Gentechnisch veränderte Pflanzen in der Umwelt. Einsatz in der ökologischen Landwirtschaft


Hausarbeit, 2020

16 Seiten, Note: 1,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Theoretische Grundlagen
2.1 Methoden der Pflanzenzüchtung mit Gentransfer
2.2 Definition GVP
2.3 Beispiele für GVP in der Landwirtschaft

3 Einsatz von GVP in der biologischen/ ökologischen Landwirtschaft

4 Risiken und Chancen von GVP in der ökologischen Landwirtschaft

5 Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Überblick über Methoden der Pflanzenzüchtung mit und ohne Gentransfer .

Abbildung 2: Unterschiedliche Wirklung auf eine unbehandelte (a) / behandelte (b) Zelle.

1 Einleitung

Sowohl in wissenschaftlichen und berufspraktischen Kreisen, als auch in öffentlichen Medien wurde über die letzten Jahrzehnte hinweg immer wieder das Thema diskutiert, inwiefern der Einsatz von sogenannter „Grüner Gentechnik“ möglich, sinnvoll und ethisch vertretbar sei. Der Diskurs wurde besonders durch Studien angeheizt, bei welchen Ratten beispielsweise nach der Verfütterung von transgenen Pflanzen ein erhöhtes Krebsrisiko aufwiesen (Cathomen: 2018: 69).

Im Folgenden soll dieser Diskurs schließlich mit dem Fokus auf die ökologische Landwirtschaft fortgesetzt und konkretisiert werden. Hierzu wird zunächst ein theoretischer Überblick über die verschiedenen Methoden der Pflanzenzüchtung mit Gentransfer, den Begriff der GVP und einige Beispiele dieser aus der Landwirtschaft aufgezeigt. Schließlich werden die hierbei beschriebenen Informationen im Kontext der ökologischen Landwirtschaft betrachtet und deren Risiken und Chancen abgewogen.

Im Zuge dieser Arbeit soll dabei nur auf den Einsatz dieser Methoden bei Nutzpflanzen eingegangen werden, da die Diskussion der genetischen Veränderungen von Lebeweisen einen deutlich größeren Umfang einnehmen würde. Teilweise wird jedoch in geringem Maße auf den Einfluss von genetisch veränderten Nutzpflanzen als Futtermittel bei Nutztieren eingegangen.

Abschließend wird im Zuge eines Fazits erneut auf die zentrale Fragestellung eingegangen, inwiefern die ökologische Landwirtschaft durch den Einsatz von genetisch veränderten Nutzpflanzen Vorteile zu erwarten hätte. Dabei werden sowohl Meinungen aus der Literatur zusammengefasst, als auch eine eigene Stellungnahme zum beschriebenen Thema verfasst.

2 Theoretische Grundlagen

2.1 Methoden der Pflanzenzüchtung mit Gentransfer

Je nach Literatur und deren Verfassungsdatum werden verschiedene Methoden als die zentralsten deklariert. Ryffel sieht hierbei die gezielte Mutagenese, Cisgenese, Intragenese und Transgenese in sterilen Pflanzen als vorherrschend (Ryffel: 2012: 176f). Messmer, jedoch das sogenannte RNAi, Plastiden Transformation und CRISPR-Cas9 (Messmer 2017: 14).

Die folgende Schilderung orientiert sich hierbei jedoch an der Gliederung durch Müller-Röber und Marx-Stölting, welche die Methoden der Pflanzenzüchtung zunächst in Methoden ohne Gentransfer: Klassische Züchtung und Nutzung von Sequenzdaten (SMART Breeding) und die Methoden mit Gentransfer, auf welche hierbei eingegangen werden soll. Diese umfassen Methoden, welche arteigene Gene oder Gene naher Verwandter verwenden: Cisgenetik (natürlich angeordnete regulatorische Sequenzen) und Intragenetik (Neukombination regulatorischer Sequenzen) und die Methode, bei der artfremde Gene verwendet werden: Transgenetik (Müller-Röber et al 2015: 313).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Überblick über Methoden der Pflanzenzüchtung mit und ohne Gentransfer (Müller-Röber u. (2015): 313).

- Cisgenetik: Unter Cisgenese versteht man eine Genveränderung, bei der externe Gene eingeführt werden. Für einen solchen Genaustausch muss es sich um zwei Pflanzen handeln, bei denen ein solcher auch natürlicherweise möglich ist. Denn eine solche Veränderung ist vergleichbar mit dem Einfügen eines Gens durch ein natürlichen Transposon. Dies kommt bei Pflanzen in der Natur sehr häufig vor. Bei der durch den Mensch hervorgerufenen Cisgenese wird das Gen an einer vordefinierten Stelle im Genom integriert. Dabei bleibt die ursprüngliche Struktur des Gens unverändert (Ryffel 2012: 176f).

