Golden Rice, Ernte Freilandversuch

Goldener Reis mit mehr Vitamin A: Eine unendliche Geschichte

Vor über zwanzig Jahren begann eine internationale Wissenschaftlergruppe, einen gentechnisch veränderten Reis zu entwickeln, der genügend Vitamin A enthält und so Mangelkrankheiten - vor allem Erblinden - verhindern könnte. Kleinbauern in Asien sollen das Saatgut für diesen „Goldenen Reis“ kostenlos erhalten. Von Gentechnik-Gegnern erbittet bekämpft, steht er noch immer nicht auf den Feldern. Das könnte sich bald ändern: In Bangladesch soll der Anbau 2021 beginnen.

Golden Rice, Reis 2

Goldener Reis: Gelb durch Vitamin A. Dr. Antonio Alfonso vom Internationalen Reisforschungs-Institut (IRRI) auf einem Versuchsfeld (großes Foto oben).

Fotos: IRRI

Ingo Potrykus

Prof. Ingo Potrykus (ETH Zürich) auf dem Titel des Time-Magazins im Juli 2000.

Schon an den Farben sind sie zu erkennen: Viele Obst- und Gemüsearten bilden Carotinoide, eine Gruppe gelber, orangener oder roter Farbstoffe. Diese werden im tierischen und menschlichen Organismus in Vitamin A umgewandelt. Das für die Bildung von Vitamin A wichtigste Carotinoid ist das ß-Carotin. Es wird auch Provitamin A genannt.

Vitamin A ist unter anderem maßgeblich am Sehvorgang und an der Produktion von weißen Blutkörperchen und Antikörpern beteiligt. In Ländern, in denen die Menschen sich nicht genügend Obst und Gemüse leisten können, sondern sich hauptsächlich von stärkehaltigen Nahrungsmitteln wie Reis, Cassava (Maniok) oder Hirse (Sorghum) ernähren müssen, kommt es häufig zu Augenerkrankungen bis hin zur Erblindung und zu Todesfällen infolge des geschwächten Immunsystems.

Nach Schätzungen der WHO leiden weltweit rund 250 Millionen Kinder im Vorschulalter an Vitamin A-Mangel. Bis zu 500.000 erblinden jedes Jahr, etwa die Hälfte von ihnen stirbt innerhalb eines Jahres nach der Erblindung.

Das Projekt: Reis als Vitamin A-Lieferant

Ende der 1990er Jahre begann eine internationale Arbeitsgruppe um Ingo Potrykus (ETH Zürich) und Peter Beyer (Universität Freiburg) einen neuen, ß-Carotin angereicherten Reis zu entwickeln. Die Wissenschaftler wollten damit einen Beitrag leisten, die gravierenden Folgen der Vitamin A-Unterversorgung vor allem in Südost-Asien zu überwinden.

Allerdings bildet Reis von sich aus kein ß-Carotin im Reiskorn. Nur die äußersten Schichten der Körner enthalten geringe Mengen des Vitamins. Doch diese werden beim Polieren des Reises entfernt. Weder die bekannten Kultursorten, noch verwandte Wildarten speichern ß-Carotin im Korn. Am Anfang standen daher jahrelange Forschungsarbeiten über pflanzliche Stoffwechselwege, die zur Synthese von ß-Carotin führen. Damit ß-Carotin im Reiskorn gebildet werden kann, mussten jeweils ein Gen aus der Narzisse und einem Bakterium übertragen werden, um den entsprechenden Biosyntheseweg aufzubauen. Das ß-Carotin führt zu einer gelben Färbung des Reises, weswegen er als Golden Rice bezeichnet wird.

Der in den ersten Golden Rice-Pflanzen erreichte ß-Carotin-Gehalt war jedoch zu niedrig, um damit eine ausreichende Vitamin A-Versorgung sicher zu stellen. Erst in der zweiten Generation - Golden Rice 2 (GR2) - gelang es, dieses Problem zu lösen, indem das aus der Narzisse stammende Gen durch eines aus dem Mais ersetzt wurde.

