PCR-Nachweis Pflanzen

Mit neuen genomischen Verfahren oder konventionell gezüchtet? Keine Unterschiede nachweisbar

In der EU wird es bald eigene Regeln für mit neuen genomischen Techniken (NGT) gezüchtete Pflanzen geben. Ist kein fremdes Genmaterial eingeführt, müssen solche Pflanzen und deren Produkte nicht mehr gekennzeichnet werden. Vor allem der Bio-Sektor und die traditionelle Anti-Gentechnik-Szene protestieren. Eine Kennzeichnung funktioniert aber nur, wenn NGT-Pflanzen unter Praxisbedingungen eindeutig zu identifizieren und damit von konventionellen unterscheidbar sind. Doch selbst mit modernen, extrem sensiblen Analyseverfahren ist das nicht möglich. Das liegt in der „Natur“ der Sache – auch wenn mit viel Geld und Aufwand nach „alternativen“ Nachweisen geforscht wird.

Noch ist die künftige Verordnung nicht rechtskräftig, doch im Kern ist es beschlossene Sache: In der EU wird es für Pflanzen, die mit Neuen genomischen Techniken (NGT) wie etwa der Gen-Schere CRISPR/Cas und anderen Verfahren der Genom-Editierung entwickelt wurden, weniger strenge Regeln geben als bisher. Einfache editierte Pflanzen (NGT1) ohne fremdes Genmaterial, die auch zufällig oder durch konventionelle Züchtung hätten entstehen können, werden konventionellen Pflanzen gleichgestellt.

Noch immer stemmen sich Öko-NGOs, Bio-Branche, große Teile von SPD und Grünen gegen jede „De-Regulierung“ und fordern für alle NGT-Pflanzen die gleichen strengen Zulassungs- und Kennzeichnungspflichten wie für gentechnische veränderte Pflanzen. Das setzt allerdings voraus, dass NGT-Pflanzen in Bezug auf die verwendeten Züchtungsverfahren eindeutig unterscheidbar sind. Doch ein solcher analytischer Nachweis ist schwierig bis unmöglich, besonders unter Marktbedingungen oder im internationalen Agrarhandel.

Eine ereignisspezifische Nachweismethode und deren Implementierung für die Marktkontrolle ist nur für genomeditierte Pflanzenprodukte möglich, die eine bekannte DNA-Veränderung tragen, die sich als einzigartig erwiesen hat.

European Network of GMO Laboratories (ENGL)

Bei der alten Gentechnik sind solche Nachweise seit vielen Jahren längst Routine. Gv-Pflanzen besitzen in der Regel von außen eingeführte „Fremd“-Gene oder speziell konstruierte DNA-Elemente (Genkonstrukt). Diese sind mit modernen PCR-Verfahren eindeutig nachweisbar, sogar dann, wenn wenige gv-Pflanzen einer großen Menge „normaler“ beigemischt sind. Auch der prozentuale GVO-Anteil an einer Gesamtmenge kann heute bestimmt werden. Voraussetzung für solche PCR-Nachweise ist, dass eine für die jeweilige gv-Pflanzen (Event) charakteristische DNA-Sequenz (Primer) bekannt ist. Das ist bei gv-Pflanzen in der Regel der Fall. Ohne validiertes Nachweisverfahren sind gv-Pflanzen in der EU nicht zulassungsfähig.

Bei einfachen genom-editierten Pflanzen – in der EU künftig der Kategorie NGT1 zugerechnet – wird jedoch kein „fremdes“ Genmaterial von außen eingeführt, sondern an einer vorbestimmten Stelle im Erbgut gezielt ein Bruch des DNA-Strangs herbeigeführt. Bei der anschließenden „natürlichen“ zelleigenen Reparatur der Bruchstelle werden entweder einzelne DNA-Bausteine ausgetauscht. Oder das jeweilige Ziel-Gen wird mit Fehlern repariert, so dass es nicht mehr richtig abgelesen und als Folge davon inaktiviert wird. Nichts anderes passiert bei jeder natürlichen Mutation, wie sie sich immer wieder und in großer Zahl ereignen.

In editierten Pflanzen sind also keine DNA-Sequenzen vorhanden, die über einen PCR-Nachweis eindeutige Rückschlüsse auf das genutzte Züchtungsverfahren zulassen. Zwar ist es möglich, eine bestimmte Mutation eindeutig zu identifizieren, falls deren DNA-Sequenz bekannt ist. Ob diese Mutation jedoch durch genomische Techniken erzeugt wurde, ein zufälliges Ereignis ist oder im Verlauf des Züchtungsprozesses „natürlich“ entstanden, ist nachweisanalytisch nicht sicher zu unterscheiden.