Da es sich um einen künstlichen Gentransfer handelt, welcher genauso ebenfalls in der Natur vorkommen könnte, gibt es verschiedene Abhandlungen, welche die zentrale These vertreten, dass diese Art der Genmanipulation die natürlichste und damit ethisch vertretbarste sei. Jacobsen und Schouten der Wageningen university & research in den Niederlanden beschäftigen sich beispielsweise in ihrer Abhandlung mit den Entwicklungen der Landwirtschaft in den letzten Jahren und welchen positiven Effekt der Einsatz von Cisgenese im Vergleich zu anderen Methoden für diese haben könnte. Dabei spielt wie auch bei den meisten Diskussionen die Abwägung von Gefahren und ethische Überlegungen eine wesentliche Rolle (Jacobsen et al. 2007: 15-19).

- Intragenetik: Unter Intragenetik versteht man die Verwendung von neuen Genkombinationen, welche als Konstrukt einer Neuanordnung arteigener funktioneller Elemente erstellt wurden. Diese funktionellen Elemente können beispielsweise Promotoren, kodierte Regionen oder terminale Regionen sein. Hierbei werden meist keine Markergene verwendet oder diese im Nachhinein durch molekulare Techniken oder Auskreuzung wieder entfernt (Müller-Röber et al. 2015: 311f).

Die Intragenese zählt ebenso zu den Techniken, welche im Regulierungsbereich der GVO-Regulierung liegen (Sprink et al. 2018: 49).

Sie ähneln der Cisgenese, da auch hier Gensequenzen übertragen werden, welche in natürlicher Form in Pflanzen vorliegen, die Gene untereinander austauschen. Bei der Intragenese wird jedoch ein Genkonstrukt eingefügt, welches in der Ursprungspflanze nicht existiert, da es Elementer verschiedener Gene enthält, welche künstlich zusammengefügt wurden. Wie auch bei der Cisgenese handelt es sich um eine Kombination aus natürlichen Komponenten, welche theoretisch auch in der Natur zusammenfinden könnten (Ryffel 2012: 176f).

Gezielte Mutagenese: Unter gezielter Mutagenese versteht man sowohl eine Elimination bestimmter Chromosomstücke aus den jeweiligen Zellen, als auch eine Veränderung von Basenpaaren. Ziel einer solchen Mutagenese ist das Erzeugen von „erwünschten“ Mutationen, welche die Nutzpflanze in bestimmten Merkmalen verbessern (Klingmüller 1976: 10).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Unterschiedliche Wirklung auf eine unbehandelte (a) / behandelte (b) Zelle (Hoffmann et al. 2010: 62).

Abb.2: Unterschiedliche Wirklung auf eine unbehandelte (a) / behandelte (b) Zelle.

In Abb.1 kann der Unterschied der Wirkung von Salpeter Säure auf unbehandelte Zellen des Schimmelpilzes Neurospora crassa (a), im Vergleich auf Zellen einer Adenin-Mangelmutante desselben (b) gesehen werden (Klingmüller 1976: 11) Hierbei wird die unterschiedliche Resistenz der verchiedenen Zellen gegenüber der Säure sichtbar.

- Transgenetik Bei der Technik der Transgenese in sterilen Pflanzen handelt es sich um eine Abwandlung der bereits beschriebenen Methode der Transgenese. Auch hierbei handelt es sich um einen Genaustausch, wobei dieser nicht in natürlicher Form vorkommen kann. Es handelt sich bei um eine Neukombination aus verschienen Genen, welche in die Zielpflanze eingegeben wird. Dieses wird als Transgen bezeichnet. Da es sich hierbei um eine Mutation handelt, welche unter keinen natürlichen Umständen zustande kommen könnte, wird sie nur auf sterile Pflanzen angewendet. Diese können sich nicht selbstständig fortpflanzen, wordurch eine unkontrollierte Weitergabe und -entwicklung der Mutation verhindert werden soll. Die Sterilität wird durch verschiedene Methoden künstlich erzeugt (Ryffel 2012: 176f)

CRISPR-CAS: Zum Bereich der Transgenetik gehört unter anderem das CRISPR-CAS. Dabei kommt es zum Ansteuern und Schneiden bestimmter Stellen im Erbgut von Pflanzen. Im Zuge dessen werden Informationen zielgerichtet verändert. Es handelt sich bei CRISPR-CAS also um eine mulekulare Schwere (Cathomen et al. 2018: S.2f).

