Tomaten am Strauch 2

Tomate

Anbau-Zulassungen USA: 8, China
Anbau USA (1998-2002), vermutlich China
Forschungsschwerpunkte Veränderte Produkteigenschaften, Insekten- und Virusresistenz
Freilandversuche EU: 75 (7 Länder)
USA: 732, weitere 13 Länder

Die Wärme liebende Pflanze wird von den Tropen bis in die gemäßigten Regionen, dort meist im Gewächshaus, angebaut.

Die Tomate erhielt erst nach dem Ersten Weltkrieg eine wirtschaftliche Bedeutung. Wurden 1961 weltweit rund 28 Millionen Tonnen Tomaten produziert, so waren es im Jahr 2016 knapp 177 Millionen Tonnen. Wichtigste Anbauländer sind heute China, Indien, USA, Türkei und Ägypten.

Hauptbestandteil der Tomate ist Wasser (etwa 95 Prozent), außerdem enthält sie die Vitamine A, B1, B2, C, E, Niacin (essentielles Vitamin) sowie Mineralstoffe ‒ besonders Kalium ‒ und Spurenelemente.

Die Frucht wird roh verzehrt oder verarbeitet zu Ketchup, Püree, Saft, Konservenprodukten, Fertigprodukten (Pizza, Nudelgerichte)

Weltweit werden 80 Prozent der Tomatenernte industriell verarbeitet.

Gentechnik: Ziele bei Forschung und Entwicklung

Pflanzenentwicklung

  • Reifeverzögerung
    Verantwortlich für das Weichwerden von Tomaten und anderen Früchten ist u.a. das Enzym Polygalacturonase. Dieses baut Pektin ab, eine Stützsubstanz in Zellwänden, die pflanzlichen Geweben Festigkeit verleiht. Wird die Bildung dieses Reife-Enzyms unterdrückt - etwa durch eine Blockade des betreffenden Gens (Antisense-Technik)-, können die Früchte am Strauch ausreifen und so Aroma und eine produkttypische Färbung entwickeln.
    Wissenschaftler aus Großbritannien und den USA entdeckten jüngst ein weiteres Enzym - Pectat-Lyase - das eine Schlüsselrolle beim Weichwerden von Tomaten spielt und ebenfalls die festen Zellwände abbaut. Wenn dieses Enzym mit der Antisense-Technik ausgeschaltet wurde, blieben die Früchte fest und stabil, auch wenn sie ganz ausgereift waren. Andere Reifeprozesse, wie z.B. die Entwicklung von Geschmack und Aroma, blieben dabei unbeeinflusst.
    Sorten mit größerer Haltbarkeit lassen sich inzwischen auch mit modernen nicht-gentechnischen Züchtungsmethoden erzeugen.
  • Parthenokarpie (samenlose Früchte)
    Japanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, mit Hilfe der „Genschere“ CRISPR/Cas kernlose Tomaten zu erzeugen. Dabei wurde ein für die Fruchtentwicklung wichtiges Gen (IAA9) stillgelegt.
  • Ertragssteigerung
  • vermehrte Wurzelbildung
  • veränderter Phänotyp: Grundlagenforschung zur Funktion einzelner Gene etwa in Bezug auf Blütenbildung, die Anzahl der Blüten, den Blühzeitpunkt, die Verzweigung des Blütenstandes, die Sprossarchitektur. Hierbei werden Gene abgeschaltet oder verändert mit verschiedenen molekularbiologischen Methoden wie RNAi,, Zinkfinger-Nukleasen oder CRISPR/Cas.

Produkteigenschaften

  • Erhöhung des Stärkegehalts und eine gleichzeitige Senkung des Wassergehalts (damit höheres Trockengewicht und Kosteneinsparungen bei der Verarbeitung von Tomatenprodukten).
  • Fruchtzuckerzusammensetzung
  • Anreicherung mit Vitaminen oder sekundären Pflanzenstoffen, die als gesundheitsfördernd angesehen werden (z.B. Carotinoide, Lycopin, Folsäure, Omega-3-Fettsäuren, Flavonoide). Chinesische Wissenschaftler konnten mit Hilfe der „Genschere“ CRISPR/Cas Tomaten mit einem stark erhöhten Lycopin-Gehalt erzeugen.