In Studien zur Bioverfügbarkeit des im Reis enthaltenen ß-Carotins wurde geprüft, wie viel davon nach der Lagerung und Zubereitung im Reiskorn noch enthalten ist und im menschlichen Körper verwertet werden kann. Es wurde nachgewiesen, dass das gesamte im Reiskorn enthaltene ß-Carotin dem Verdauungssystem zur Verfügung steht. Mit einer durchschnittlichen Ration von Golden Rice 2 kann der Tagesbedarf an Vitamin A von Menschen, deren Ernährung hauptsächlich aus Reis besteht, gedeckt werden.

Das Golden Rice-Projekt wurde von verschiedenen internationalen Stiftungen und Unternehmen unterstützt, die auf Lizenzgebühren verzichteten. Seit 2006 liegt die Federführung des Projekts in Händen des Internationalen Reisforschungsinstituts (International Rice Research Institute, IRRI).

Steckbrief Golden Rice
- angereichert mit Provitamin A (ß-Carotin)
- soll Folgeerkrankungen von Vitamin A-Mangel vorbeugen, v.a. Erblindung von Kindern
- wird in lokale Reissorten eingekreuzt
- kann von Kleinbauern vermehrt werden, keine Lizenz- oder Patentgebühren
- Zulassungsanträge für Philippinen und Bangladesch eingereicht, in diesen Ländern auch Freilandversuche
- Zulassung in Bangladesch angekündigt, danach soll die Verteilung des Saatguts an Kleinbauern beginnen (2021)
- Zugelassen als Nahrungs- und Futtermittel in Australien, Neuseeland (Dezember 2017), Kanada (März 2018), USA (Mai 2018), Philippinen (2019). Ergebnis der Sicherheitsbewertungen: Golden Rice ist genau so sicher wie herkömmlicher Reis.

Der lange Weg auf die Felder der Kleinbauern

Alle Kleinbauern mit einem Jahresumsatz von bis zu 10.000 US-Dollar sollen Golden Rice-Saatgut kostenlos erhalten. Auf Lizenzgebühren wird verzichtet. Auch die Nachzüchtung und Wiederaussaat in den Folgejahren soll erlaubt sein, jedoch nur zum Eigengebrauch und nicht für Export und Agrarhandel. Golden Rice ist in erster Linie als Nahrungsmittel für die lokale Bevölkerung gedacht.

Doch bevor die Bauern ihn tatsächlich auf ihren Feldern aussäen können, muss der Vitamin A-angereicherte Golden Rice durch konventionelle Kreuzung in lokal angepasste Reissorten eingebracht werden. Dabei kommt es darauf an, die vorteilhaften Eigenschaften der der von den Kleinbauern genutzten Sorten - vor allem Ertrag und Anbaueigenschaften - zu bewahren, ohne sie durch das zusätzliche Merkmal aus dem Golden Rice zu beeinträchtigen.

Auf den Philippinen führt das IRRI schon seit Jahren Freilandversuche mit mehreren aus solchen Kreuzungen hervorgegangen Golden Rice-Linien durch. Dabei hat vor allem ein bestimmtes Event (GR2E) die Erwartungen erfüllt: Die Pflanzen aus diesen Linien unterscheiden sich hinsichtlich Wachstum, Ertrag und Kornqualität nicht von den konventionellen Vergleichssorten. Die GR2E-Linien enthielten mehr als 30 Prozent der von Kindern im Durchschnitt täglich benötigten Vitamin A-Menge.

Auch in Bangladesch wird schon seit Jahren eine speziell für dieses Land entwickelte GR2E-Sorte (GR2E BRRI dhan29) im Freiland getestet: Noch zwei Monate nach der Ernte wurde in den Reiskörnern ein ß-Carotin-Gehalt von durchschnittlich zehn Mikrogramm pro Gramm gemessen. Dies reicht aus, um mehr als 60 Prozent des täglichen Vitamin-A-Bedarfs bei Kindern mit den Reis-Mahlzeiten zu decken.

