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Warum versäumen Unternehmen es, der Welt gentechnisch veränderten Weizen aufzuzwingen?
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Video: Warum versäumen Unternehmen es, der Welt gentechnisch veränderten Weizen aufzuzwingen?

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Anonim

Anfang August veröffentlichte das Magazin Science ein Manifest zweier Biotechnologen, dass es der Welt an gentechnisch verändertem Weizen mangelt – mit seiner Hilfe könnten ihrer Meinung nach gefährliche Krankheiten bekämpft werden, die die Agrarsektoren der Volkswirtschaften der Entwicklungsländer bedrohen.

Nach der Lektüre des Manifests beschloss N+1 herauszufinden, warum es immer noch keine einzige gv-Weizensorte auf dem Markt gibt und ob wir sie wirklich brauchen.

Die Autoren des Manifests, Brande Wulff und Kanwarpal Dhugga, arbeiten am John Innes Biotechnology Center in Großbritannien und am International Maize and Wheat Improvement Center in Mexiko. In einem Artikel für Science berichten sie von keiner Unterstützung durch Produzenten von GV-Sorten, aber die gemeinnützigen Organisationen, die beide Zentren finanzieren, fördern die landwirtschaftliche Biotechnologie.

Wissenschaftlern zufolge ist das mangelnde Interesse der Entwickler an GV-Weizen in erster Linie auf den Druck öffentlicher Aktivisten zurückzuführen, die gegen GVO kämpfen. Gleichzeitig könnten genetische Veränderungen zum Beispiel Weizen vor der Explosion schützen, einer gefährlichen Pilzkrankheit, die zuerst in Brasilien entdeckt wurde und sich von dort über Südamerika und andere Kontinente ausbreitete. Im Jahr 2016 wurde in Bangladesch die mit kontaminiertem Getreide übertragene Blast-Krankheit gefunden, wo immer noch Quarantäne aufrechterhalten wird und von wo aus sich die Krankheit über Südostasien ausbreiten und nach Indien gelangen kann. Beim Weizen ist die Resistenz gegen diese Krankheit sehr gering, die entsprechenden Gene wurden jedoch bereits bei seinem wilden Verwandten, dem Getreide Aegilops tauschii, gefunden.

Die Autoren gehen davon aus, dass Bangladesch bereit wäre, gentechnisch veränderten Weizen zum Schutz vor der Blast-Krankheit einzuführen, da es vor kurzem gv-Auberginen zugelassen hat und sich auf den Anbau von gv-Kartoffeln vorbereitet, die gegen Krautfäule resistent sind. Aber dafür wird es notwendig sein, dass jemand GV-Weizen herstellt, schreiben Wissenschaftler.

Komplexes genetisches Objekt

Was wir im Alltag Weizen nennen, sind mehrere Pflanzenarten, vor allem Weichweizen (Triticum aestivum) und Hartweizen (Triticum durum). Ersteres wird zur Herstellung von Brotmehl und Weizenmalz verwendet, während letzteres zur Herstellung von Couscous, Bulgur, traditioneller italienischer Pasta und anderen Produkten verwendet wird. Hartweizen macht nur 5-8 Prozent des gesamten angebauten Weizens aus; Laut offiziellen Statistiken der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) hat die Menschheit im Jahr 2016 auf einer Gesamtanbaufläche von 221 Millionen Hektar mindestens 823 Millionen Tonnen Weizen angebaut. Damit ist Weizen nach Mais die zweitgrößte Kulturpflanze in Bezug auf die gesamte Pflanzenproduktion.

Weizenproduktion weltweit, Millionen Tonnen
Weizenproduktion weltweit, Millionen Tonnen

Aller Weizen, der weltweit angebaut und verkauft wird, gehört nicht zu GVO: In keinem Land ist eine Sorte von gv-Weizen für den kommerziellen Anbau zugelassen. In der Grundlage der UN-Konvention über die biologische Vielfalt, die Daten zu gv-Kulturpflanzensorten sammelt, sind nur neun Weichweizensorten mit unterschiedlichen Eigenschaften, von Herbizidresistenz bis hin zu hohem Proteingehalt (die Grundlage deckt offensichtlich nicht alle) Projekte und Länder, da nicht alle Staaten - zum Beispiel weder die USA noch Russland - das Cartagena-Protokoll über die biologische Sicherheit zu dieser Konvention ratifiziert haben). Aber keine dieser Sorten ist über die Zulassung von Versuchspflanzen für wissenschaftliche Zwecke hinausgegangen. In der Datenbank sind keine Daten zu gv-Sorten von Hartweizen enthalten.

