Pflanzenzüchtung

Gene-Editing verringert die Probleme, die aus den Zufälligkeiten der Züchtung erwachsen – das bedeutet Zeit- und Kostenersparnis, aber auch mehr Sicherheit durch mehr Präzision. Das unterscheidet die neuen Verfahren von der herkömmlichen Züchtung, aber auch von der Gentechnik.

Landwirte wollen Pflanzen einsetzen, die weniger Ressourcen benötigen, gute Qualität und hohen Ertrag liefern sowie mit Krankheiten, Schädlingen und den Bedingungen des Klimawandels zurechtkommen. Mit ausschließlich konventioneller Züchtung ist das nicht möglich. Innovative molekularbiologische Methoden sind daher eine zukunftsweisende Ergänzung im Werkzeugkasten der Pflanzenzüchtung. Für die Landwirtschaft haben diese neuen Methoden große Bedeutung: Wenn die Industrie künftig stärker auf pflanzliche Rohstoffe zurückgreifen möchte, muss die Landwirtschaft diese Rohstoffe neben Nahrungs- und Futtermitteln in ausreichendem Maße anbieten können. Ihre ökonomische Rolle würde dadurch maßgeblich gestärkt.

Verbesserte Eigenschaften dank Gene Editing

Durch Gene Editing kann das Erbmaterial von Pflanzen so modifiziert werden, dass dies einer Mutation durch natürlichen Wandel gleicht. Im Resultat sind solche Pflanzen von herkömmlich gezüchteten nicht zu unterscheiden. Zahlreiche Pflanzen mit neuen oder verbesserten Eigenschaften konnten auf diese Weise bereits erzeugt werden. Einige davon stehen bereits kurz vor der Markteinführung. Beispiele sind unter anderem, Resistenzen gegenüber Viren und Pilzen bei Reis und Gurken, erhöhte Trockentoleranz bei Weizen, Reis und Tomaten sowie allergenfreie Erdnüsse.

Kurz vor der Markteinführung steht ein Mais mit erhöhter Stresstoleranz (1). Ein bestimmtes Protein (ARGOS8) senkt bei Mais die Empfindlichkeit der Zellen gegenüber dem Wachstumshormon Ethylen. Produziert die Pflanze mehr ARGOS8-Protein, reagiert sie bei Stress robuster und stellt nicht wie sonst bei Wassermangel das Wachstum ein. Mithilfe von CRISPR/Cas wurde der Schalter (Promotor) des ARGOS8-Gens so verändert, dass er unter Stressbedingungen aktiv bleibt. Der editierte Mais liefert bei Trockenheit nun bessere Erträge als konventionelle Sorten.

(1) Shi, J. et al. (2016): ARGOS8 variants generated by CRISPR-Cas9 improve maize grain yield under field drought stress conditions. In: Plant Biotechnology Journal, (21. Juli 2016), doi.org/10.1111/pbi.12603.