    Am John Innes Centre in Norwich, Großbritannien, werden verschiedene Ansätze verfolgt, die Tomate als Produktionsorganismus für wertvolle Pflanzeninhaltsstoffe zu nutzen. So wurde eine Tomate entwickelt, die durch Übertragung eines Gens aus dem Löwenmäulchen, Pflanzenfarbstoffe bildet, die z.B. auch in Blaubeeren oder schwarzen Johannisbeeren vorkommen (Anthocyane). Deshalb ist die Tomate selber auch violett. Anthocyane sollen entzündungshemmend wirken sowie vor bestimmten Krebsarten schützen. Die gv-Tomaten wurden in Kanada im Gewächshaus probeweise angebaut und Anfang 2014 geerntet. Mit etwa 2000 Litern daraus gewonnenen Tomatensaftes soll nun in Großbritannien weitergeforscht werden. Eine Markteinführung in Nordamerika in etwa zwei Jahren wird angestrebt.
    Desweiteren ist es gelungen, Tomaten mit großen Mengen an gesundheitsfördernden sekundären Pflanzenstoffen wie Resveratrol (in einer Tomate so viel wie in 50 Flaschen Rotwein) und Genistein (so viel wie in 2,5 Kilo Tofu) anzureichern.

    Japanische Wissenschaftler haben eine gv-Tomate entwickelt, die Miraculin, ein Protein der Wunderbeere, bildet. Durch Miraculin werden saure Speisen süß wahrgenommen. Die Tomate als ganze Frucht oder das aus den gv-Tomaten extrahierte Protein könnte von Diabetikern genutzt werden .
  • Reduzierung von Allergenen (Allergie auslösenden Eiweißverbindungen)
  • erhöhter Zinkgehalt

Anbaueigenschaften

  • Insektenresistenz
    Spanische Wissenschaftlern ist es gelungen, Tomaten mit einer Resistenz gegen die Tomaten-Miniermotte auszustatten. Sie übertrugen hierfür zwei Abwehrgene aus Gerste. Es zeigte sich, dass diese Resistenz sehr spezifisch nur gegen den Schädling wirksam ist. Zudem wurden in den transgenen Tomaten pflanzeneigene Schutzmechanismen aktiviert wie etwa das Anlocken von Nützlingen durch Aussenden bestimmter Geruchsmoleküle. Die Tomaten -Miniermotte wurde 2006 nach Spanien eingeschleppt, verbreitet sich seitdem im Mittelmeerraum und bedroht den Tomaten-Anbau.
  • Virusresistenz u. a. gegen das Yellow leaf curl-Virus und das Gurkenmosaikvirus.
  • Pilzresistenz
    Wissenschaftler aus Deutschland, Großbritannien und China haben mit dem neuen Züchtungsverfahren CRISPR/Cas gegen Mehltau resistente Tomaten entwickelt.
  • Bakterien- und Nematodenresistenz
  • Stress-und Hitzetoleranz
  • Dürre-, Salz- und Kältetoleranz: Indische Wissenschaftler haben ein Gen aus Tabak in Tomaten eingebracht, das den Wasserhaushalt in den Pflanzenzellen reguliert. In ersten Versuchen zeigten die so veränderten Tomaten eine verbesserte Toleranz gegenüber Salz-, Trocken- und Kältestress.
  • Herbizidtoleranz

Produktion von pharmazeutischen Wirkstoffen

  • Molecular Pharming: Nutzung von gentechnisch veränderten Tomaten als System zur Produktion von Arzneimittelwirkstoffen; bisher nur experimentelle Forschung.

Freilandversuche mit gv-Tomaten

Anzahl der Freisetzungsanträge in der EU 1992 bis 2003: 75

in den USA seit 1986: 732

Die Karte zeigt, in welchen Ländern Freilandversuche durchgeführt wurden.

Freisetzungen Tomate auf einer größeren Karte anzeigen

Zulassungen weltweit zum Anbau als Lebensmittel / Futtermittel
USA 8 8
Kanada 4
Mexiko 5
China 3 3
Merkmale Reifeverzögerung, Insektenresistenz