Am nächsten zur Zulassung kam das von Monsanto entwickelte MON71800: Wie viele andere bekannte gv-Sorten des Unternehmens ist auch MON71800 resistent gegen Glyphosat (das ist der sogenannte Roundup Ready Weizen). Im Jahr 2004 erhielt das Unternehmen sogar die erforderliche Zulassung von der US-amerikanischen Food and Drug Administration, schloss jedoch kein Zulassungsverfahren einer anderen Behörde, der EPA, ab. Die Medien schrieben dann, dass das Projekt, das mindestens 5 Millionen Dollar und sieben Jahre dauerte, aufgrund des Widerstands von Landwirten, die befürchteten, dass die Verbreitung von gv-Weizen in den USA ihnen den Zugang zum skeptischen europäischen Markt verwehren würde, gekürzt wurde. Monsanto N + 1 beantwortete nicht die konkrete Frage, ob das Unternehmen derzeit gv-Weizensorten entwickelt, sagte jedoch, dass es sich weiterhin "der kontinuierlichen Innovation im Weizen durch Biotechnologie und genetische Bearbeitung verschrieben hat".

Von Zeit zu Zeit tauchten nach 2004 Nachrichten über die Entwicklung von gv-Sorten auf: So wollte beispielsweise ein Partner von Monsanto, das indische Unternehmen Mahyco, im Jahr 2013 Feldversuche mit herbizidtolerantem Weizen durchführen (zu Frage N + 1, die antwortete das Unternehmen, dass es sich jetzt nicht mehr mit gv-Weizen beschäftigt). Syngenta hat auch Forschungen zu GV-Weizen durchgeführt, die gegen Fusarium-Spike resistent sind, aber dieses Projekt wurde ausgesetzt, sagt Igor Chumikov, Direktor für die Regulierung von Sorten und biotechnologischen Merkmalen von Pflanzen in der GUS von Syngenta in Russland. Bayer CropScience hat im vergangenen Jahr erklärt, dass es nicht GV-Weizen als seine globale Priorität sieht, sondern Hybride.

Laut den von N+1 befragten Experten befinden sich weltweit mindestens 500 Sorten von gv-Weizen in unterschiedlichen Teststadien, und mangels Interesse auf dem amerikanischen und europäischen Markt waren die Spitzenreiter beispielsweise Australien und China. In Australien hat die nationale Forschungsorganisation CSIRO in diesem Frühjahr die Zulassung beantragt, Hart- und Weichweizen mit Resistenz gegen Weizenrost zu testen, einer Pilzkrankheit, die Getreide befällt. Die Tests waren auf fünf Jahre angelegt; anscheinend hat CSIRO die Erlaubnis dafür bekommen (die Organisation selbst war nicht in der Lage, N + 1 Fragen zu beantworten). Im Jahr 2017 begann die Erprobung von gv-Weizen mit höheren Erträgen in Großbritannien und wird dort bis Ende 2019 andauern.

Gleichzeitig bedeutet der Mangel an zugelassenen Sorten nicht, dass GV-Weizen nirgendwo auf der Welt wächst: Geschichten darüber, wie irgendwo auf den Feldern unerlaubt und unbekannt, wo gentechnisch veränderter Weizen gefunden wird, gibt es seit mindestens 1999. Eine solche Geschichte ereignete sich letzten Sommer in Kanada: Im Juni dieses Jahres bestätigten kanadische Behörden, dass Weizen entlang einer Landstraße in Süd-Alberta, der die Herbizidbehandlung überlebte, sich als gentechnisch verändert herausstellte (welche Sorte es war, war nicht) angegeben; im Jahr 2017 gab es im Land 54 begrenzte Feldversuche mit GV und Hybridweizen, von denen 39 spezifisch auf Herbizidresistenz abzielten – von denen keiner in Alberta durchgeführt wurde.) Wegen dieses unerwarteten Weizens stellten Japan und Südkorea die Weizenimporte aus Kanada ein, und der kanadische Minister musste seinen EU-Kollegen anrufen und erklären, dass dieser Weizen nur auf einem Feld in Alberta gefunden wurde.