„Zusammenfassend lässt sich sagen“, so der offizielle, 2019 publizierte Report des Europäischen Netzwerks der GVO-Laboratorien (ENGL), „dass die Validierung eines ereignisspezifischen Nachweisverfahrens und seine Implementierung für die Marktkontrolle nur für genomeditierte Pflanzenprodukte durchführbar sein werden, die eine bekannte DNA-Veränderung aufweisen, die sich als einzigartig erwiesen hat. Unter den gegenwärtigen Umständen wird die Marktkontrolle unbekannte genomeditierte Pflanzenprodukte nicht erkennen.“

Moderne molekularbiologische Methoden, die isoliert verwendet werden und auf einzelne kleine Mutationen abzielen, werden wahrscheinlich keine eindeutigen Informationen über die Quelle der Mutation liefern.

Malcolm Burns, LGC-Group

Seitdem hat sich an diesem Stand des Wissens kaum etwas geändert. Das Problem der Nicht-Nachweisbarkeit von genom-editierten Pflanzen ohne verfahrens-typisches Genmaterial ist kein vorübergehendes Defizit, das sich durch mehr Forschung und weiter verbesserte Verfahren schließen lässt. Es liegt in der „Natur“ der neuen genomischen Verfahren, die nur einzelne DNA-Bausteine „umschreiben“ und dabei innerhalb des Genpools der jeweiligen Pflanzenart bleiben. „Moderne molekularbiologische Methoden, die isoliert verwendet werden und auf einzelne kleine Mutationen abzielen, werden wahrscheinlich keine eindeutigen Informationen über die Quelle der Mutation liefern“, so das Fazit von Malcom Burn, Leiter der GVO-Analytik beim internationalen Life Science Unternehmen LGC auf einer internationalen Tagung des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) im März 2023.

Gerade weil eine praxistaugliche Nachweisbarkeit von NGT-Pflanzen die Schlüsselfrage ist, um besondere Regeln – etwa eine Kennzeichnungspflicht – rechtssicher kontrollieren zu können, werden verschiedene ambitionierte Forschungsprojekte öffentlich gefördert, mit dem Ziel, doch noch Verfahren zu finden, um bei Pflanzen und daraus hergestellten Produkten den Einsatz neuer genomischer Verfahren eindeutig nachweisen zu können. Bisher jedoch ohne eindeutigen Erfolg.

  • So hat das damalige Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) eine drei Jahre laufende „Machbarkeitsstudie zu Nachweis- und Identifizierungsverfahren für genom-editierte Pflanzen und pflanzliche Produkte“ gefördert. Am Ende konnten zwar CRISPR-erzeugte Mutationen in eigens edierten Gerste- und Rapslinien analytisch nachgewiesen werden. Doch es gelang nicht, „die genom-editierten Linien als solche zu identifizieren, sie also von einer konventionellen Linie mit derselben Mutation zu unterscheiden“. (Presseinformation BLE, 2024)
  • Derzeit laufen zwei von der EU geförderte Forschungsprojekte mit mehreren Partnern aus verschiedenen Ländern. Zwischenergebnisse des DARWIN-Projektverbundes deuten darauf hin, dass ein Nachweis von NGT-Linien möglich sein könnte. Der neue Ansatz basiert auf einer Kombination aus „Sequenzierung des gesamten Genoms, öffentlichen Genomdatenbanken und maschinellem Lernen“, um daraus einen „einzigartigen genetischen Marker“ für eine spezifische NGT-Linie zu entwickeln. Das geht jedoch nur, wenn „genügend genomische Informationen verfügbar sind“, was bislang in der Regel nicht der Fall ist. Vor einer „routinemäßigen Anwendung“ seien „wichtige Herausforderungen“ zu überwinden, so eine Pressemitteilung (05. Sept 2025).
  • Das DETECTIVE-Projekt mit 20 Partnern aus zehn Ländern hat sich zum Ziel gesetzt, „bahnbrechende Nachweistechniken zur Identifizierung neuer genomischer Techniken (NGTs) und der daraus resultierenden Produkte in Pflanzen und Tieren zu entwickeln, zu validieren und anzuwenden“. Ob das tatsächlich gelingt, ist nicht vor 2028 zu erwarten. Bis dahin läuft die Finanzierung durch die EU.

Durchaus möglich, dass einmal neue Nachweisverfahren entwickelt werden, mit denen sich einfache NGT1-Pflanzen eindeutig identifizieren und von konventionellen unterscheiden lassen. Doch das werden keine einfachen Schnelltests sein, sondern komplizierte, mehrstufige Prozesse. Ob sie auch unter Praxisbedingungen, etwa bei Einfuhrkontrollen oder der Lebensmittelüberwachung funktionieren, scheint fraglich. Und ebenso, ob der ganze Aufwand verhältnismäßig ist.

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