Apfel

Bei den Apfelbäumen unterscheidet man zwischen Niederstammsorten, die kommerziell in Plantagen angebaut werden und Hochstammsorten, die man in extensiv bewirtschafteten Streuobstwiesen findet. Der Ertrag ist hier geringer, die Vielfalt aber vor allem an alten Sorten groß.

Apfelbäume wachsen in gemäßigten Klimaregionen. Der kommerzielle Anbau von Äpfeln findet hauptsächlich in China, den USA und Europa statt.

Die Frucht wird meist roh verzehrt oder verarbeitet zu Marmelade, Fruchtzubereitungen, Apfelmus oder Saft. Aus Apfeltrester wird Pektin (Geliermittel E 440) hergestellt.

Beispiele Forschung und Entwicklung (Gentechnik, neue Züchtungsverfahren)

Resistenz gegen Pilzerkrankungen wie Apfelschorf und Apfelmehltau. Die Züchtung krankheitsresistenter Apfelsorten ist schwierig und langwierig. Es kann mehrere Jahrzehnte dauern, bis eine widerstandsfähige Sorte mit genießbaren Früchten gefunden ist. Zwar gibt es einige Apfelsorten, die besser etwa mit Apfelschorf zurechtkommen, doch gerade die beliebten, von den Konsumenten bevorzugten Sorten wie Gala und Golden Delicious sind besonders anfällig.

Wissenschaftler der ETH Zürich verfolgen in Zusammenarbeit mit dem Julius Kühn-Institut in Dresden-Pillnitz und der Universität Wageningen einen sogenannten cisgenen Ansatz: Sie nutzen ausschließlich Gene aus dem Apfel-Genpool. So wurde ein Resistenzgen gegen Apfelschorf aus Wildäpfeln auf die Apfelsorte Gala übertragen. Die schorfresistenten Apfelpflanzen wurden von 2011 bis 2021 im Freiland auf dem Gelände des niederländischen Agrarforschungsinstituts in Wageningen getestet. 2014 trugen die Apfelbäume erstmals Früchte und blieben frei von Apfelschorf.

Cisgene Pflanzen, bei denen keine „artfremden“ Gene oder Genelemente verwendet werden, gelten in Europa als „gentechnisch verändert“ und unterliegen bei Zulassung, Sicherheitsbewertung und Kennzeichnung allen für GVO geltenden Rechtsvorschriften.

Resistenz gegen die bakterielle Erkrankung Feuerbrand. Auch gegen Feuerbrand wurde 2014 ein wirksames Resistenzgen in einem Wildapfel identifiziert und in die Sorte Gala übertragen. Auch hierbei wurde ausschließlich Erbmaterial aus Apfel verwendet. Apfelpflanzen, in die das Resistenzgen gegen Feuerbrand eingebracht wurde, wurden 2016 bis 2021 in der Schweiz auf dem Freisetzungsgelände Protected Site versuchsweise angebaut.

Inzwischen ist es auch gelungen, mit den neuen Methoden des Genome Editings eine Feuerbrandresistenz in den Apfelsorten Gala und Golden Delicious zu erzeugen. Italienische Wissenschaftler schalteten mit Hilfe der Gen-Schere CRISPR/Cas ein Gen aus, das eine Rolle bei der Anfälligkeit gegenüber Feuerbrand spielt. Sie konnten damit die Feuerbrandsymptome um etwa die Hälfte verringern

Nicht-bräunende Äpfel. Das kanadische Biotech-Unternehmen Okanagan Specialty Fruits hat gentechnisch veränderte Apfelbäume entwickelt, deren Früchte nach dem Aufschneiden nicht mehr braun werden. Dazu wurde ein Gen für ein Enzym (Polyphenol oxidase, PPO) abgeschaltet, das Oxidationsprozesse reguliert. Zunächst wurden die Apfelsorten Golden Delicious und Granny Smith auf diese Weise gentechnisch verändert und in den USA sowie in Kanada Anfang 2015 zugelassen. 2016 folgte in den USA die Sorte Fuji, 2018 in Kanada. Die ersten gv-Äpfel werden seit 2017 in den USA vermarktet. Die Anbaufläche betrug 2021 etwa 550 Hektar.

Erhöhter Anthocyan-Gehalt. Die Universität Wageningen hat eine Freisetzung beantragt (2016-2026) für Apfelbäume, die mehr roten Farbstoff bilden. Der sekundäre Pflanzenstoff soll gesundheitsfördernd sein, kommt aber oft in Äpfeln vor, die nicht gut schmecken. Ein Gen, das die Anthocyan-Biosynthese reguliert, wurde in gut schmeckende Apfelsorten übertragen (cisgener Ansatz: nur arteigenes Erbmaterial).

Veränderter Blühzeitpunkt. Durch Übertragung eines Gens wurden Apfelpflanzen entwickelt, die bereits im ersten Jahr nach der Aussaat blühen. Dadurch können konventionelle Züchtungsprozesse beschleunigt werden. Eine Apfelpflanze blüht natürlicherweise das erste Mal erst nach sechs bis zehn Jahren.

Bessere Bewurzelung. Wissenschaftler der schwedischen Universität für Agrarwissenschaften beantragten 2015 eine vierjährige Freisetzung mit Apfel- und Birnenbäumen, die auf gentechnisch veränderte Wurzelstöcke gepfropft werden. Die transgenen Wurzelstöcke waren in Labor- und Gewächshausversuchen besser in der Lage den Boden zu durchwurzeln als herkömmliche Wurzelstöcke.