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Kartoffel

Forschung  Pilzresistenz, Schädlingsresistenz, veränderte Inhaltsstoffe
Freilandversuche EU 305
USA 849, weitere Länder
Zulassungen EU 1
USA, Kanada, Australien, weitere 4 Länder
Anbau EU (Tschechien, Schweden, Deutschland; 2010-2011)
USA (1999-2001), Kanada, Rumänien (1999)
- Merkmal Veränderte Stärkezusammensetzung (Europa), Resistenz gegen Schadinsekten und Viren (USA, Kanada)

 

Landwirtschaft

Kartoffeln werden weltweit von den gemäßigten Klimaregionen bis in die Subtropen angebaut. Die Ernte belief sich 2010 weltweit auf 322 Millionen Tonnen. Hauptanbauländer sind China, Russland, Indien, die Ukraine, die USA, Deutschland und Polen.

 

Verwendung

In Deutschland gelangt weniger als die Hälfte der Kartoffeln direkt oder verarbeitet auf den Tisch, etwa zwanzig Prozent gehen in die Stärkeindustrie.

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Weniger Appetit auf Kartoffeln: Jeder Deutsche verzehrt heute nur noch halb so viel Speisekartoffeln wie 1950, und davon die Hälfte in Form verarbeiteter Produkte.

Lebensmittel und Zutaten

Der Verzehr an Kartoffeln geht in Deutschland seit Langem zurück. Um 1900 verspeiste jeder Deutsche durchschnittlich 285 kg im Jahr, heute sind es nur noch knapp 60 kg im Jahr; davon sind mehr als die Hälfte industriell verarbeitete Produkte:

  • PüreePüree, Pommes fritesPommes frites, ChipsChips, Snacks, FertiggerichteFertiggerichte.

  • Kartoffelstärke ist die Basis für unzählige Lebensmittelzutaten (Verdickungs- und Bindemittel) und Grundstoff für den Prozess der Stärkeverzuckerung, aus dem zahlreiche Zutaten und Zusatzstoffe hervorgehen.

Nachwachsende Rohstoffe, Energiepflanzen

  • Etwa 30 Prozent der Stärke werden im Non-Food-Bereich verarbeitet:
    vor allem zu Kleb- und Schmierstoffen, in der Papier- und Wellpappeherstellung, als Verpackungen und zu Baustoffen.
  • Kartoffelstärke kann durch Umwandlung in Ethanol und Methan auch zur Energiegewinnung genutzt werden.

 

Gentechnik: Ziele bei Forschung und Entwicklung

Das Genom der Kartoffel wurde inzwischen vollständig sequenziert. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten für eine molekularbiologisch ausgerichtete Pflanzenzüchtung.

Anbaueigenschaften

Resistenzen gegen Krankheitserreger

  • PilzresistenzPilzresistenz: vor allem gegen den Erreger der Kraut- und Knollenfäule (Phytophthora infestansPhytophthora infestans). Dieser Pilz verursacht Ernteausfälle von etwa 20 Prozent und ist nur schwer zu bekämpfen. In der Regel werden dagegen chemische und andere Pflanzenschutzmittel (Fungizide) eingesetzt.
    BASF Plant Science hat eine phytophthora-resistente gv-Kartoffel (Fortuna) entwickelt. Die Resistenz geht auf zwei Gene aus Wildkartoffeln zurück, die gentechnisch auf eine Kultursorte übertragen wurden. Die EU-Zulassung für Anbau und Verwendung als Lebens- und Futtermittel wurde beantragt, 2013 jedoch von Seiten des Unternehmens gestoppt, eine Markteinführung in Europa wird nicht mehr angestrebt.
    Auch an der Universität Wageningen in den Niederlanden wurden phytophthora-resistente gv-Kartoffel durch Übertragung von Genen aus Wildkartoffeln entwickelt. Die eingeführten Gene und Genelemente stammen ausschließlich aus dem GenpoolGenpool der Kartoffel (cisgen). Seit 2009 werden diese Kartoffeln im Freiland gestestet.

  • VirusresistenzVirusresistenz, etwa gegen den Potato Virus Y (PVY) oder den Balltrollvirus (Leaf roll virus, PLRV), beide Auslöser von Pflanzenkrankheiten.
    In Argentinien soll eine virusresistente Kartoffel zugelassen werden.

