Weizen

Landwirtschaft

Weizen steht weltweit nach Mais und Reis an dritter Stelle im Anbau der Getreidearten. Der Flächenverbrauch ist bei Weizen allerdings am größten. 2010 wurden weltweit etwa 650 Millionen Tonnen Weizen auf 217 Millionen Hektar produziert. Weizen wird auf allen Kontinenten kultiviert. Wichtige Anbauländer sind China, Indien, die USA, Australien, Russland und Argentinien.

Verwendung

Verbreitet ist vor allem Weichweizen (Triticum aestivum).

Nach der Ernte wird das Getreide gemahlen und verwendet in Lebensmitteln:

• Brotweizen in Mehl, Brot, Backwaren

• Teigwaren (vor allem Hartweizen Triticum durum)

• Weizenbier

• Rohstoff für Stärke, Kleie (Ballaststoffe)

und als Futtermittel.

Energiepflanzen, nachwachsende Rohstoffe:

• Bioethanol, Wärmeerzeugung (Verbrennung)
• Stärke aus Weizenkörnern in verschiedenen industriellen Produkten, z.B. in der Papierindustrie

Gentechnik: Ziele bei Forschung und Entwicklung

Anbaueigenschaften

Anpassung an Klima- und Standortfaktoren

• Trockentoleranz, auch Salztoleranz
  Die Anpassung an Dürre und Wassermangel ist weltweit ein zentrales Ziel der Weizenzüchtung. Dafür nutzt man sowohl neue molekularbiologische Methoden als auch die Möglichkeiten der Gentechnik. In mehreren Ländern werden derzeit verschiedene gv-Weizenlinien getestet, in die Gene aus anderen, an Trockenheit angepassten Organismen eingeführt wurden. - Staatlich finanzierte Forschungsprogramme für trockentoleranten Weizen gibt es etwa in Australien und China.

• Kältetoleranz

• Toleranz gegenüber erhöhtem Borgehalt im Boden

Unkrautmanagement

• Herbizidtoleranz

Resistenzen gegen Krankheitserreger

• Pilzresistenz, vor allem gegen Infektionen mit Fusarien oder Mehltau. Der Befall der Pflanzen mit diesen Pilzen kann bei Weizenprodukten zu Belastungen mit starken Pilzgiften (Mykotoxinen) führen.
  Resistenz gegen Brandpilze (Weizenflugbrand, Stinkbrand)

• Virusresistenz

• Abwehr von Blattläusen (siehe Kasten rechts)

Produkteigenschaften

Veränderte Zusammensetzung ernährungsrelevanter Inhaltsstoffe:

• erhöhter Anteil an wasserlöslichen Ballaststoffen (z.B. Beta-Glucane, Amylose)
  Australische Forscher haben mit Hilfe von RNA  Interferenz einen Weizen so verändert, dass in den Körnern der Amylosegehalt etwa um das dreifache erhöht ist. Amylose hat eine ähnliche Wirkung wie Ballaststoffe. Sie zählt zu den sogenannten resistenten Stärken und soll die Darmflora verbessern und damit das Darmkrebs-Risiko senken. Ein andere Ansatz zielt auf eine Veränderung des Kohlenhydratprofils, so dass zur Verdauung weniger Insulin benötigt wird (Senkung des glykämischen Index).
  In Australien wird an diesen Projekten im Rahmen eines öffentlich gefördertes Forschungs- und Entwicklungsprogramms gearbeitet. Erste Freilandversuche haben bereits stattgefunden. Nun sollen zunächst Fütterungsversuche, dann klinische Studien durchgeführt werden.

• Erhöhung des Gluteningehaltes in Weizenkörnern zur Verbesserung der Backeigenschaften von Weizenprodukten
  Das Protein Glutenin ist Bestandteil des Klebereiweiß Gluten und sorgt für die Teigfestigkeit beim Backen.

• Glutenfreier Weizen
  Personen, die unter der Stoffwechselkrankheit Zöliakie leiden, können kein Gluten zu sich nehmen, da es ihre Darmschleimhaut zerstört. Sie müssen daher Weizenprodukte (vor allem Backwaren) vermeiden. Einige Forschungsprojekte arbeiten daran, glutenfreien Weizen zu entwickeln. Es hat erste Prototypen gegeben, doch von einer praktischen Anwendung sind sie weit entfernt.

• Erhöhung des Nährstoffgehaltes in Weizenkörnern durch eine vermehrte Bildung von Proteinen.
  Durch Einführung zweier Gene aus der Ackerbohne und Gerste in Weizen werden verstärkt Aminosäuren und Zucker von anderen Teilen der Pflanze wie etwa den Blättern in die Samen verlagert. Dadurch stehen in den Weizensamen mehr Ausgangsstoffe für die Bildung von Proteinen zur Verfügung.

• Erhöhung der Hitzestabilität des Enzyms Phytase in Weizen
  Ein dadurch erhöhter Anteil an Phytase in verarbeiteten Weizenprodukten sorgt für einen bessere Aufnahme von Eisen und Zink.

• erhöhter Lysingehalt
  Lysin ist eine essentielle Aminosäure, die häufig Futtermitteln zugesetzt wird, um den Nährwert zu erhöhen.

Nachwachsende Rohstoffe, Energiepflanzen

veränderte Zusammensetzung der Inhaltsstoffe

• geringerer Ligningehalt und damit höhere Ausbeute bei der Bioethanolproduktion

• Weizen mit höherem Amylopektingehalt als Stärkelieferant für industrielle Produkte

Pflanzenentwicklung

• Ertragssteigerung

• verbesserte Stickstoffverwertung

• Toleranz gegenüber geringem Phosphorgehalt im Boden

• Erhöhte Aufnahme von Zink aus dem Boden

Freilandversuche mit gv-Weizen

Nutzung von gv-Weizen