden häufig Antibiotikaresistenzgene als selektive Marker für Vektoren verwendet, um deren Anwesenheit in einer Zelle zu überprüfen.
  • Unter Selektion im biologischen Sinn versteht man die Auslese von Organismen aufgrund ihrer Merkmale. Dies kann einerseits durch natürliche Selektionsmechanismen ("survival of the fittest") im Zuge der Evolution geschehen. Unter künstlicher Selektion versteht man andererseits die Auslese von Organismen durch den Menschen, z.B. in der Zucht. Auch in der Gentechnik wird künstliche Selektion angewandt, um einen gentechnisch veränderten Organismus anhand neu eingebrachter Eigenschaften (z. B. Antibiotikaresistenz) zu identifizieren.
  • Der Genotyp (Erbbild) repräsentiert die genetische Ausstattung eines Organismus.
  • Feuerbrand ist eine Pflanzenkrankheit die durch das Bakterium Erwinia amylovora ausgelöst wird. Überträger kann alles sein, das mit der Pflanze in Berührung kommt. Hauptsächlich erfolgt die Infektion während der Blütezeit, wenn das Bakterium durch Insekten über die Blüte eingebracht wird. Symptome können z.B. Blattverkrümmung, -Welken, Blattverfärbung oder gekrümmte Triebspitzen sein. Es scheint, als ob die Pflanze verbrannt wurde. Feuerbrand ist für den Menschen ungefährlich.
  • Apfelschorf ist eine durch Pilze verursachte Pflanzenkrankheit bei Äpfeln und Birnen. Sie wird durch Venturia inaequalis verursacht. Dieser Pilz befällt vor allem bei stark feuchtem bis nassem Klima Blätter und Früchte. Befallene Obstsorten sind an kleinen schwarzen Flecken zu erkennen. Für den Menschen besteht keine Gefahr.
  • Die Vielfalt von auf der Erde vorkommenden Lebewesen und den unterschiedlich vorkommenden Ökosystemen wird als Biodiversität bezeichnet. Biodiversitätsforschung beschäftigt sich mit dem Einfluss der in einem speziellen Ökosystem vorkommenden Lebewesen auf die Umwelt.
  • Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
Seiten-Adresse: https://www.biooekonomie-bw.de/de/fachbeitrag/pm/biodiversitaet-schuetzen-und-nuetzen-mit-welcher-gentechnik/