Die größten Weizenproduzenten der Welt, Millionen Tonnen
Die größten Weizenproduzenten der Welt, Millionen Tonnen

„Unter all den heute angebauten Nutzpflanzen ist Weizen vielleicht eines der schwierigsten Auswahlobjekte. Weichweizen ist polyploid, er hat ein hexaploides Genom (der Zellkern enthält drei elementare Genome A, B und D, dh sechs Chromosomensätze, davon gibt es 42 - N + 1). 99 Prozent aller heute angebauten Sorten sind gerade Brotweizensorten, ein sehr komplexes genetisches Objekt. Darüber hinaus gehört Weizen zur monokotyledonen Klasse, sodass alle Arbeiten an seiner genetischen Veränderung im Vergleich zu anderen Nutzpflanzen weniger erfolgreich waren und später begonnen wurden , sagt Dmitry Miroshnichenko, leitender Forscher am BIOTRON-Labor für Expressionssysteme und Modifikation des Pflanzengenoms am Institut für Bioorganische Chemie RAS.

Symbolische Barriere

Die Schwierigkeiten bei der Arbeit mit Weizen beschränken sich nicht nur auf die Ernte selbst: Miroshnichenko sagt, dass der technologische Rückstand mit methodischen Problemen verbunden ist. Für die genetische Veränderung aller Kulturen werden zwei Standardmethoden verwendet: die agrobakterielle Transformation, bei der Gene mit Bakterien der Gattung Agrobacterium und deren Plasmide übertragen werden, und die bioballistische Methode, die Übertragung genetischer Sequenzen mit der sogenannten Genkanone - a Gerät, das Schwermetallpartikel aus der DNA in Form der gleichen Plasmide "schießt". Laut dem Wissenschaftler sind in Europa, den USA, Asien und anderen Ländern mittlerweile nur noch gentechnisch veränderte Pflanzen erlaubt, die mit der agrobakteriellen Methode gewonnen wurden, bei denen bestätigt werden kann, dass im Genom eines modifizierten. nur ein fremdes Insert vorhanden ist Pflanze, und nicht mehrere, wie üblich gibt Bioballistik. Für transgenen Weizen sei die agrobakterielle Methode erst in den letzten zehn Jahren entwickelt worden, sagt Miroshnichenko.

„Vor zwanzig Jahren erwartete jeder, dass der kommerzielle Anbau von gv-Weizen morgen sein würde. Ich vermute, dass dies aus mehreren Gründen nicht passiert ist, und viele dieser Gründe sind bei Weizen und Reis üblich. Der Punkt ist natürlich nicht, dass es signifikante biotechnologische Hindernisse für die Schaffung dieser Sorten gibt “, bemerkt Hugh Jones, Spezialist für Pflanzengenomik von der University of Aberystwyth in Wales. Jones glaubt, dass die Einstellung gegenüber Weizen in der Gesellschaft anders ist als beispielsweise Mais oder Sojabohnen: Für viele Völker "hat Weizen eine große kulturelle Symbolik". Daher vermutet er, dass die negative Einstellung gegenüber GV-Weizen tiefer ist als gegenüber anderen Lebensmitteln. Miroshnichenko stimmt zu: „Aus sozialer Sicht ist Weizen die wichtigste Getreideernte, es ist Brot und so weiter. Die Öffentlichkeit nimmt seine genetische Veränderung negativ wahr.“

Es gibt pragmatischere Schwierigkeiten, sagt Jones: Weizen ist die am meisten gehandelte Ernte und Ware, und es ist schwierig, gv-Weizen von normalem Weizen zu trennen. Selbst wenn ein Land den Anbau von gentechnisch verändertem Weizen zulässt, drohen sofort Exportverbote in andere Länder, die wegen der Bedrohung der biologischen Sicherheit sehr streng sein werden. Wenn gv-Weizen erlaubt ist, dann muss es überall erlaubt sein, sagte der Wissenschaftler.

Kanwarpal Dugga, einer der Autoren des Manifests in Science, stellt in einem Interview mit N+1 fest, dass fast alle auf dem Markt erhältlichen gv-Pflanzensorten in den USA entwickelt, getestet und angebaut wurden und von dort in andere Märkte gelangten (mit Ausnahme von Bt-Auberginen mit Resistenz gegen Schadinsekten, hergestellt in Indien). „Trotz all der Sicherheitsdaten, die über zwanzig Jahre lang für GV-Mais und GV-Sojabohnen gesammelt wurden, werden sie immer noch nicht außerhalb Amerikas angebaut“, sagt Dougga und fügt hinzu, dass amerikanische Landwirte die Hälfte des von ihnen angebauten Weizens exportieren GV-Weizen - wird sich unweigerlich von den Importländern leiten lassen.

