Feldversuch in der Schweiz mit genomeditierter Gerste
Feldversuch in der Schweiz mit genomeditierter Gerste
Kann der Ertrag durch Ausschaltung des CKX2-Gens erhöht werden?
In der Schweiz wird ab 2024 ein dreijähriger Anbauversuch im Freiland gestartet, bei dem untersucht wird, wie sich die Ausschaltung des an der Kornbildung beteiligten CKX2-Gens mithilfe der Genschere CRISPR/Cas auf den Ertrag auswirkt. Der Feldversuch findet auf den „Protected-Site“-Feldern des Schweizer Forschungsinstituts Agroscope statt. Das Projekt ist eine internationale Zusammenarbeit, bei der neben Agroscope auch die Freie Universität Berlin und das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben beteiligt sind.
Bei der genomeditierten Gerste wurden CKX2-Gene ausgeschaltet. Sie sollen mehr Körner pro Ähre ausbilden und damit mehr Ertrag bringen. Foto: FU Berlin
Gerste ist nicht nur Grundstoff für die Bierherstellung, sondern auch ein Stärkelieferant für die Industrie und ein wichtiges Tierfuttermittel für Schweine, Rinder, Pferde und Geflügel. Foto: Angelika Sontheimer
Gerste ist eine sehr alte Nutzpflanze. Neben der Verwendung als Grundstoff in der Bierherstellung ist Gerste vor allem ein wichtiges Tierfutter für Schweine, Rinder und Geflügel. Das Schweizer Bundesamt für Umwelt (BAFU) hat vor kurzem einen Feldversuch mit einer genmodifizierten Gerste genehmigt, bei der ein Gen, das an der Körnerbildung beteiligt ist, mittels der Genschere CRISPR/Cas ausgeschaltet wurde. Bei den Pflanzen, die für den Feldversuch genutzt werden sollen, wurden ein oder beide CKX2-Gene ausgeschaltet. Dies hat Auswirkungen auf die Cytokinin-Regulation. Cytokinine sind Pflanzenhormone, die die Zellteilung, das Wachstum von Sprossen und Wurzeln, die Differenzierung von Geweben und die Entwicklung von Früchten und Körner beeinflussen. Wenn die CKX2-Gene ausgeschaltet werden, erhöht sich die Cytokinin-Konzentration in der Pflanze und damit auch der Ertrag der landwirtschaftlichen Nutzpflanze, so die Hypothese der Wissenschaftler.
Ähnlicher Versuch bei Reis erfolgreich
Ein ähnlich angelegtes Forschungsvorhaben bei Reis war in Japan bereits erfolgreich: Die Wissenschaftler konnten den Ertrag deutlich erhöhen, als sie das CKX2-Gen funktionslos machten. Auch beim Raps gibt es ähnliche Forschungsergebnisse. In dem deutsch-schweizerischen Versuch waren bei der Gerste die vorherigen Gewächshausversuche vielversprechend gelaufen. Die Pflanzen bildeten mehr Körner in der Ähre. Mit den Feldversuchen soll nun untersucht werden, wie sich Temperatur, Niederschlag und Standort/Boden auswirken und ob die Ertragszuwächse auch unter realen landwirtschaftlichen Bedingungen auftreten. Außerdem soll untersucht werden, ob eine oder beide Kopien des CKX2-Gens ausgeschaltet sein müssen, um eine Ertragssteigerung zu bekommen und ob das Ausschalten weitere Konsequenzen hat.
Keine Fremd-DNA
Bei dem Versuch wurden die CKX2-Gene mit dem CRISPR/Cas9-Verfahren inaktiviert. Die Gerstenpflanzen enthielten danach keine Fremd-DNA. Auch bei zufälligen Mutationen könnte eine solche Variante entstehen. Dennoch wurden die Gerstenpflanzen von den Schweizer Behörden als gentechnisch veränderte Pflanzen behandelt, und so war für den Feldversuch eine entsprechende Bewilligung des Bundesamts für Umwelt notwendig. Zukünftig könnte das Zulassungsrecht für solche Fälle von genomeditierten Pflanzen ohne fremdes Genmaterial sowohl in der Schweiz als auch in der EU vereinfacht werden; entsprechende Vorschläge sind in Bearbeitung.
Quelle: pflanzenforschung.de
