Cisgene Pflanzen: Gentechnik nur mit arteigenen Genen

Cisgene Pflanzen sind Zwitter: Sie werden zwar mit Hilfe gentechnischer Verfahren gewonnen, enthalten aber anders als üblich ausschließlich Genmaterial aus dem Genpool der jeweiligen Art. Das macht Sinn, wenn es dort Resistenz-Gene etwa gegen Pflanzenkrankheiten gibt, diese aber züchterisch nur mit großem Aufwand in „moderne“ Sorten einzukreuzen sind. Anders als bisher sind Pflanzen, die aus Cisgenese hervorgegangen sind, in der EU künftig herkömmlichen weitgehend gleichgestellt. Allerdrings unter bestimmten Voraussetzungen.

Es ist ein Problem: Bei manchen Erregern von Pflanzenkrankheiten – Pilze, Bakterien, Viren – gibt es keine für den Anbau geeignete Kultursorten, die wirksam und möglichst dauerhaft dagegen resistent sind. Wenn es Resistenzen gibt, sind sie oft schwach und werden von den Erregern durchbrochen. Oft bleibt den Landwirten nur das Spritzen.

Zwar gibt es im Genpool der jeweiligen Art, bei wilden Verwandten oder alten Landsorten, oft wirksame Resistenz-Gene, die aber im Laufe den langen Züchtungsgeschichte „verschwunden“ sind. So besaßen die aus Südamerika stammenden Kartoffeln ursprünglich auch eine Widerstandsfähigkeit gegen die Kraut- und Knollenfäule. Doch in Europa interessierten sich Züchter und Landwirte nicht dafür, da die Krankheit hier anfangs unbekannt war. Als später auch die Erreger (Phytophthora infestans) eingeschleppt wurden, hatten die europäischen Sorten diesen nichts mehr entgegenzusetzen, ihre Resistenz war inzwischen verkümmert.

Können die heutigen Züchter solche beiläufigen Verluste „reparieren“? Theoretisch: ja, aber in der Praxis oft schwierig.

Wenn im Genpool, etwa bei wilden Formen, Resistenz-Gene vorhanden und bekannt sind, könnten diese in heutigen Kultursorten eingekreuzt werden. Ein Teil der Nachkommen (Mendel!) besitzt nun das Resistenz-Gen, aber zugleich auch eine zufällige Mischung von Genen der beiden Eltern (siehe Grafik). Darunter viele, die in der Kultursorte unerwünscht sind und etwa für deren Geschmacks- und Anbaueigenschaften von Nachteil sind. Diese müssen in Rückkreuzungsschritten über mehrere Generationen wieder entfernt werden. Und das kann dauern – je nach Pflanzenart und Genetik zehn bis dreißig Jahre, bei Apfelbäumen mit ihren langen Fortpflanzungszyklen sogar viele Jahrzehnte. Am Ende steht eine neue Sorte, die sich von der ursprünglichen Ausgangssorte mal mehr, mal weniger unterscheidet.

Die lange Dauer, aufwändige Rückkreuzungen, Verlust erwünschter Sorteneigenschaften – diese Nachteile lassen sich durch Cisgenese – „Gentechnik innerhalb der Artgrenzen“ – umgehen oder mildern: Es werden ausschließlich Gene aus dem Genpool der eigenen Art, also kreuzbarer naher Verwandter, übertragen, allerdings mit gentechnischen Verfahren. Die so entstandenen Pflanzen werden als cisgen bezeichnet (cis=diesseits (der Artgrenze)) im Gegensatz zu transgenen Pflanzen (trans=jenseits), denen Gene aus „artfremden“ übertragen wurden.

Die Beschränkung auf den arteigene Genpool bezieht sich nicht nur auf das Zielgen, sondern auch auf regulatorische Sequenzen wie Promotoren, die benötigt werden, damit das Zielgen abgelesen und beispielsweise ein Protein gebildet werden kann. Auch die regulatorischen Sequenzen dürfen nicht aus artfremden Organismen stammen, ebenso wenig Markergene.

Kartoffeln, Äpfel: Neue Resistenzkonzepte mit Cisgenese

Wissenschaftler der Universität Wageningen (NL) haben Kartoffeln entwickelt, die gegen die Kraut- und Knollenfäule resistent sind. Der Erreger dieser Krankheit, der Algenpilz Phythophthora infestans, verursacht jedes Jahr große Schäden im Kartoffelanbau. Aus südamerikanischen Wildkartoffeln wurden verschiedene Resistenzgene isoliert und mit gentechnischen Methoden in Kultursorten übertragen. Bei Freilandversuchen in mehreren Ländern hat sich gezeigt, dass dieses Resistenzkonzepts tatsächlich wirksam ist und von den Krankheitserregern nicht überwunden werden konnte.

Äpfel der Sorte Gala mit einer cisgenen Resistenz gegen Apfelschorf sind aus einem gemeinsamen Forschungsprojekt von ETH Zürich, Julius Kühn-Instituts in Dresden-Pillnitz und Universität Wageningen hervorgegangen. Diese Pilzkrankheit ist eines der größten Probleme im Obstanbau. Die Resistenzgene stammen aus dem Wildapfel Malus floribunda. Nach dem gleichen Konzept haben Apfelbäume auch eine Resistenz gegen Feuerbrand erhalten, die wirtschaftlich bedeutendste Apfelkrankheit.

Lange Zeit fielen cisgene Pflanzen in der EU ausnahmslos unter das Gentechnik-Recht. Aufwändige, politisch aufgeladene Zulassungsverfahren, Anbau- und Vermarktungsvorschriften haben sich wie Verbote ausgewirkt.

Doch das hat sich geändert. Nach der im Juni 2026 beschlossenen EU-Verordnung „über mit bestimmten neuen genomischen Techniken (NGT) gewonnenen Pflanzen“ fallen cisgene Pflanzen, bei denen ausschließlich Genmaterial aus dem Genpool der jeweiligen Art eingebracht wurde, in die Kategorie NGT1. Nach erfolgreicher „Überprüfungsanfrage“ bei zuständigen Behörde können NGT1- Pflanzen ohne weitere Auflagen angebaut und ihre Produkte vermarktet werden.