Orangen am Baum 2

Zitrusfrüchte (Orangen, Zitronen, Mandarinen, Grapefruit, Pampelmuse)

Forschungsschwerpunkte Insekten-, Pilz-, Virus- und Bakterienresistenz
Freilandversuche EU: 8 (Spanien 7, Italien 1) (1996-2008)
USA: 40 (1999-2018)
Argentinien, Mexiko, Brasilien

Bis auf einige Ausnahmen sind alle Zitrusgewächse frostempfindlich und ertragen nur wenige Minusgrade. Sie werden in gemäßigten und subtropischen Klimaregionen angebaut, so u. a. in den USA, Südamerika, Südafrika, Australien und den Mittelmeerländern. Verluste durch Schaderreger und Unkräuter werden auf 20 Prozent des potenziellen Ernteertrages geschätzt.

Am häufigsten angebaut werden Orangen, es folgen Mandarinen, Clementinen, Zitronen und Grapefruit. 2016 wurden auf etwa 9,5 Millionen Hektar 146,5 Millionen Tonnen Zitrusfrüchte produziert.

Alle Zitruspflanzen (Citrus spp.) können sich unter natürlichen Bedingungen miteinander kreuzen. Dadurch ist eine große Vielzahl von Arten und Varianten entstanden.

Die meisten Zitrusfrüchte werden roh verzehrt oder verarbeitet zu Saft, Obstkonserven, Fruchtzubereitungen und Marmelade.

Gentechnik: Ziele bei Forschung und Entwicklung

Orangenbäume

Zur Bekämpfung von Citrus Greening wird auch bereits mit der neuen Methode CRISPR/Cas gearbeitet. Damit könnten etwa bestimmte Genbereiche, an die das Bakterium in der Pflanze „andockt“, ausgeschaltet werden.
Auch zur Bekämpfung einer weiteren bakteriellen Erkrankung, dem Citrus-Canker wird CRISPR/Cas bereits eingesetzt. So haben Wissenschaftler der Universität Florida in Grapefruit ein Gen stillgelegt, das eine zentrale Rolle im Infektionsprozess spielt.
Wenn solche genom-editierten Pflanzen am Ende keine fremde DNA mehr enthalten, werden sie in den USA voraussichtlich nicht mehr als GVO gelten und dürften damit uneingeschränkt angebaut werden.

Großes Foto oben: inaquim/123RF

Anbaueigenschaften

  • Resistenzen gegen Krankheitserreger (Bakterien)

Citrus Greening: Große Schäden beim Anbau von Zitrusfrüchten verursacht ein Bakterium (Liberibacter), das durch Blattflöhe verbreitet wird und eine als Citrus Greening bezeichnete Krankheit auslöst. Bei infizierten Zitrusbäumen ist der Transport von Nährstoffen beeinträchtigt. Dadurch bleiben die Früchte klein und unreif (siehe Info-Kasten rechts).

Auf Initiative der US-Orangen-Anbauer wird derzeit mit molekularbiologischen Verfahren intensiv an neuen Lösungen gegen Citrus Greening gearbeitet. Man versucht, Mechanismen, mit denen sich andere Organismen gegen Bakterien wehren, auch für Zitruspflanzen nutzen.

Ein Ansatz ist es, Zitruspflanzen gentechnisch so zu verändern, dass sie einen Eiweißbaustein (Peptid) bilden, der die Zellwände der Bakterien zerstört. Andere Forschergruppen haben in verschiedenen Pflanzenarten - etwa in Spinat - nach Genen gesucht, die gegen ähnliche Bakterienkrankheiten gerichtet sind und auch Orangenbäume gegen Citrus Greening schützen könnten.

Erste Ergebnisse aus Freilandversuchen sind viel versprechend. Eine mögliche Markteinführung ist aber noch Jahre entfernt. Selbst in den USA bestehen Zweifel, ob die Konsumenten gentechnisch veränderte Orangen oder den daraus hergestellten Saft akzeptieren werden. Deshalb wird auch versucht, einen Virus (Citrus tristeza Virus), der Zitrusfrüchte befällt, mit dem Spinatgen auszustatten. Mit den gv-Viren infizierte Stecklinge sollen das Bakterium angreifen. Die Orangenpflanzen selber enthalten dann keine fremde DNA. Unter eingegrenzten freilandähnlichen Bedingungen wurde dieser Ansatz bereits getestet. Nun sollen die gv-Viren sich auch im Freiland bewähren, ein entsprechender Antrag wurde Anfang 2017 gestellt.

Auch in Mexiko werden Limettenbäume mit einer Resistenz gegen Citrus Greening bereits im Freiland gestestet.

Da die Krankheit durch den Zitrusblattfloh übertragen wird, beruht ein weiterer Ansatz darauf, die Insekten mit Hilfe eines viralen Vektors zu bekämpfen. Auch hierbei werden Citrus Tristeza Viren gentechnisch verändert und zwar so, dass sie die Aktivität eines Gens in den Insekten blockieren (RNAi), wenn diese die virale Erbinformation aufnehmen. Die Viren siedeln in den Nährstoffleitbahnen der Citrus-Pflanzen, an denen die Zitrusblattflöhe saugen. Die Blockade des Gens führt zu verkürzten Flügeln. Die Flugunfähigkeit der Insekten soll die Übertragung von Citrus Greening begrenzen.

  • Pilzresistenz
  • Virusresistenz: Argentinische Wissenschaftler haben mit Hilfe der RNAi-Methode in Orangenpflanzen (Citrus sinensis) eine Resistenz gegen das Citrus Psorosis Virus erreicht.
  • Insektenresistenz gegen Blattläuse durch Übertragung von Lektin-Genen aus Schneeglöckchen; Lektine sind natürliche Abwehrstoffe der Pflanzen gegen Insekten.
  • Trocken- und Salztoleranz

Produkteigenschaften

  • Die rote Farbe des Fruchtfleisches von Blutorangen wird durch Athocyane gebildet (Sekundäre Pflanzenstoffe), denen verschiedene gesundheitsfördernde Wirkungen zugeschrieben werden. Blutorangen bilden diesen Farbstoff nur dann, wenn während der Fruchtreifung eine Kälteperiode eintritt. Optimale klimatischen Bedingungen für einen kommerziellen Anbau von Blutorangen finden sich ausschließlich in Sizilien. Forscher versuchen mit Hilfe der Gentechnik Blutorangen so zu verändern, dass Früchte mit roten Farbstoff sich auch ohne den Kältereiz entwickeln.