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Cis-Genetik: GVO oder nicht – das ist bei den schorfresistenten Äpfeln die Frage

GVO oder nicht – das ist bei den schorfresistenten Äpfeln die Frage
Unansehnliche braune Flecken auf einem Apfel verderben den meisten Konsumenten den Appetit. Leider sind viele verbreitet angebaute Kultursorten anfällig gegen den durch Pilze hervorgerufenen Apfelschorf. Obwohl diese Pflanzenkrankheit ein rein kosmetisches Problem ist, kann sie den Verkauf der Früchte deutlich beeinträchtigen. Kein Wunder, dass die meisten Apfelkulturen intensiv mit Fungiziden behandelt werden – zehn bis 15 Behandlungen pro Saison sind üblich. Das ist teuer und arbeitsaufwändig. Eine Züchtung schorfresistenter Sorten ist zwar langwierig, aber grundsätzlich möglich. Am Markt etablierte und bei Konsumenten beliebte Apfelsorten, wie z. B. Gala, können aber nicht nachträglich durch Züchtung mit einer Pilzresistenz ausgestattet werden, dabei würden viele positive Eigenschaften verloren gehen und eine neue Sorte mit unbekannten Eigenschaften
entstehen.

Mit gentechnischen Methoden können Pilzresistenzgene aus Wildäpfeln in Kultursorten eingeführt werden, ohne deren übrigen Sorteneigenschaften zu verlieren. Dies konnte Cesare Gessler und Mitarbeiter von der ETH Zürich bereits 2004 zeigen. Es gelang ihnen, ein Resistenzgen aus dem Japanischen Wildapfel in die beliebte Kultursorte Gala einzubauen – die neu entstandenen Pflanzen waren hoch resistent gegen den Apfelschorf. Es bestanden allerdings Bedenken, ob diese Früchte von den Konsumenten akzeptiert würden. Die Ablesung des Resistenzgens wurde nicht von Apfel-Kontrollsequenzen gesteuert, sondern von einem Viruspromoter. Zudem enthielten die Pflanzen ein Markergen bakteriellen Ursprungs, also genetische Information von jenseits der Artgrenze, und waren so als transgene Organismen einzustufen (lateinisch trans : jenseits).
Die Forscher um Cesare Gessler veränderten ihren Ansatz, und präsentierten 2011 neue schorfresistente Gala-Pflanzen, in denen die Ablesung des Resistenzgens von apfeleigenen Kontrollelementen getrieben wurde. Auch enthielten diese Pflanzen kein fremdes Markergen mehr, dieses war den Pflanzen nach der Übertragung des Resistenzgens in einem zweiten Schritt wieder entfernt worden. Derartige Pflanzen, die mit gentechnischen Methoden hergestellt wurden, aber keine artfremden Gene enthalten sondern nur solche aus der gleichen oder sehr nahe verwandten Arten, werden als
cisgene Organismen bezeichnet (lat. cis: diesseits). Seit 2011 werden diese Bäumchen auch auf einem Versuchsfeld der Universität Wageningen (NL) im Freiland getestet.
Eine entscheidende Frage jedoch lautet: sind diese cisgenen Apfelbäume gentechnisch veränderte Organismen (GVO)? Die Einstufung als GVO erfordert ein enorm aufwändiges Bewilligungsverfahren für einen kommerziellen Anbau und für den Verkauf der Produkte als Lebensmittel. Ist dieser Aufwand notwendig und gerechtfertigt für eine Pflanze, die gar keine artfremden Gene enthält? Diese Frage stellt sich nicht nur für die schorfresistenten Gala-Äpfel. Auch Phytophthora-resistente Kartoffeln mit Wildkartoffel-Genen, Weizen mit verbesserter Backqualität und Gerste mit besseren Futtermittel-Eigenschaften wurden ohne Fremd-Gene mit Hilfe der Cisgenetik entwickelt. Die Liste der mit verwandten neuartigen Methoden entwickelten Pflanzen ist noch länger.
Hier zeigen sich Unklarheiten bei der genauen Definition, was als GVO zu verstehen ist. Die in der Schweiz und der EU geltende GVO-Definition wurde vor über 20 Jahren entwickelt, als bei gentechnischen Arbeiten üblicherweise Gene aus anderen Arten mit übertragen wurden. In den letzten Jahren wurden eine Reihe neuer molekularbiologischer Methoden entwickelt, die gezieltere Eingriffe in das Erbgut ermöglichen und so feinere, z. T. kaum noch nachweisbare Veränderungen ermöglichen. Dazu gehören Schnitte ins Erbgut mit hochspezifischen, an definierte Schnittstellen angepassten Nukleasen,
der Austausch einzelner Buchstaben der Gen-Sequenz durch Oligonukleotid-Mutagenese, und eben auch die Cisgenetik. Die europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit EFSA hat 2012 einen Bericht vorgelegt, in dem für cisgene Pflanzen keine speziellen Risiken, die sich von denen konventionell gezüchteter Sorten unterscheiden, gefunden wurden.
