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Forschung an pilzresistentem Weizen
Weizen: Mit Gentechnik gegen Pilzkrankheiten
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Vor allem bei feuchter Witterung wird
Getreide häufig von Pilzkrankheiten befallen. Die Folgen sind nicht
nur Ertragsausfälle und Qualitätseinbußen. Einige der Pilze
produzieren hochgiftige Substanzen, welche die Ernteprodukte
belasten. Eine Bekämpfung dieser Pilzkrankheiten ist nicht immer
einfach und auch die Züchtung robuster, widerstandsfähiger Sorten
hat bisher keinen durchschlagenden Erfolg gehabt.
Weizen oder Gerste mit einer wirksamen Resistenz gegen Pilzkrankheiten sind schon lange ein wichtiges Ziel
der Pflanzenzüchter. Zwar hat es in den letzten Jahren einige
Fortschritte gegeben, doch gerade bei der  Pilzresistenz stößt die
klassischen Züchtung an ihre Grenzen. Oft sind im Genpool der
jeweiligen Pflanzenart keine geeigneten Resistenzgene vorhanden, die
in Kultursorten eingekreuzt werden könnten. In anderen Fällen ist
der genetische Hintergrund so komplex, dass der Aufbau einer
wirksamen Pilzresistenz mit konventionellen Züchtungsmethoden kaum
oder nur über große Zeiträume möglich ist.
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Weizen mit Fusarienbefall. Mögliche Folge:
Weizenprodukte sind mit Pilzgiften (Mykotoxine) belastet.
Inzwischen gibt es in Europa zwar zulässige
Höchstwerte, doch in starken Befallsjahren haben die
Landwirte Schwierigkeiten, diese einzuhalten.
(Foto: Syngenta)
Versuche in Üplingen: Gv-Weizen mit neuen
Resistenzkonzepten gegen Brandpilze.
Ende der Forschung.
Protestaktion gegen ein Versuchsfeld mit gv-Weizen.
Nachdem eine Auswertung des Versuchs nicht mehr
möglich war, wurde die weitere Entwicklung in Europa
eingestellt.
(Foto: greenpeace) |
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Mit der Gentechnik scheint es grundsätzlich
möglich, diese Beschränkungen zu überwinden. Aus der Genomforschung
sind inzwischen verschiedene Gene und
Genkombinationen bekannt, die Resistenzen gegen bestimmte
Pilzkrankheiten vermitteln. Mit gentechnischen Methoden können
solche Resistenzkonzepte auf Weizen- oder Gerstepflanzen übertragen
werden. Einige dieser neuen
pilzresistenten Pflanzen werden zwar bereits in
Freilandversuchen getestet, doch von einer kommerziellen Anwendung
sind sie noch weit entfernt.
Weizen: Weniger Pilzbefall, weniger
Pilzgifte
Ein Beispiel für neue gentechnische Konzepte
gegen Pilzkrankheiten bei Getreide ist ein von dem Schweizer Agrobiotech-Unternehmen
Syngenta
entwickelter gv-Weizen, der eine Resistenz gegen Fusarium-Pilze
besitzt. Sie basiert auf einem aus einem anderen Pilz isolierten Gen,
das in Weizen eingeschleust wurde und dort für die Produktion eines
gegen Fusarien gerichteten Enzyms sorgt.
Diese Pilzgattung befällt vor allem Getreide
wie Mais, Weizen, Hafer und Gerste. Bei Weizen führt ein Fusarien-
Befall zu deutlichen Qualitäts- und Ertragseinbußen: Die Ähren
bleiben ohne Frucht oder produzieren Kümmer- oder Schmachtkörner, die kleiner als die
normalen Weizenkörner sind. Problematischer ist
jedoch, dass einige der Fusarien-Arten Mykotoxine
bilden, eine Gruppe giftiger Stoffwechselprodukte,
mit denen Pilze ihre Sporen bei der Keimung
vor Mikroorganismen schützen. Bei der Weiterverarbeitung des Getreides
gelangen die Mykotoxine
in die Nahrung und
können beim Verzehr zu akuten und chronischen
Vergiftungserscheinungen führen. In
Futtermitteln verursachen Mykotoxine bei den Tieren vor allem
Verdauungsstörungen.
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Nach Versuchen in Nord- und Südamerika sollte
der Syngenta-Weizen 2003/04 an zwei Standorten in Thüringen und
Sachsen-Anhalt getestet werden. Nur im Freiland lässt sich
überprüfen, on der neue Weizen unter Praxisbedingungen tatsächlich
besser vor Pilzkrankheiten geschützt und die Ernte weniger mit
Mykotoxinen belastet ist. Nachdem radikale Gentechnik-Gegner beider
Felder zerstört hatten, stellte Syngenta die weitere Entwicklung in
Europa ein.
Forschung: Neue Konzepte zur Abwehr vor
Pilzkrankheiten
Gerade in Europa beschäftigen sich einige
Forschergruppen damit, die neuen Möglichkeiten der Gentechnik für
die Entwicklung neuer Resistenzkonzepte gegen Pilzkrankheiten bei
Getreide zu nutzen.
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Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für
Molekularbiologie und Angewandte Ökologie in Aachen haben auf
Getreidepflanzen Gene
für spezifische Antikörper übertragen, die an der Zellwand
der Pilze andocken. Die Antikörper sind mit Wirkstoffen gekoppelt,
welche die Zellwände der Pilze abbauen. Derzeit wird die Wirksamkeit
des Konzept in Freilandversuchen außerhalb Europas überprüft.
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An der ETH Zürich wurde ein gentechnisch
veränderter Weizen entwickelt, der einen natürlichen
Schutzmechanismus für eine verbesserte Widerstandskraft gegen Brandpilze nutzt. Weltweit, so schätzt das internationale
Getreideforschungszentrum, verursachen Brandpilze vor allem in
Entwicklungsländern Ernteausfälle zwischen
fünf und zehn Prozent. 2004 wurde in der Schweiz ein erster Freilandversuch mit
dem Flugbrand-resistenten Weizen unter strengen Sicherheitsauflagen
durchgeführt. 2009 folgten weitere Versuche in Deutschland.
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In der Schweiz wird gv-Weizen in
Freilandversuchen getestet,
der infolge eines eingeführten Gerste-Gens über eine Resistenz gegen
Mehltau-Pilzinfektionen verfügt. Untersucht werden soll die
Wirksamkeit des Konzepts sowie mögliche Umweltauswirkungen. Das
Projekt ist Teil des Nationalen Forschungsprogramms zu "Nutzen und
Risiken der Freisetzung gentechnisch veränderter Pflanzen."
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