Trotz der positiven Wirkung auf die menschliche Gesundheit haben sich Zulassung und Markteinführung von Golden Rice-Saatgut immer wieder verzögert. In einigen Ländern, vor allem auf den Philippinen, haben gentechnik-kritische Organisationen an Einfluss gewonnen. 2013 wurden Freilandversuche mit Golden Rice von heftigen Protesten begleitet und Versuchsfelder zerstört. Der oberste Gerichtshof verbot 2015 die Nutzung gentechnisch veränderter Sorten, auch den Golden Rice. Ein Jahr später wurde das Verbot aber wieder aufgehoben.

Inzwischen zeichnet sich ab, dass Vitamin A-angereicherter Reis in Südostasien doch noch auf die Felder kommt: Auf den Philippinen und in Bangladesch ist die Anbauzulassung für die neue Golden Rice-Variante GR2E beantragt. In Bangladesch soll sie bereits beschlossen sein. Doch die für Ende 2019 angekündigte offizielle Bekanntmachung verzögerte sich erneut. Offenbar gab es hinter den Kulissen weiter Diskussionen. Nun soll der Anbau 2021 beginnen.

Die philippinischen Behörden erteilten Ende 2019 die Zulassung für Golden Rice als Lebens- und Futtermittel. Eine Anbauzulassung steht jedoch immer noch aus. Schätzungen zufolge wird Golden Rice-Saatgut wohl frühestens 2023 den Landwirten zur Verfügung stehen.

Ein Hindernis für den Anbau von Golden Rice wurde indes schon beseitigt: In Australien und Neuseeland haben die zuständigen Behörden 2017 nach einer umfassenden wissenschaftlichen Bewertung die Einfuhr von Golden Rice als Lebensmittel genehmigt, 2018 auch Kanada und die USA. Vor allem Australien und Neuseeland stehen in engen Handelsbeziehungen zu den Philippinen, und ohne eine Importzulassung wären selbst minimale zufällige Beimischungen von Golden Rice in Reiseinfuhren nicht erlaubt.

Für die erforderliche Sicherheitsbewertung wurden auch umfassende Untersuchungen zur molekularen Charakteristik des Golden Rice herangezogen: Allergene, Toxizität, Nährstoffzusammensetzung, Verträglichkeit - was auch immer: Zwischen herkömmlichen und gentechnisch verändertem Reis gibt es keine Unterschiede - mit Ausnahme des erhöhten Gehalts an Provitamin A.

Golden Rice - ein Fehlschlag?
Anfang 2017 sorgte eine Studie vor allem bei den Gegnern des Golden Rice für Aufregung: Der Golden Rice war mit der in Indien weit verbreiteten und ertragreichen Reissorte Swarna gekreuzt worden. Die Nachkommen aus dieser Kreuzung wiesen blassgrüne Blätter auf, waren kleiner und brachten deutlich geringere Erträge als lokal angebaute herkömmliche Reissorten. Gentechnik-Gegner sahen darin den endgültigen Beweis dafür, dass der Golden Rice ein Fehlschlag sei. Dabei war das beobachtete Phänomen nichts Ungewöhnliches. Man hatte für die Einkreuzung in die Swarna-Reissorte ein dazu wenig geeignetes Golden Rice-Event gewählt, bei dem die neuen Gene in einen anderen wichtigen Genabschnitt eingefügt worden waren und dadurch bei den Nachkommen Stoffwechselstörungen hervorriefen.

Kreuzt man jedoch andere Golden Rice-Events, bei denen die neuen Gene besser platziert sind, in lokale Swarna-Sorten ein, treten solche Probleme nicht auf – die Pflanzen erreichen ihre normale Größe, liefern gute Erträge und enthalten ausreichend ß-Carotin. Wie das IRRI bestätigte, stehen inzwischen mehrere Golden-Rice-Linien zur Verfügung, deren Eigenschaften nicht schlechter sind als die derzeit angebauten Swarna-Sorten.