Landwirtschaft und Lebensmittel: Vorerst keine gentechnisch veränderten Nutztiere

In der Landwirtschaft und für die Lebensmittelproduktion kommen gentechnisch veränderte Nutztiere bisher nicht zum Einsatz. Die Verfahren, mit denen sie erzeugt werden, sind bislang aufwändig und weisen eine geringe Erfolgsquote auf. Mit Ausnahme von Lachsen in Nordamerika ist eine Markteinführung von Lebensmittelprodukten aus gv-Tieren in naher Zukunft nicht zu erwarten.

Noch vor fünfzig Jahren gab eine deutsche Milchkuh durchschnittlich 1.000 Liter Milch im Jahr, heute sind es etwa 8.000. Es sind vor allem neuere Verfahren in der Nutztierzüchtung, die zu dieser deutlichen Steigerung beigetragen haben. So werden 90 Prozent der Milchkühe und 60 Prozent der Schweine heute mit Hilfe künstlicher Besamung erzeugt. Dadurch können hochwertige Eigenschaften von Zuchtbullen und -ebern an eine große Anzahl von Nachkommen weitergegeben werden. Auch künstliche Befruchtung von Eizellen im Reagenzglas (in vitro) und Embryotransfer gehören inzwischen zum Repertoire der Züchter.

Schafe, Wolle

Mehr und bessere Wolle: Durch Einführung fremder Gene sollen Schafe mehr Wolle von hoher Qualität produzieren.

Foto: Roslin Institut Edinburgh

Schweine, Enviropigs
Schweine, Enviropigs

Enviropigs: In Kanada wurden gentechnisch veränderte Schweine entwickelt, die den Phosphoranteil des Futters besser verwerten. Dadurch sinkt die Phosphatbelastung der Gülle.

Grafik, Foto: University of Guelph

So unterschiedlich diese Techniken auch sind - im Kern geht es darum, die Fortpflanzung der Tiere zu kontrollieren und Nachkommen zu erzeugen, die möglichst viele als hochwertig eingestufte Eigenschaften besitzen. Gentechnisch verändert sind solche Tiere jedoch nicht.

Mit der Gentechnik eröffnen sich für die Züchter neue Möglichkeiten - theoretisch. Durch Einführung bestimmter „artfremder“ Gene lassen sich die Nutztiere mit ganz neuen Merkmalen versehen und dabei weitaus gezielter verändern als bei der herkömmlichen Züchtung. Die Ziele, um die es dabei geht, sind ähnlich: So soll etwa die Leistung gesteigert, die Qualität der landwirtschaftlichen Produkte verbessert und die Anfälligkeit der Tiere für Krankheiten verringert werden.

Größer werden, schneller wachsen

Die Produktivität eines Tieres lässt sich steigern, in dem man arteigene oder artfremde Gene für bestimmte Hormone einführt. Ziel ist dabei, das Wachstum zu beschleunigen und die Zeit bis zur Schlachtreife zu verringern.

Ein bekanntes Beispiel sind die Beltsville-Schweine. Sie wuchsen durch ein zusätzliches Wachstumshormon-Gen um 14 Prozent schneller als ihre Artgenossen. Die Tiere waren aber auch anfälliger für Stress sowie Nierenleiden, Magengeschwüre und Arthritis. Vermutlich lief die Umschreibung des Erbguts in Eiweiße nicht kontrolliert ab. Mit geeigneten Promotoren versucht man, das Problem nun zu lösen.

In Australien und Neuseeland hat der Export von Wolle für die Wirtschaft eine große Bedeutung. Würden die Schafe mehr Wolle bilden, wäre der Kostenaufwand für die Schur deutlich geringer. Die konventionelle Züchtung hat schon viel erreicht. Die Produktion könnte jedoch zusätzlich verbessert werden, in dem man Gene in das Schafgenom einfügt, deren Produkte für eine gesteigerte Bildung von Cystein sorgen. Diese Aminosäure ist Hauptbestandteil von Keratin, dem wichtigsten Eiweiß der Wollfasern. Da das Schaf Cystein hauptsächlich über die Nahrung aufnimmt, ist diese Aminosäure der limitierende Faktor für die Wollproduktion.

