Äpfel am Baum 2x1

Apfel

Anbau-Zulassungen USA (2015, 2016) Kanada (2015, 2018)
Anbau USA, Vermarktung der Früchte ab 2017
Forschungsschwerpunkte Veränderte Produkteigenschaften, Pilz- und Bakterienresistenz
Freilandversuche EU: 12 (Niederlande 5, Belgien 2, Schweden 4, Deutschland 1)
USA: 73 (1991-2017), Neuseeland
Diagramm Pflanzenschutzmittel-Einsatz bei verschiedenen Obstarten

Äpfel werden im Vergleich mit anderen Obstarten sehr häufig mit Pflanzenschutzmitteln behandelt.

Großes Foto oben: Buchholz / pixelio.de

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. 2016 wurden weltweit etwa 90 Millionen Tonnen Äpfel geerntet.

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

Gentechnik: Ziele bei Forschung und Entwicklung

Anbaueigenschaften

  • Pilzresistenz: Verbesserung der Widerstandskraft gegenüber Pilzerkrankungen wie Apfelschorf und Apfelmehltau.
  • Resistenz gegen Feuerbrand (durch Bakterien ausgelöste Krankheit)

    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 mit Schorf oder Feuerbrand zurecht kommen, 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 wurden Resistenzgene gegen Apfelschorf und vor kurzem auch gegen Feuerbrand aus Wildäpfeln auf die Apfelsorte Gala übertragen. Die schorfresistenten Apfelpflanzen werden seit 2011 im Freiland auf dem Gelände des niederländischen Agrarforschungsinstituts in Wageningen getestet. 2014 trugen die Apfelbäume erstmals Früchte und blieben frei von Apfelschorf.
    Apfelpflanzen, in die das Resistenzgen gegen Feuerbrand eingebracht wurde, werden zurzeit (2016-2021) in der Schweiz auf dem Freisetzungsgelände Protected Site versuchsweise angebaut.
    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.
    Auch in anderen Pflanzenarten (z.B. Gerste) oder Organismen (z.B. einem Pilz, einem Bakteriophagen und der Seidenraupenmotte) hat man Gene gefunden, die Resistenzen gegen Apfelschorfoder Feuerbrand vermitteln könnten. Einige dieser Gene wurden auf Apfelbäume übertragen - neben weiteren internationalen Forschungseinrichtungen auch an der damaligen Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen in Dresden-Pillnitz. 2003 wurden geplante Freilandversuche, in denen die Wirksamkeit einiger dieser Ansätze überprüft werden sollten, von der Bundesregierung untersagt.
  • Insektenresistenz, u. a. gegen den Apfelwickler
  • Kältetoleranz

Produkteigenschaften

  • 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 Kananda. Die ersten gv-Äpfel werden seit 2017 in den USA vermarktet.
  • Veränderte Zucker-Zusammensetzung: Durch gentechnische Veränderung kann der Gehalt des Zuckeraustauschstoffs Sorbitol im Apfel erhöht und der Fruchtzuckergehalt gesenkt und somit der Kaloriengehalt der Früchte reduziert werden. Weitere Versuche zielen darauf ab, den Sorbitolgehalt zu verringern.
  • Bildung von Resveratrol, einem natürlichen Pflanzenabwehrstoff gegen Bakterien und Pilze. Dieser sekundäre Pflanzenstoff soll u. a. bei Krebs, Alzheimer und Arthritis gesundheitsfördernd wirken.
  • 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).

Pflanzenentwicklung

  • 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.
  • veränderte Ethylenproduktion und damit Reifeverzögerung
  • männliche Sterilität: Zur Verminderung des Auskreuzungsrisikos wurden Sterilitätskonzepte verfolgt. Männliche sterile Pflanzen bilden keinen Pollen aus. Bei der Parthenokarpie entstehen Früchte ohne Samen.
  • 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.