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Zukunft
Neue Züchtungsmethoden und Genome Editing in der Landwirtschaft
Höhere Erträge
… die mehr pro Hektar aus den vorhandenen landwirtschaftlichen Flächen und somit Schutz für natürliche Lebensräume und die biologische Vielfalt herausholen
Erhöhte Resistenz
… oder Toleranz gegenüber Schädlingen und Krankheiten - weniger Einsatz von Chemikalien zum Schutz der Pflanzen, weniger Fahrten zum Feld und damit weniger CO2-Emissionen
Geringerer Verbrauch
… von Wasser, Dünger und Pestiziden, um Ressourcen zu schonen, die Lebensmittelqualität zu verbessern und die Umwelt zu schützen
Genome Editing: Ein Überblick
DNA-Brüche und -Reparaturen treten in der Natur spontan und häufig auf und verursachen natürliche Mutationen in Zellen. Diese natürlichen Mutationen sorgen dafür, dass sich Organismen im Laufe der Zeit an neue oder schwierige Bedingungen anpassen und sich daher allmählich ändern können, weshalb wir heute eine reiche Artenvielfalt erleben.
Genome Editing ersetzt diese "spontanen" Mutationen durch Präzision, indem es das Genom an einer vordefinierten Position schneidet und so den Reparaturmechanismus der Zelle anregt. Dies wiederum beeinflusst die Ausprägung bestimmter Merkmale der Pflanze.
Forscher können gezielt die Eigenschaften von Genen identifizieren, die Pflanzen robuster und/oder produktiver machen können. Sobald ein Gen identifiziert wurde, kann Genome Editing verwendet werden, um die Resistenz einer Kulturpflanze gegen eine Krankheit, ihre Klimatoleranz, ihren Nährwert, ihre Verdaulichkeit oder ihren Geschmack zu verbessern.
Die Ergebnisse des Editierens im Genom lassen sich auf eine Mutation zurückführen – ob dies mit konventionellen Züchtungsmethoden oder Genome Editing erreicht wurde oder auf natürliche Weise entstanden ist, könnte aber nicht festgestellt werden.
Suchen
Ein Enzym (Nuklease) wird an die gewünschte Stelle im Genom geführt.
Schneiden
Die Nuklease schneidet die DNA präzise und erzeugt einen Doppelstrangbruch.
Reparieren
Das zelleigene Reparatursystem fügt die DNA wieder zusammen und Nukleotiden können ausgetauscht oder entfernt werden.
Je nach gewünschtem Ergebnis können verschiedene Genome-Editing-Technologien eingesetzt werden
Je nach gewünschter Kulturpflanze oder Eigenschaft können verschiedene Formen des Genome Editing eingesetzt werden, die eine große Vielseitigkeit bei der Veränderung der Gene bieten. Einige Anwendungen des Genome Editing können durch das Einbringen fremder Gene gentechnisch veränderte Pflanzen erzeugen. Bei anderen, wie SDN-1 und SDN-2, wird kein fremdes genetisches Material verwendet. Zinkfinger, TALEN und CRISPR/Cas können alle auf vielfältige Weise eingesetzt werden. Aus regulatorischer Sicht ist es daher wichtig, das mit diesen Methoden erzeugte Endprodukt differenziert zu bewerten.
Die konventionelle Pflanzenzüchtung ist ein langwieriger Prozess, der je nach Kulturpflanze bis zu 25 Jahre dauern kann, bevor den Landwirten eine verbesserte Sorte zur Verfügung steht. Außerdem ist der Ablauf oft sehr komplex, da bei jeder Kreuzung sowohl erwünschte (z. B. Schädlingsresistenz) als auch unerwünschte Eigenschaften (z. B. geringerer Ertrag) übernommen werden können.
Genome Editing ermöglicht es Forschern und Züchtern, erwünschte Eigenschaften durch kleine, gezielte Veränderungen einzuführen, ohne dabei unerwünschte Eigenschaften mit zu übernehmen - was die Entwicklung neuer Pflanzensorten mit einer Zeitersparnis von 20-30% im Vergleich zu konventionellen Züchtungsmethoden ermöglicht. Geschwindigkeit ist entscheidend, denn Klimawandel, Schädlinge und Pflanzenkrankheiten sind allesamt schnelllebige Herausforderungen für die Landwirtschaft, die rasche Lösungen erfordern.
Aktuelle rechtliche Rahmenbedingungen
In anderen Ländern gelten abweichende Vorschriften
Der wissenschaftliche Konsens zeigt, dass die mit dem Genome Editing verbundenen Risiken denen der klassischen Züchtung gleichwertig sind. Dies spiegelt sich in den verschiedenen Regulierungsmaßnahmen auf der ganzen Welt wider. Während Genome Editing in vielen Ländern, insbesondere in Europa, streng reguliert ist, ist dies in anderen Ländern nicht der Fall.
Entdecken Sie mehr
KWS ist ein engagiertes Mitglied des PILTON-Projekts und unterstützt dessen drei Hauptziele:
- Ein konkretes Beispiel aus der Praxis für neue Züchtungsmethoden und deren Vorteile zu liefern.
- Durchlaufen der wissenschaftlichen Schritte, um einen fairen Zugang, ein besseres Verständnis und einen Konsens für den Pflanzenzuchtsektor zu erreichen.
- Kontaktaufnahme mit politischen Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit zu diesem wichtigen Thema.
Weiterführende Lektüre
| Studie der EU-Komission zu Neuen Züchtungsmethoden, 2021 | Kurzfassung der Studie der EU-Kommission |
| Vollständige Studie der EU-Kommission | |
| Stellungnahme von KWS zur Studie der EU-Kommission (DE) | |
| Weitere Quellen | Broothaerts et al. 2021. New Genomic Techniques: State-of-the-Art Review. EU Comission Joint Research Centre. (EN) |
| Noleppa & Cartsburg 2021. The socio-economic and environmental values of plant breeding in the EU. HFFA Research.(EN) |
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