Gleichzeitig glaubt Dougga nicht, dass sich Weizen in Bezug auf die Ablehnung der Verbraucher grundlegend von anderen GVO-Pflanzen unterscheidet, denn in allen Ländern, in denen Anti-GVO-Stimmungen existieren, beziehen sie sich hauptsächlich auf Lebensmittel, die die Menschen selbst essen zum Beispiel Tiere. „Selbst die aktivsten GVO-Gegner in Europa – Österreich, Frankreich, Deutschland – importieren gv-Mais und gv-Sojabohnen als Tierfutter“, stellt der Wissenschaftler fest.

Der Verbraucher sieht keinen Nutzen

„Es gibt keine einzige spezifische Eigenschaft für Weizen, die von großer Bedeutung ist. Darüber hinaus besteht in der Branche kein Konsens darüber, welches Merkmal das wertvollste wäre“, sagte William Wilson, Gentechnik-Weizenexperte und Professor an der North Dakota State University. Dmitry Miroshnichenko sagt, dass die Eigenschaften, die für die meisten anderen kommerziellen gv-Pflanzen gewonnen wurden – Herbizidresistenz und Insektenresistenz – für Weizen nicht relevant sind: „Diese beiden Eigenschaften sollten nicht an erster Stelle behandelt werden, da sie nur einen begrenzten kommerziellen Wert haben beim Weizenanbau. Als Monsanto 2004 in den Vereinigten Staaten die Erlaubnis ersuchte, herbizidtoleranten GV-Weizen anzubauen, zog man den Antrag zurück, gerade weil das GV-Merkmal wenig kommerziellen Wert hatte. Die ablehnende Haltung gegenüber dem Anbau von gv-Weizen in diesem Moment "überwältigt" den möglichen kommerziellen Erfolg", sagt der Wissenschaftler.

Die Eigenschaften, die man wirklich von GV-Weizen bekommen möchte, sind die gleichen Eigenschaften, mit denen Züchter zu kämpfen haben, bemerkt Miroshnichenko. „Erstens ist es die Resistenz gegen ungünstige Faktoren – je nach Anbaugebiet des Weizens entweder Trockenheit und hohe Temperaturen oder umgekehrt niedrige Temperaturen und Fröste sowie die Resistenz gegen erhöhten Salzgehalt im Boden, und so an. Die zweite Gruppe von Merkmalen, die sehr gefragt ist, ist die Resistenz gegen Phytopathogene, insbesondere gegen eine Reihe von Pilzkrankheiten, dies sind Fusarium, Rost, Mehltau und so weiter “, sagt er. In diesen Bereichen wird viel zu gv-Weizen geforscht, allerdings gibt es auch exotischere Ideen: In Australien entwickelt CSIRO beispielsweise Weizen, der durch den erhöhten Gehalt an Beta-Glucanen den Cholesterinspiegel im Blut senkt.

Bisher gibt es in diesen Bereichen keine eindeutigen Erfolge: Amerikaner, Europäer und Chinesen haben sich "auf einfachere Kulturen konzentriert, die schneller wirken würden", ergänzt Miroshnichenko. „Bei Weizen stellt sich seit langem die Frage, welches Merkmal gentechnisch so verändert werden kann, dass es unter ungünstigen Bedingungen einen wirtschaftlich spürbaren Effekt zur Ertragssteigerung bringt und gleichzeitig in günstigen Jahren die der Ertrag sinkt nicht. Im Vergleich zu anderen Kulturpflanzen, insbesondere bei zweikeimblättrigen, führt die Modifikation scheinbar gleicher Gene bei Weizen manchmal nicht zu den erwarteten Effekten “, sagt der Forscher.

Wilson stellt fest, dass in der Praxis jedes Merkmal, das die Erntequalität verbessert und die Kosten für die Landwirte senkt, sehr nützlich wäre. „Bauern möchten [GV-Weizen] … Dies könnte die Erträge steigern, Kosten und Risiken reduzieren und die Qualität verbessern. Aber Verbraucher sind in diesem Fall eine sehr laute Minderheit“, sagt der Wissenschaftler.

Gleichzeitig betrachtet Dougga das Problem in einem breiteren Rahmen: Bei den meisten GV-Pflanzen kommen heute ihre neuen vorteilhaften Eigenschaften den Erzeugern zugute, nicht den Verbrauchern. „Vielleicht könnte sich die Situation mit der Ablehnung von gv-Weizen ändern, wenn wir gv-Weizensorten mit Vorteilen für die Verbraucher hätten, zum Beispiel in Form von offensichtlichen gesundheitlichen Vorteilen“, schlägt der Wissenschaftler vor.