  • Bakterienresistenz gegen Knollennassfäule und Schwarzbeinigkeit

Resistenzen gegen Schädlinge

  • InsektenresistenzInsektenresistenz: z.B. gegen den Colorado- oder Kartoffelkäfer, durch Übertragung von Genen für Bt-Proteine
    Nach der Zulassung mehrerer gv-Kartoffellinien mit Resistenzen gegen Viren und Schädlinge wurde ihr Anbau in den USA 2001 eingestellt. Die Kartoffeln (Markenname New Leaf) konnten die Erwartungen der Landwirte nicht erfüllen. Außerdem wollten einige große verarbeitende Unternehmen die gv-Kartoffeln nicht abnehmen.
    In Kolumbien sollen in den letzen Jahren Freisetzungsversuche mit gv-Kartoffeln mit einer Resistenz gegen eine Mottenart durchgeführt worden sein. Die Markeinführung soll angestrebt werden.

  • NematodenresistenzNematodenresistenz gegen Kartoffelzystennematoden

Unkrautmanagement

Anpassung an Klima- und Standortfaktoren

  • Dürre- und Kältetoleranz

  • Salztoleranz

Produkteigenschaften

Veränderte Zusammensetzung der Inhaltsstoffe

  • Acrylamid-reduzierte Kartoffel: Das potenziell krebsauslösende Acrylamid entsteht bei Brat- und Bräunungsvorgängen von Kartoffelprodukten unter sehr hohen Temperaturen. Asparagin, eine Aminosäure, ist an der Acrylamid-Bildung beteiligt. In den USA ist eine gv-Kartoffel entwickelt worden, bei der durch Abschalten eines Gens weniger Asparagin gebildet wird. Dadurch sollen Fritten oder Kartoffelchips mit weniger Acrylamid belastet sein. Der Zulassungsantrag für diese Kartoffel wurde im Juli 2011 in den USA eingereicht.

  • KohlenhydratKohlenhydratstoffwechsel: Modifikation der kartoffeleigenen Zusammensetzung von Stärke oder Zuckern, um den Geschmack zu beeinflussen bzw. die Braunfleckigkeit zu reduzieren und das Bräunungsverhalten beim Braten zu verbessern.

  • Höherer Proteingehalt: In Indien wurde einer Kartoffel ein Gen aus der Pflanze Amaranth eingefügt und damit erreicht, dass die Kartoffelknollen einen bis zu 60 Prozent höheren ProteinProteingehalt haben und mehr essentielle AminosäurenAminosäuren enthalten.

  • Geringerer Solaningehalt. Solanin ist ein Alkaloid, das vor allem in Nachtschattengewächsen wie Tomaten und Kartoffeln gebildet wird und schwach giftig ist.

Anreicherung mit gesundheitsfördernden Inhaltsstoffen, etwa

Nachwachsende Rohstoffe

Veränderte Zusammensetzung der Inhaltsstoffe

  • Die Kartoffel bildet StärkeStärke in zwei verschiedenen Formen: AmyloseAmylose und Amylopektin. Die Stärkeindustrie benötigt je nach Verwendungszweck entweder Amylose- oder Amylopektinstärke. Für viele industrielle Anwendungen (z.B. Grundstoff für Folien, Kleister, Verpackung), aber auch für bestimmte Stärkezutaten ist vor allem die Amylopektinstärke von Interesse. Mit Hilfe der Gentechnik sind Kartoffeln erzeugt worden, die ausschließlich Amylopektin enthalten. Die Trennung der beiden Stärketypen, die heute in einem aufwändigen Verfahren durchgeführt werden muss, könnte entfallen.
    BASF Plant Science hat mehrere solcher Stärkekartoffeln entwickelt. Eine davon (Amflora) wurde 2010 in der EU zugelassen. 2012 stellte BASF die Vermarktung der Amflora-Kartoffel jedoch ein.

  • Produktion von Cyanophycin in Kartoffelknollen zur Herstellung des biologisch abbaubaren Kunststoffs Polyaspartat

Produktion von pharmazeutischen Wirkstoffen

  • Molecular PharmingMolecular Pharming: Nutzung von gentechnisch veränderten Kartoffeln als System zur Produktion von Arzneimittelwirkstoffen bzw. Impfstoffen

Grundlagenforschung

  • Das Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Golm forscht an Kartoffeln mit veränderter Spaltöffnungsdichte. Über Spaltöffnungen findet bei Pflanzen der Gasaustausch statt, der einen begrenzenden Faktor für den Stoffwechsel darstellt. In Freisetzungsversuchen wurde untersucht, unter welchen Bedingungen eine erhöhte Spaltöffnungsdichte die Stärkeproduktion und das Knollenwachstum steigert.

