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Neue Züchtungsmethoden und Genome Editing in der Landwirtschaft

Neue Züchtungsmethoden wie Genome Editing ermöglichen präzise, gezielte Verbesserungen bei Pflanzen und unterstützen so eine produktive Landwirtschaft mit geringerem Ressourceneinsatz unter sich verändernden Umweltbedingungen.

Warum brauchen wir neue Züchtungsmethoden wie Genome Editing?

Die Landwirtschaft steht heute vor einer Vielzahl von Herausforderungen. Der Klimawandel verursacht Dürren, Hitzestress und veränderliche Anbaubedingungen. Eine zunehmende Anzahl von Landschädlingen und Pflanzenkrankheiten bedrohen die Erträge und die Pflanzenernährung.

Als Gesellschaft wollen wir nicht nur Nahrungsmittel für eine wachsende Bevölkerung sichern, wir müssen auch die wirtschaftliche, ökologische und soziale Nachhaltigkeit unserer Ernährungssysteme verbessern. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die deutliche Reduzierung von Betriebsmitteln wie Pflanzenschutzmitteln, Düngemitteln und Wasser. Um diese Herausforderungen zu meistern, bedarf es einer kontinuierlichen Verbesserung der Saatgutqualität.

Was sind die drei wichtigsten Ziele der modernen Pflanzenzüchtung?

Die moderne Pflanzenzüchtung konzentriert sich auf die Entwicklung von Kulturpflanzen, die mehr Produktivität bei geringerem Ressourceneinsatz ermöglichen. Die drei wichtigsten Ziele sind höherer Ertrag, verbesserte Resistenz und geringerer Inputbedarf.

Höherer Ertrag

… mehr Ertrag pro Hektar auf vorhandener landwirtschaftlicher Fläche hilft, natürliche Lebensräume und die biologische Vielfalt zu schützen.

Erhöhte Resistenz

… eine verbesserte Resistenz gegen Schädlinge und Krankheiten kann dazu beitragen, den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu verringern und Erträge zu sichern.

Geringer Verbrauch

… von Wasser, Dünger und Pestiziden, um Ressourcen zu schonen, die Lebensmittelqualität zu verbessern und die Umwelt zu schützen.

Was ist Genome Editing?

Genome Editing ist eine Züchtungsmethode, die von Forschern und Züchtern genutzt werden kann, um gezielte und spezifische Veränderungen in der DNA einer Pflanze vorzunehmen.

Natürliche Mutationen: die Grundlage der Vielfalt

DNA-Brüche und -Reparaturen treten in der Natur spontan und häufig auf und verursachen natürliche Mutationen in Zellen. Diese natürlichen Mutationen sorgen dafür, dass sich Organismen im Laufe der Zeit an neue oder schwierige Bedingungen anpassen und sich daher allmählich ändern können, weshalb wir heute eine reiche Artenvielfalt erleben.

Wie funktioniert Genome Editing in Pflanzen?

Genome Editing ersetzt diese „spontanen“ Mutationen durch Präzision, indem es das Genom an einer vordefinierten Position schneidet und so den Reparaturmechanismus der Zelle anregt. Dies wiederum beeinflusst die Ausprägung bestimmter Merkmale der Pflanze.

Wofür kann Genome Editing in der Pflanzenzüchtung eingesetzt werden?

Forscher können gezielt die Eigenschaften von Genen identifizieren, die Pflanzen robuster und/oder produktiver machen können. Sobald ein Gen identifiziert wurde, kann Genome Editing verwendet werden, um die Resistenz einer Kulturpflanze gegen eine Krankheit, ihre Klimatoleranz, ihren Nährwert, ihre Verdaulichkeit oder ihren Geschmack zu verbessern.

Lassen sich genome-editierte Pflanzen von natürlichen Mutationen unterscheiden?

Die Ergebnisse des Editierens im Genom lassen sich auf eine Mutation zurückführen – ob dies mit konventionellen Züchtungsmethoden, mit Genome Editing oder auf natürliche Weise entstanden ist, könnte aber nicht festgestellt werden.

Wie funktioniert Genome Editing in Pflanzen?

1

Suchen

Ein Enzym (Nuklease) wird an die gewünschte Stelle im Genom geleitet.

2

Schneiden

Die Nuklease schneidet die DNA genau und erzeugt einen Doppelstrangbruch.

3

Reparieren

Während das zelleigene Reparatursystem die DNA wieder miteinander verschmilzt, können Sequenzen gelöscht oder hinzugefügt werden.

Wird bei Genome Editing fremde DNA in Pflanzen eingebracht?

In den meisten Fällen wird bei Genome Editing in der Pflanzenzüchtung keine fremde DNA eingebracht. Der heute am häufigsten verwendete Ansatz, SDN-1, erzeugt sehr kleine, gezielte Veränderungen in der pflanzeneigenen DNA, ohne zusätzliches genetisches Material einzufügen. Die daraus entstehenden Pflanzen sind nicht-transgen und vergleichbar mit Pflanzen aus konventioneller Züchtung.