Laktosearme Milch, angereichertes Schweinefleisch

Die Qualität von tierischen Produkten wie Fleisch, Milch, Eier und Wolle soll mithilfe der Gentechnik verbessert werden. Das bevorzugte Forschungsobjekt ist dabei die Kuhmilch. Ziel ist etwa eine fettarme und besonders nährstoffreiche oder auch laktosearme Milch, von der Menschen mit einer Unverträglichkeit für Milchzucker (Laktose-Intoleranz) profitieren würden. Gentechniker versuchen auch, den Gehalt an bestimmten Proteinen, den Kaseinen, zu erhöhen, um die Käseherstellung zu vereinfachen. Neuseeländischen Forschern ist es gelungen, dass Kühe eine allergenarme Milch für Säuglinge geben. Durch die gentechnische Veränderung ist das Gen für das Milcheiweiß Beta-Laktoglobulin blockiert, auf das zwei bis drei Prozent der Säuglinge allergisch reagieren.

Auch an mit Omega-3-Fettsäuren angereichertem Schweinefleisch wird intensiv geforscht. Zudem möchten Wissenschaftler die für den unerwünschten Ebergeruch verantwortlichen Gene ausschalten. Dann wäre das Kastrieren der Ferkel nicht mehr notwendig.

Widerstandsfähiger gegen Krankheiten, Seuchen, Stress

Die intensive Haltung von Nutztieren führt vielfach zu einer erhöhten Empfindlichkeit für Stress und Krankheiten. Daher werden die Tiere oft mit Arzneimitteln behandelt, was mit hohen Kosten verbunden ist.

Die Anfälligkeit für bestimmte Krankheiten ist von Tier zu Tier unterschiedlich. Forscher suchen nach Genen, die eine hohe Widerstandsfähigkeit vermitteln, isolieren sie und führen sie in das Genom von Nutztieren ein. Man kann auch auf gentechnischem Weg immunisieren. Dazu überträgt man die Erbinformation für Antikörper, die den jeweiligen Krankheitserreger angreifen.

In Schottland haben Wissenschaftler Hühner gentechnisch verändert, um die Ausbreitung der Vogelgrippe einzudämmen. Bei Rindern wird versucht, gegen Mastitis unempfindliche Tiere zu entwickeln. Mastitis ist eine weit verbreitete Entzündung des Euters, die durch Bakterien verursacht wird und zu erheblichen Verlusten in der Milchproduktion führen kann. Die transgenen Kühe bilden ein Protein in der Milch, das den Erreger vernichtet.

Futterverwertung: Weniger Phosphat in der Gülle

In den USA könnte man jährlich eine Milliarde US-Dollar an Futterkosten sparen, wenn alle Schweine ihr Futter um 20 Prozent besser ausnutzen würden. So versorgen Landwirte ihre Schweine zusätzlich mit Phosphor, da sie den Nährstoff nicht ausreichend aus der Nahrung beziehen können. Mithilfe der Gentechnik wurde das Gen für Phytase übertragen – das Enzym, das Phosphorverbindungen abbaut. Die Entwicklung hat auch Vorteile für die Umwelt, da sich die Phosphatbelastung durch Schweinemist deutlich reduziert.

Die kanadische Universität Guelph hatte zu Forschungszwecken eine kleine Herde dieser „umweltfreundlichen“ Schweine (Enviropigs) aufgebaut. Aufgrund von Finanzierungsschwierigkeiten sind die Tiere aber inzwischen eingeschläfert worden, und das Projekt wurde eingestellt. Samen der Tiere wurden aber eingefroren, falls es doch zu einer Wiederaufnahme des Projektes kommen sollte.