RNA Interferenz (RNAi): Auch die Technik des sogenannten RNAi wird diesem Bereich zugeordnet. Durch 21-25 nt lange doppelsträngige RNA Moleküle mit komplementärer Basenaequenz erfolgt eine spezifische Hemmung der Genexpression (Simmer et al. 2003: 77).

2.2 Definition GVP

Unter der Abkürzung der GVP versteht man genetisch veränderte Pflanzen. Darunter werden Pflanzen verstanden, welche unter den Methoden der Cisgenese, der Intragenese und Transgenese gezüchtet wurden (Müller-Röber et al. 2015: 310f).

Die begriffliche Abgrenzung von GVP ist jedoch ein stark diskutiertes Thema, da es u.a. Abhandlungen gibt, welche verschiedene Pflanzengruppen, bzw. Methoden unter welchen diese hergestellt wurden von dem Begriff der GVP ausgrenzen möchten. Auch gibt es verschiedene Vorschläge cisgene Pflanzen von den strengen Regulierungen der transgenen Pflanzen zu befreien, da die Herkunft der eingesetzten Gene auch einer anderen Gefahreneinschätzung bedürften (Müller-Röber et al. 2015: 312f). Als Beispiel hierfür können die Schilderungen nach Rovienski und Wasmer genannt werden:

Die Richtlinie 2001/18/EG regelt die Freisetzung genetisch veränderter Organismen in Europa. Nach Rovienski und Wasmer und ihrer Analyse im „Journal of consumer protection of food safety“ würde die Richtlinie Züchtungen, welche anhand von Mutagenese erzielt wurden von dem Begriff der GVP ausgeschlossen werden. Der Umgang mit unter Einsatz von Mutagenese hergestellter Züchtungen würde nicht durch die Richtlinie 2001/18/EG geregelt werden. Die Grundlage, auf welcher diese Behauptung diskutiert wird, würde den Rahmen dieser Arbeit jedoch übersteigen (Robienski et al. 135-138) Um die Erläuterungen in dieser Arbeit zu vereinfachen werden hierbei durch Mutagenese erzielte Züchtungen ebenso unter dem Begriff der GVP beschrieben.

2.3 Beispiele für GVP in der Landwirtschaft

Es gibt eine Vielzahl von landwirtschaftlich angebauten Pflanzen, welche durch gentechnologische Methoden bearbeitet werden. Im Folgenden soll ein kurzer Überblick über einige dieser, das bearbeitete Merkmal und verwendete Methode gegeben werden.

- Durch Cisgenese bearbeitet: Cisgenese Pflanzen haben eine höhere Resistenz bei der Erhaltung aller übrigen Sorteneigenschaften (v.a. Geschmack). Dies kann durch herkömmliche Kreuzung und Rückkreuzungsprogramme kaum erreicht werden. Zu diesem Bereich der GVP gehört beispielsweise die phytophthora resistente Kartoffel, der schorf-resistene Apfel und der feuerbrand-resistente Apfel (Messmer 2017: 3)

Bei den bereits erwähnten phytiphthora resistenten Kartoffeln (Erreger der Kraut- und Knollenfäule) wurden beispielsweise Gene nahverwandter Arten eingebracht, um die Resistenz zu erzielen. So werden ebenfalls austauschbare Gen-Kassetten entwickelt, die die Züchtung immer neuer cisgerner Pflanzen ermöglichen sollen. So soll in Analogie zu den jährlich wechselnden Grippe-Impfstoffen für den Menschen auch eine dementsprechende Anpassung im Bezug auf Nutzpflanzen und den dort vorherrschenden Krankheiten erfolgen können (Müller-Röber et al. 2015: 314).

- Durch Intragenetik bearbeitet: Ein Beispiel für intragenetisch veränderter Nutzpflanzen sind Apfelsorten, welche resistent gegen Apfelschorf sind. Dieser wird durch einen Pilz namens venturia inaequalis hervorgerufen (Müller-Röber et al. 2015: 314).
- Durch Transgenetik bearbeitet: Pflanzen, welche durch die Transgen-Methode (Transgenese) bearbeitet wurden sind beispielsweise die xanthomonas-resistente Banane, das Trockenheitsresistente Weidegras, die Kartoffel mit hohem Amylosegehalt und die Rebe mit hohem Anthozyangehalt (Messmer: 2017: 12ff).

