Gerste

Gerste

Forschungsschwerpunkte Pilzresistenz, verbesserte Braueigenschaften, bessere Futterverwertung, erhöhte Stickstoffaufnahme/-verwertung
Freilandversuche EU: 14 (8 Länder)
USA: 101 (1994-2015), weitere 3 Länder

Gerste Info

Gerste (Hordeum vulgare) ist weltweit in den gemäßigten Klimaregionen verbreitet. Sie ist eine der ältesten Kulturpflanzen. 2016 betrug die Produktion weltweit 141 Millionen Tonnen, die auf einer Fläche von 47 Millionen Hektar angebaut wurden. Führend im Anbau sind Russland, Australien und die Ukraine, in Europa Spanien, Deutschland und Frankreich. Gerste ist anspruchsloser als Weizen und kann unter unterschiedlichen Bedingungen wachsen.

Bei der Gerste unterscheidet man zweizeilige Sommergerste und mehrzeilige Gerste, meist Wintergerste. Zweizeilige Gerste wird hauptsächlich in der Brauerei verwendet, mehrzeilige Gerste in der Lebensmittelverarbeitung und als Futtermittel.

Gerste findet Verwendung als

  • Braugerste für Bier
  • Gerstenmalz für Whiskey und Spirituosen
  • Mehl in Mischbroten (Backwaren)
  • Malz (angekeimte Gerstenkörner), Getreide- (Malz-)kaffee
  • Futtermittel

Als nachwachsender Rohstoff liefert sie Stärke für die Industrie und kann auch für die Kraftstoff- und Wärmeerzeugung (Bioethanol, Biomethan) genutzt werden.


Gentechnik

Gentechnik: Ziele bei Forschung und Entwicklung

Anbaueigenschaften

  • Pilzresistenz v. a. gegen den Pilz Fusarium gramineum, dem Hauptverursacher von Ernteausfällen bei Getreidearten wie Gerste. Ein Pilzbefall kann außerdem zu einer Belastung des Getreides mit giftigen Mykotoxinen führen.
  • Virusresistenz
  • Herbizidtoleranz
  • Dürre- und Kältetoleranz
  • Salztoleranz: Australische Wissenschaftler haben gv-Gerste entwickelt, die eine um 70 Prozent verbesserte Salztoleranz aufweisen soll. Erste Freilandversuche haben bereits stattgefunden. In einigen Regionen Australiens sind versalzte Böden ein großes Problem für die Landwirtschaft.
  • Toleranz gegenüber erhöhtem Borgehalt im Boden

Pflanzenentwicklung

  • verbesserte Stickstoffaufnahme/-verwertung
  • verbesserte Wachstumseigenschaften
    Tschechische Wissenschaftler haben ein Gen aus Arabidopsis in Gerste übertragen. Es hat Einfluss auf die Cytokenin-Regulation in den Wurzeln Das Pflanzenhormon Cytokenin spielt eine wichtige Rolle bei Wachstum und Entwicklung der Pflanze. Ein Freisetzungsantrag wurde Anfang 2015 gestellt.

Produkteigenschaften

  • verbesserte Braueigenschaften
    In den USA ist eine Gerstensorte entwickelt worden, die aufgrund eines übertragenen Bakterien-Gens hitzestabile Glukanasen bildet. Diese Enzyme verbessern unter anderem die Verwertung der Gerste beim Brauprozess, indem sie Glukane, eine wichtige Stützsubstanz der Zellwände, abbauen und damit als Stärkequelle verwertbar machen. Der Abbau von Glukanen senkt zudem die Kosten für den Brauprozess, da die Glukane nicht mehr zu Verstopfungen von Filtern führen.
    Gleichzeitig erhöhen Glukanasen die Widerstandsfähigkeit der Gerste gegenüber Pilzen, da sie die Glukane in deren Zellwänden abbauen.
    Möglich erscheint auch, die gersteneigenen Amylase-Aktivitäten zu verstärken oder zu optimieren. Amylasen bauen die in den Gerstenkörnern enthaltene Stärke ab. Oft ist die natürliche Amylaseaktivität der Braugerste nicht stark genug, um die gesamte Stärke zu verwerten.
  • verbesserte Verdaulichkeit und Verwertung
    Glukanase-Gene werden auch zur Optimierung der Futterqualität in Gerste eingeführt. Da so die Gersten-Glukane abgebaut werden, kann diese gv-Gerste auch an Tiere verfüttert werden, die wie etwa Hühner aufgrund ihrer Enzymausstattung selbst nicht in der Lage sind, die langkettigen Glukane der Zellwänden abzubauen. Hühner, die mit Gerste gefüttert werden, bleiben normalerweise kleinwüchsig.

    Dänische Wissenschaftler haben eine Gerste entwickelt, die eine verbesserte Phytase-Aktivität aufweist. Das Enzym Phytase spaltet bestimmte Phosphorverbindungen und erleichtert dadurch die Aufnahme von Phosphor aus der Nahrung.
  • Proteinzusammensetzung (Bildung von Albumin)
  • Bildung des Süßstoffes Thaumatin

Produktion von pharmazeutischen Wirkstoffen

  • Molecular Pharming: Nutzung von gentechnisch veränderter Gerste als System zur Produktion von Arzneimittelwirkstoffen und anderen pharmazeutisch wirksamen Proteinen (siehe Kasten rechts)

Freilandversuche

Freilandversuche mit gv-Gerste

Anzahl der Freisetzungsanträge in der EU 1996 bis 2015: 14

in den USA 1993 bis 2014: 101

Die Karte zeigt, in welchen Ländern Freilandversuche durchgeführt wurden.

Freisetzungen Gerste auf einer größeren Karte anzeigen