Bei diesen neuartigen Verfahren ist die Abgrenzung zu den Produkten herkömmlicher Züchtungsverfahren nicht immer klar. Mit dem Hinweis auf den geringen Unterschied zu klassischen Züchtungsverfahren engagieren sich einige Forscher dafür, cisgene Pflanzen von den aufwändigen Auflagen für GVO auszunehmen. Sie erhoffen sich die Möglichkeit, die Produkte ihrer Forschungsarbeiten ohne den für Grundlagenforscher unbezahlbaren Aufwand einer GVO-Zulassung auf die Felder zu bringen. Gentech-kritische Kreise sehen in der Cisgenetik eher einen Wolf im Schafspelz, mit ähnlichen Problemen wie die bisherigen transgenen Pflanzen, und wehren sich gegen eine erleichterte Zulassung.
Auf europäischer Ebene läuft seit einigen Jahren eine Diskussion über die Einstufung von Pflanzen, die mit verschiedenen neuartigen Züchtungsmethoden produziert wurden. Während für Experten klar ist, dass sich die Resultate gezielter punktförmiger Genomveränderungen kaum von spontanen Mutationen unterscheidet und die resultierenden Pflanzen daher nicht als GVO eingestuft werden sollten, scheiden sich die Geister bei cisgenen Pflanzen. Diese enthalten oft aufgrund der Methode der Genübertragung (Agrobacterium T-DNA) neben den neu übertragenen arteigenen Genen auch kurze Abschnitte bakteriellen Ursprungs (Border-Sequenzen). Obwohl diese keine Pflanzeneigenschaften verändern, könnten die resultierenden Pflanzen trotzdem als gentechnisch verändert gelten, da ein derartiger Vorgang in der Natur ohne technische Unterstützung unwahrscheinlich wäre.
Bei der Einstufung einer mit neuartigen Methoden gezüchteten Pflanze spielen nicht nur wissenschaftliche, sondern auch juristische Aspekte eine Rolle – oft mit paradoxen Folgen. Dies musste der niederländische Forscher Henk Schouten von der Universität Wageningen erfahren, der an den Freilandversuchen mit cisgenen schorfresistenten Äpfeln beteiligt ist. Er erkundigte sich beim US-Landwirtschaftsministerium, ob er für Freilandversuche mit diesen Pflanzen in den USA eine GVO-Bewilligung des Pflanzenschutzdiensts APHIS benötigen würde. Das Ministerium hat für verschiedene mit
neuartigen Züchtungsverfahren entwickelte Nutzpflanzen auf ein Bewilligungsverfahren verzichtet, Schouten erhoffte sich ähnliche Erleichterungen für die cisgenen Apfelpflanzen. Der Gentransfer in diese Pflanze war mit der Standardmethode Agrobacterium T-DNA-Transformation erfolgt. Das USLandwirtschaftsministerium teilte Schoten mit, dass er eine Bewilligung für Freilandversuche mit diesen Pflanzen benötige, da Agrobacterium als Pflanzen-Pathogen gilt – obwohl in den cisgenen Pflanzen ausser ganz kurzen TDNA-Border-Abschnitten keine funktionelle bakterielle DNA enthalten ist.
Hätte Schouten eine Genkanone statt der Bakterien für die Genübertragung gewählt, hätte das Ministerium wohl auf eine Bewilligungspflicht verzichtet. Dabei ist bekannt, dass der Gentransfer mit einer Genkanone zu viel schwerer vorhersehbaren Resultaten im Empfängerorganismus führt. Biologisch ist die Entscheidung des Ministeriums daher wenig sinnvoll, wenn wohl juristisch korrekt.

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Quellen: Thalia Vanblaere et al. 2013, Molecular characterization of cisgenic lines of apple
'Gala'carrying the Rvi6 scab resistance gene, Plant Biotechnology Journal, 2013 (in press,
online 03.09.2013, DOI: 10.1111/pbi.12110); Thalia Vanblaere et al. 2011, The development
of a cisgenic apple plant, Journal of Biotechnology 154:304–31; «Gentech light» im Freiland,
ETH Life, 23. 04. 2012; Inger Bæksted Holme et al. 2013, Intragenesis and cisgenesis as
alternatives to transgenic crop development, Plant Biotechnology Journal 11:395–407 Maria
Lusser et al. 2012, Deployment of new biotechnologies in plant breeding, Nature Biotechnology
30:231–239; Maria Lusser & Howard V. Davies 2013, Comparative regulatory approaches
for groups of new plant breeding techniques, New Biotechnology 30:437–446; EFSA GMO
Panel 2012, Scientific opinion addressing the safety assessment of plants developed through
cisgenesis and intragenesis, EFSA Journal 10(2):2561 [33 pp.]; Heidi Ledford 2013, US
regulation misses some GM crops, Nature 500:389-390
POINT
http://www.internutrition.ch

01.10.2013

 

 
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