Neue Techniken der Pflanzenzüchtung

Die Gentechnologie befindet sich in stetem Wandel. Das BLW als Kompetenzzentrum des Bundes verfolgt diese Veränderungen in engem Kontakt zu den Fachleuten.

Entwicklung der Pflanzenzüchtungstechniken
Seit dem Aufkommen der Landwirtschaft im Neolithikum züchten Landwirte Saatgut. So entstand langsam und mittels schrittweiser Einkreuzung über natürliche Vermehrungswege die Pflanzenzüchtung. Die Züchtung der verbreitetsten Ackerkulturen wie Weizen oder Mais ist das Ergebnis eines langen Einkreuzungsprozesses von Pflanzen derselben Art oder derselben Familie. Erst mit der Entschlüsselung des genetischen Codes zu Beginn des 20. Jahrhunderts entstand eine Wissenschaft der Pflanzenzüchtung.

Mit der Entstehung der Molekularbiologie vor rund dreissig Jahren wurde theoretisch die Übertragung jedes beliebigen Genmaterials von einer Art zur anderen möglich, unabhängig von dessen Herkunft oder Zweck. In den 1990er-Jahren entstand eine erste Generation von gentechnisch veränderten Pflanzen (GVP), deren Verwendung grob in drei Parameter gefasst werden kann:

  • 3 Pflanzen: Soja, Baumwolle und Mais machen weltweit 90 % der GVO-Kulturen aus;
  • 3 Hauptländer: USA, Kanada und Argentinien;
  • 2 Eigenschaften: Herbizidresistenz und/oder Insektizidproduktion.

Ihr Anbau ist in der Schweiz bis heute durch ein Moratorium verboten. Bestimmte GVP sind als Lebens- oder Futtermittel zugelassen.

Genom-Editierung
In den letzten fünf Jahren wurden verschiedene neue Technologien entwickelt, die eine sehr präzise Veränderung des Genoms von Pflanzen ermöglichen. Die vielversprechendste und kostengünstigste Methode ist das sogenannte «Genome Editing». Sie basiert auf einem Enzymsystem (CRISPR-CAS) und verändert Genome mit noch nie dagewesener Präzision. Mittels dieser Techniken kann jeder beliebige Teil des Genoms ausgewählt und verändert werden, ohne «Spuren» dieser Manipulation zu hinterlassen, wodurch die bis anhin deutliche Abgrenzung zwischen GVP und nicht-GVP verwischt wird.

GVP in der Schweiz
In der Schweiz werden GVP von Fall zu Fall nach den Bestimmungen des Gentechnikgesetzes (GTG, SR 814.91) beurteilt. GVO werden in diesem Gesetz folgendermassen definiert: «Gentechnisch veränderte Organismen sind Organismen, deren genetisches Material so verändert worden ist, wie dies unter natürlichen Bedingungen durch Kreuzen oder natürliche Rekombination nicht vorkommt.» (SR 814.91, Art. 5 Abs. 2). Ein Moratorium verbietet den Anbau von GVO in der Schweiz, aber es ist möglich, einige Arten von GVO-Pflanzenmaterial für die Tierfütterung zu importieren (SR 916.307.11). Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass die Beurteilungsstandards und Verpflichtungen bezüglich des Risikomanagements sich in Abhängigkeit davon, ob die fragliche Pflanzensorte gemäss GTG als GVO gilt oder nicht, unterscheiden.

Rechtsbeurteilung der Genom-Editierung
Mit dem Aufkommen dieser neuen Züchtungstechnologien wird die Auslegung und Anwendung des Gesetzes schwieriger. Der Bundesrat schuf in seinem Entscheid vom 30. November 2018 die Grundlagen für eine Anpassung des bestehenden Rechts an die Gentechnologien der neusten Generation. Er hält fest, dass diese neuen Technologien zwar in technischer und rechtlicher Hinsicht grundsätzlich als gentechnische Verfahren klassifiziert werden können, aber noch nicht klar ist, «ob die so hergestellten Produkte entsprechend der heutigen Gesetzgebung als gentechnisch veränderte Organismen gelten oder nicht.»

Der Bundesrat führt weiter aus: «Die zuständigen Bundesstellen werden nun klären, wie sich die neuen gentechnischen Verfahren und die damit hergestellten Produkte entsprechend den Risiken für Menschen, Tiere und Umwelt kategorisieren lassen. Vorgesehen ist, dass die rechtlichen Grundlagen erweitert werden durch unterschiedliche Anforderungsstufen für die verschiedenen Kategorien. Dabei sollen auch die zukünftigen Entwicklungen in der Gentechnologie abgedeckt werden. Spezifische Normen und Standards werden in einer zweiten Phase diskutiert werden.»

Insbesondere die gesetzlich vorgeschriebene Etikettierung mit dem Vermerk «gentechnisch verändert» erscheint für genomeditierte Produkte unzureichend, da ihre Rückverfolgbarkeit nicht in gleicher Weise wie bei transgenen GVO erfolgen kann.

Rückverfolgbarkeit von genomeditierten Produkten: eine technische Herausforderung
Das Inverkehrbringen transgener Sorten in Europa geht mit der Verpflichtung für die Hersteller einher, eine zuverlässige und sensitive Nachweismethode zu entwickeln und zur Verfügung zu stellen. Diese Methoden basieren auf der quantitativen PCR (Polymerase-Kettenreaktion) und ermöglichen die Identifizierung und Quantifizierung allfälliger sehr niedriger Kontaminationen (in der Grössenordnung von 0,1 %) auf der Grundlage der Sequenzen des Transgens («neue», für dieses Ereignis spezifische DNA). Labors, die mit diesen Kontrollen beauftragt sind (wie bspw. das Labor FeedBio von Agroscope Posieux für die Schweizerische Eidgenossenschaft), wenden diese Tests seit fast zwanzig Jahren an, wobei sie sich regelmässig an neue GVP anpassen, die auf den Markt kommen.

Bei den neuen Generationen von GVP, deren Genveränderung subtil sein kann, das heisst, dass ein oder wenige Nukleotide unter den Milliarden von Nukleotiden, die naturgemäss in einem Genom vorhanden sind, verändert werden, ist es schwierig, diese Genveränderungen mittels herkömmlicher Methoden zu erkennen. Verschiedene alternative Techniken zur PCR, wie zum Beispiel die Hochleistungssequenzierung oder die Identifizierung von Biomarkern mittels Metabolomik, könnten schliesslich einen umfassenderen Nachweis gentechnischer Veränderungen, wie klein auch immer, ermöglichen. Allerdings sind diese Techniken und ihre Weiterführungen (z. B. die Erkennung mittels Deep-learning-Software) von der Verfügbarkeit von Referenzdaten abhängig. Eine der Herausforderungen der Identifizierung wird auch darin bestehen, wie bis anhin solide und zuverlässige Ergebnisse liefern zu können, die gegebenenfalls vor Gericht standhalten.

Weiterführende Informationen

Letzte Änderung 15.06.2020

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