 

Freilandversuche mit gv-Kartoffeln

EU
Genehmigte Anträge 305
Länder Deutschland 76, Niederlande 68, England 42, Schweden 37, weitere in Spanien, Frankreich, Dänemark, Italien, Tschechien, Finnland, Portugal, Belgien, Österreich, Polen, Irland, Ungarn
Zeitraum 1989-2013
Merkmale Pilz-, Nematoden- und Virusresistenz, Stärkezusammensetzung, veränderte Inhaltsstoffe
Weltweit
USA 849
Zeitraum 1989-2012
Weitere Länder Kanada, Argentinien, Neuseeland, China, Australien, Indien, Indonesien, Südafrika, Bangladesh, Ägypten, Taiwan, Pakistan

 

Nutzung von gv-Kartoffeln

Zulassungen EU
  zum Anbau als Lebens-/ Futtermittel
Antrag 3 3
Zulassung 1 1
Merkmale veränderte Stärkezusammensetzung, Phytophthora-Resistenz
Zulassungen weltweit
  zum Anbau als Lebens- / Futtermittel
Kanada 5 5
USA 4 4
Japan   4
Korea   4
Philippinen   3
Australien   3
Mexiko   3
Russland   2
Neuseeland   2
Merkmale Insektenresistenz, Virusresistenz
Gezählt werden jeweils verschiedene gv-Kartoffel-Linien (EventsEvents).
Anbau
EU 2010 wurde die Stärke-Kartoffel Amflora in Tschechien (150 ha), in Schweden (80 ha) und in Deutschland (15 ha) angebaut, 2011 in Schweden (15 ha) und Deutschland (2 ha). - Anfang 2012 stellte BASF Plant Science die weitere Vermarktung ein.
USA 1999 wurden in den USA auf etwa 25.000 ha gentechnisch veränderte Kartoffeln mit Resistenzen gegen Insekten und Viren angebaut. 2001 wurde der Anbau eingestellt.
Weitere Länder Kanada, Rumänien 1999. Anbau wurde nicht fortgeführt.

 

Interaktives Kartoffelfeld
Die Kartoffel hat es in sich. Eine anfangs in Europa fremde Knolle ist längst ein Grundnahrungsmittel geworden. Alles zu Biologie und Anbau der Kartoffel, zu Krankheiten, Schädlingen und Forschungsprojekten. (www.biosicherheit.de)
Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffeln: Ausgelöst wird die berüchtigte Pflanzenkrankheit durch den pilzähnlichen Erreger Phytophthora infestans, der sehr anpassungsfähig ist und neu eingezüchtete Resistenzen immer wieder überwindet. Um Phytophthora zu bekämpfen, müssen die Landwirte mehrfach Fungizide spritzen. Und die Ökolandwirte greifen zu Kupferpräparaten, die den Boden belasten. Es gibt Erfolg versprechende Ansätze, mit Hilfe der Gentechnik Resistenzgene aus Wildkartoffeln zu übertragen.
Warum eigentlich Bioplastik-Kartoffeln? Ein Gespräch mit Inge Broer von der Universität Rostock über Kartoffeln als "Produktionssystem" und mögliche Umweltrisiken.
Amflora-Kartoffel: 13 Jahre Zulassung, zwei Jahre Anbau. Nach langen Auseinandersetzungen wurde der Anbau der gentechnisch veränderten Amflora-Kartoffel in der EU 2010 genehmigt. Anders als herkömmliche Kartoffeln bildet sie nur Amylopektin-Stärke und kann so in der Stärkeindustrie besser verarbeitet werden. Doch über kleine Anbauflächen in Schweden, Tschechien und Deutschland kam sie nie hinaus. Anfang 2012 gab BASF die weitere Vermarktung auf.
Die Kartoffel - Verwandte, Feinde, Forschung. Ein Besuch im Schaugarten des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln.
Erläuterungen
Hinweise zu "Forschung und Entwicklung"
  • Symbol Kasten: An der Entwicklung von Pflanzen mit den aufgeführten Merkmalen wird bisher nur im Labor oder Gewächshaus geforscht.
  • Symbol Pfeil: Die Entwicklung von Pflanzen mit den aufgeführten Merkmalen ist relativ weit fortgeschritten. Es haben bereits Versuche mit gv-Pflanzen im Freiland stattgefunden.
Zahlen Freisetzungsversuche EU

In der Regel werden einzelne Anträge mit dem Jahr der Antragstellung angegeben. Ein Antrag kann Freilandversuche über mehrere Jahre und an mehreren - Standorten umfassen. Es ist möglich, dass genehmigte Freilandversuche nicht durchgeführt werden.

04. Februar 2013 [nach oben springen]

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