Durch RNAi bearbeitet: Zu den durch RNAi bearbeiteten Pflanzen gehörten beispielsweise die virusresistente Cassava, fusarium-resistente Banane, virusresistente Kartoffel, Blattlaus und weise Fliege resistenter Weizen, Trockenheitsresistenter Raps, glutenfreies Weizen, Weizen mit hohem Amylosegehalt, Soja mit hohem Oelsäuregehalt, Tomate mit hohem Carotinoidgehalt, Kartoffel mit reduzierter Acrylamidbildung, Luzerne mit reduziertem Ligningehalt und der non-browning Apfel (Messmer 2017: 12ff).

Durch CRISPR-CAS9 bearbeitet: Durch CRISPR-CAS9 wurde beispielsweise Mais mit Amylopektin Stärke, Weizen mit Mehltaurenresistenz und Speisepilze ohne Braunverfärbung bearbeiten (Messmer 2017: 14). Die Besonderheit der CRISPR-Methode in der Landwirtschaft im Vergleich zum Anbau von beispielsweise Baumwolle ist diese, dass wie bereits im Zuge der Einleitung erwähnt wurde eine umfangreiche Diskussionsbereitschaft nicht nur bei Wissenschaftlern, sondern ebenso in der breiten medialen Berichterstattung besteht. Diese Diskussion hat weltweit, ebenso in Europa zu einem starken Rückgang im Anbau von transgenen Pflanzen geführt. In vielen Ländern, wie beispielsweise Deutschland ist der Anbau von transgenen Pflanzen nicht erlaubt (Cathomen 2018: 70).

3 Einsatz von GVP in der biologischen/ ökologischen Landwirtschaft

Im Folgenden soll der Einsatz von GVP im Hinblick auf die Grundprinzipien der biologischen Landwirtschaft beleuchtet werden.

- Gesundheitsverträglichkeit: Ryffel betont, dass es sich beispielsweise cis- und intragene Pflanzen in der gesundheitlichen Verträglichkeit nicht von der herkömmlicher Pflanzen unterscheiden, da sie nur Produkte enthalten, welche normalerweise auch in diesen vorkommen (Ryffel 2012: 178).

Als Positivbeispiel von genveränderten Nutzpflanzen im Bezug auf Gesundheitsverträglichkeit kann eine cisgene markerfreie Gerste genannt werden, welche eine erhöhte Aktivität des Enzymns Phytase aufweist. Dadurch kommt es bei dieser Nutzpflanze zu einer besseren Bioverfügbarkeit von Phosphat. So kann der künstliche Zusatz von Phosphaten bei Nutztieren in Futtermitteln reduziert oder sogar ganz ersetzt werden (Müller-Röber et al 2015: 315).

Bei transgenen sterilen Pflanzen jedoch würden nach Ryffel neue Produkte entstehen, bei denen eine negative Auswirkung auf die Gesundheit von Mensch und Tier erst nach umfangreichen Testungen ausgeschlossen werden kann (Ryffel 2012: 178).

Auch die Verbraucher scheinen genetisch veränderten Bio-Nutzpflanzen sehr kritisch gegenüber zu stehen. Die Auswertung einer nationalen Verzehrstudie von Bioprodukten in Deutschland zeigte, dass es unabhängig von wissenschaftlichen Erkenntnissen für die Konsumenten von Bioprodukten einen hohen Stellenwert einnimmt, ob die Produkte, die sie kaufen gentechnisch verändert wurden. So könnte im ökologischen Bereich von einem wirtschaftlichen Nachteil ausgegangen werden, sollten Produkte gentechnisch verändert werden (Hoffmann et al. 2010: 145).

[...]

Ende der Leseprobe aus 16 Seiten

Details

Titel
Gentechnisch veränderte Pflanzen in der Umwelt. Einsatz in der ökologischen Landwirtschaft
Hochschule
Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth
Veranstaltung
Raumbeobachtung
Note
1,0
Autor
Jahr
2020
Seiten
16
Katalognummer
V1000083
ISBN (eBook)
9783346394798
ISBN (Buch)
9783346394804
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Geoinformation, Gentechnik, Pflanzen, Mrna, Umwelt, Methoden der Pflanzenzüchtung mit Gentransfer, GVP, Beispiele für GVP in der Landwirtschaft
Arbeit zitieren
Ekrem Senol (Autor:in), 2020, Gentechnisch veränderte Pflanzen in der Umwelt. Einsatz in der ökologischen Landwirtschaft, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1000083

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