Die Zukunft von "CRISPR-Weizen"

Im November 2009 veröffentlichte die Zeitschrift Nature Biotechnology einen Artikel, in dem die Entwickler von gv-Pflanzen wieder einmal dem Weizen "zugewandt" wurden: Monsanto versprach bereits in diesem Jahrzehnt die ersten gv-Sorten und Bayer CropScience – diejenige, die heute gentechnische Veränderungen vorzieht Hybriden - zusammen mit dem australischen CSIRO geplant, sein Produkt bis 2015 auf den Markt zu bringen. Ein Jahrzehnt später sind die von N+1 befragten Wissenschaftler immer noch optimistisch, allerdings aus anderen Gründen.

„Ich denke, dass Biotech-Weizen sowieso erscheinen wird, denn die Forschung zum Genomic Editing mit CRISPR/Cas-Systemen hat die Entwicklung in diese Richtung in den letzten fünf Jahren angeregt. Ich denke, dass in naher Zukunft definitiv vielversprechende Sorten von Biotech-Weizen auftauchen werden, da es in China und den USA, analog zu Reis oder Mais, bereits recht gute Entwicklungen gibt“, sagt Miroshnichenko.

Auch William Wilson setzt seine Hoffnungen auf CRISPR/Cas und andere Technologien der Genompunkt-Bearbeitung: Seiner Meinung nach wird es mit "CRISPR-Weizen" besser. Dougga stimmt dem zu und zitiert den Wachsmais von Corteva AgriScience (früher bekannt als DuPont Pioneer), der sich auf den Markteintritt vorbereitet. Laut Miroshnichenko haben chinesische Wissenschaftler bereits über die Möglichkeit der genomischen Bearbeitung eines der Mlo-Weizen-Genloci berichtet, der indirekt für die Resistenz gegen Phytopathogene verantwortlich ist. "Aber es ist noch nichts darüber bekannt, wie sehr sich eine Veränderung dieses Gens auf den Ertrag der Pflanze und die Manifestation anderer Merkmale auswirkt, dies befindet sich noch im Studienstadium", bemerkt der Wissenschaftler. Ähnliche Studien gibt es in den USA. Eine andere Gruppe chinesischer Wissenschaftler zeigte, wie CRISPR / Cas helfen kann, die Schwierigkeiten mit hexaploiden Weizen zu überwinden, bei denen, um ein stabiles neues Merkmal zu erhalten, an allen Kopien des Gens die gleichen Änderungen vorgenommen werden müssen.

Schließlich hoffen die Wissenschaftler, dass CRISPR/Cas dazu beitragen wird, Hybridweizen zu entwickeln, der derzeit nicht auf dem Markt ist – es ist technisch schwierig, selbstbefruchtende Weizenhybriden in Serie zu produzieren. „Ich denke, diese Richtung hat großes Potenzial. Viele moderne Nutzpflanzen – Sojabohnen, Mais, Tomaten, Paprika usw. – sind allesamt Hybriden, die den Ertrag und die Widerstandsfähigkeit steigern können. Mit agrotechnischen Methoden können wir bereits sagen, dass wir die Schwelle zur Steigerung des Weizenertrags erreicht haben. Das Aufkommen von Hybriden wird dazu beitragen, die Erträge in Zukunft deutlich zu steigern “, sagt Miroshnichenko. Igor Chumikov von Syngenta macht auf Hybridweizen aufmerksam, der durch traditionelle Züchtungsmethoden gewonnen wird: Hybridweizen ermöglicht es ihm, "eine Qualität zu liefern, die viel höher ist als die Qualität von Sortenweizen". Syngenta entwickelt seit einigen Jahren Winter-Hybridweizen für die EU und erwartet, ihn "innerhalb der nächsten drei bis fünf Jahre" auf den Markt zu bringen, sagte Chumikov.

Zwar hat der Europäische Gerichtshof im Juli dieses Jahres CRISPR-Enthusiasten etwas verärgert, indem er solche Entwicklungen tatsächlich mit GVO gleichsetzte: Dies bedeutet offenbar, dass zumindest in einem großen und wichtigen Weizenmarkt die Probleme mit der Wahrnehmung solcher Produkte nicht verschwinden werden. Während die Welt herausfindet, was als genetische Veränderung gilt und was nicht, wird der "verbesserte" Weizen möglicherweise nie aus dem Teufelskreis herauskommen, in dem er von der gesamten Menschheit auf einmal genehmigt werden muss, und die Forderungen der Wissenschaftler "nicht" Weizen als Waise unter den gentechnisch veränderten Pflanzen lassen" wird nicht mehr gehört.

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