Apfel, Feuerbrand 2

Neues gegen Feuerbrand. Freilandtests mit cisgenen Apfelbäumen

() In der Schweiz werden seit 2016 Apfelbäume mit einem neuen Resistenzkonzept gegen Feuerbrand im Freiland getestet. Es geht auf ein Resistenzgen aus einem Wildapfel zurück, das in die Kulturapfelsorte Gala eingeführt wurde. Der Versuch findet auf einem besonders geschützten Versuchsgelände in Reckenholz in der Nähe von Zürich statt. Diese Protected Site wurde 2012 trotz des aktuell bestehenden Moratoriums durch einen politischen Parlamentsbeschluss eingerichtet, um „Nutzen und Risiken von gentechnisch veränderten Pflanzen zu erforschen“. Feuerbrand ist weltweit die bedeutendste bakterielle Krankheit bei Apfelbäumen.

Die Bekämpfung von Feuerbrand ist schwierig. Oft bleibt nichts anderes übrig, als betroffene Bäume radikal zu beschneiden oder – manchmal ganze Apfelanlagen – zu fällen. Wirksame Pflanzenschutzmittel basieren auf dem Antibiotikum Streptomycin, sind aber in Deutschland nicht mehr erlaubt. Zwar wurden in den letzten Jahren eine Reihe alternativer Maßnahmen entwickelt, doch feuerbrandresistente Apfelbäume gibt es – zumindest bei den gängigen Sorten – bisher nicht.

Feuerbrand

Feuerbrand befällt verschiedene Obst- und Ziergehöze und wird durch das Bakterium Erwinia amylovora verursacht. Die Bakterien dringen an offenen Stellen in die Pflanze ein, überwintern in der Rinde und vermehren sich im Frühjahr. Die Krankheit kann sich sehr schnell ausbreiten. Der Erreger wird hauptsächlich durch Insekten, aber auch durch Regen, Wind oder Vögel übertragen. Befallene Pflanzenteile verfärben sich und sehen aus „wie vom Feuer verbrannt“. Junge Pflanzen sterben innerhalb von zwei bis drei Wochen ab. - Der Feuerbrand-Erreger stammt aus Nordamerika, seit etwa 1960 breitet er sich in Europa aus und ist inzwischen überall anzutreffen.

Fotos: Sebastian Stabinger, CC BY-SA 3.0. Das große Foto oben zeigt einen Baum, der von der Behörde zum Fällen markiert wurde.

Apfel, Feuerbrand

Im Feuerbrand-Test: Herkömmliche Gala-Apfelbäumchen (links) und cisgene Gala-Apfelbäumchen (rechts). Die cisgenen Pflanzen besitzen eine höhere Feuerbrandresistenz.

Foto: Giovanni Broggini, Agroscope

Es war daher ein Durchbruch, als es Wissenschaftlergruppen an der ETH Zürich und am Julius-Kühn-Institut in Dresden-Pillnitz gelang, ein Resistenzgen gegen Feuerbrand in einem Wildapfel (Malus x robusta 5) zu isolieren. Sie konnten zeigen, dass dieses einzelne Gen (FB_Mr5) Apfelbäumen eine wirksame Resistenz verleiht.

Zwar könnte der Wildapfel auch klassisch mit Kulturapfelsorten gekreuzt werden. Aber um aus deren Nachkommen - mit einer unkontrollierten Mixtur aus erwünschten und unerwünschten Eigenschaften - dann eine neue Apfelsorte zu züchten, die zugleich resistent ist und gut schmeckende Früchte trägt, kann es mehrere Jahrzehnte dauern. Mit dem gezielten Einführen eines einzelnen Resistenzgens in gängige Apfelsorten - wie es mit gentechnischen Verfahren möglich ist - kann der Züchtungsprozess drastisch verkürzt werden und die Sorte bleibt erhalten.

Die Apfelbäume der Sorte Gala, die seit 2016 auf dem Gelände der Protected Site der staatlichen Schweizer Forschungseinrichtung Agroscope getestet werden, besitzen das Feuerbrand-Resistenzgen aus dem Wildapfel, jedoch kein weiteres „apfelfremdes“ Genmaterial. Solche Pflanzen fallen zwar rechtlich unter die Gentechnik-Gesetze, werden aber in Abgrenzung zu transgenen als cisgene Pflanzen bezeichnet, da nur arteigene Gene übertragen worden sind.

Schon bei ersten Tests im Gewächshaus hatten sich die cisgenen Apfelbäume, an deren Entwicklung neben den Wissenschaftlergruppen aus Zürich und Dresden-Pillnitz auch die Universität Wageningen (NL) beteiligt war, bei Feuerbrandbefall erheblich widerstandsfähiger als konventionelle Vergleichspflanzen erwiesen. Nun soll sich zeigen, ob die Feuerbrandresistenz auch unter Feldbedingungen erhalten bleibt.

„Eine Kommerzialisierung des Materials ist nicht vorgesehen,“ so Agroscope. Ziel der Versuche sei es „mehr Wissen zur Cisgenetik bei Apfel zu erhalten“. So sollen cisgene Apfelbäume und die unveränderte Ausgangssorte anhand verschiedener Merkmale wie Blütenbildung, Wachstum oder bestimmter Biomoleküle verglichen werden. Auch Fragen der biologischen Sicherheit – etwa Auswirkungen auf Insekten - und agronomische Eigenschaften werden untersucht.

Nachdem der Versuch von den Schweizer Behörden genehmigt worden war, wurden die Apfelbäume im Frühjahr 2016 ausgepflanzt. Bislang haben sie sich gut entwickelt und sind bereits kräftig gewachsen. Zurzeit wird an aufgesammeltem Laub untersucht, ob die Blätter der gv-Bäume gleich gut von Insekten wie z.B. Springschwänzen zersetzt werden wie Blätter von unveränderten Apfelbäumen.

Der Versuch ist auf fünf Jahre angelegt. Damit Bienen den Pollen nicht verbreiten können, wird die gesamte Versuchsanlage durch ein Netz geschützt.

Protected Site: Die Forschungseinrichtung Agroscope hat am Standort Reckenholz in der Nähe ein drei Hektar großes, bewachtes und eingezäuntes Versuchsfeld eingerichtet, um Forschung mit gentechnisch veränderten Pflanzen zu ermöglichen. Die Protected Site wurde 2012 von den politischen Institutionen der Schweiz trotz des bestehenden Gentechnik-Moratoriums beschlossen und soll dazu dienen, das Wissen über gentechnisch veränderte Pflanzen und ihre Interaktionen mit der Umwelt zu erweitern sowie Nutzen und Risiken von gv-Pflanzen für die Schweizer Landwirtschaft zu erforschen. Die Kosten betragen etwa 750.000 Schweizer Franken pro Jahr.

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