Einige Anwendungen des Genome Editing können jedoch gentechnisch veränderte Pflanzen erzeugen, wenn fremde Gene eingebracht werden.

Welche verschiedenen Genome-Editing-Methoden und Ergebnisse gibt es?

Je nach gewünschter Kulturpflanze oder Eigenschaft können verschiedene Formen des Genome Editing eingesetzt werden, die eine große Vielseitigkeit bei der Veränderung der Gene bieten. Zinkfinger, TALEN und CRISPR/Cas können auf vielfältige Weise eingesetzt werden. Aus regulatorischer Sicht ist es daher wichtig, das mit diesen Methoden erzeugte Endprodukt differenziert zu bewerten.

Wie unterscheidet sich Genome Editing von konventioneller Pflanzenzüchtung?

Neue Züchtungsmethoden wie Genome Editing stellen eine wichtige Weiterentwicklung der modernen Pflanzenzüchtung dar, denn sie ermöglichen eine Verkürzung des Züchtungsprozesses.

Warum dauert konventionelle Pflanzenzüchtung so lange?

Die konventionelle Pflanzenzüchtung ist ein langwieriger Prozess, der je nach Kulturpflanze bis zu 25 Jahre dauern kann, bevor den Landwirten eine verbesserte Sorte zur Verfügung steht. Außerdem ist der Ablauf oft sehr komplex, da bei jeder Kreuzung sowohl erwünschte (z. B. Schädlingsresistenz) als auch unerwünschte Eigenschaften (z. B. geringerer Ertrag) übernommen werden können.

Wie macht Genome Editing die Pflanzenzüchtung präziser und schneller?

Genome Editing ermöglicht es Forschern und Züchtern, erwünschte Eigenschaften durch kleine, gezielte Veränderungen einzuführen, ohne dabei unerwünschte Eigenschaften mit zu übernehmen - was die Entwicklung neuer Pflanzensorten mit einer Zeitersparnis von 20-30 % im Vergleich zu konventionellen Züchtungsmethoden ermöglicht.

Warum Geschwindigkeit in der modernen Landwirtschaft entscheidend ist

Geschwindigkeit ist entscheidend, denn Klimawandel, Schädlinge und Pflanzenkrankheiten sind allesamt schnelllebige Herausforderungen für die Landwirtschaft, die rasche Lösungen erfordern.

Genome Editing kann dazu beitragen,diesen Prozess zu beschleunigen, indem präzisere und gezieltere Züchtungsansätze möglich werden.

Wie sind neue Züchtungsmethoden und Genome Editing derzeit reguliert?

Es gibt keinen weltweit harmonisierten Rechtsrahmen für neue Züchtungsmethoden. Länder und Regionen verfolgen unterschiedliche Ansätze: Manche bewerten die eingesetzte Züchtungsmethode, andere die Eigenschaften der daraus entstandenen Pflanze oder eine Kombination aus beiden Ansätzen. Diese Regelungen entwickeln sich weiter, parallel zum wissenschaftlichen Erkenntnisstand und zu den nationalen rechtlichen Rahmenbedingungen.

Wie ist Genome Editing in der EU reguliert?

In seinem Urteil aus dem Jahr 2018 stufte der Europäische Gerichtshof alle Pflanzen, die mit Hilfe Neuer genomischer Techniken entwickelt wurden, als gentechnisch veränderte Organismen (GVO) ein, die den strengen EU-Rechtsvorschriften für GVO unterliegen, auch wenn die Pflanzen mit denen aus konventioneller Züchtung identisch sind und keine fremde DNA enthalten. In der Praxis stellte dies ein Hindernis für den Einsatz von Genome Editing in der kommerziellen Pflanzenzüchtung in der EU dar.

Warum wurde die EU-Gesetzgebung angepasst?

Vor dem Hintergrund dieses Urteils hat der Rat der Europäischen Union die EU-Kommission aufgefordert, eine Studie vorzulegen, die den aktuellen Stand und die Bedingungen für den Einsatz neuer Züchtungsmethoden bewertet. Die im April 2021 veröffentlichte Studie schlussfolgert, dass die damalige Regelung nicht zweckmäßig war und dass Neue Genomische Techniken das Potenzial haben, zu einem nachhaltigeren Lebensmittelsystem als Teil der Farm-to-Fork-Strategie beizutragen.

Nach einer Folgenabschätzung und einer Reihe öffentlicher Beratungen hat die EU-Kommission am 5. Juli 2023 einen Gesetzesvorschlag für Pflanzen veröffentlicht, die durch gezielte Mutagenese und Cisgenese entwickelt wurden. Dieser Vorschlag führte ein differenziertes Regulierungssystem für Neue genomische Techniken ein, mit einem gesonderten Weg für „konventionell vergleichbare“ Pflanzen, und leitete die formellen Verhandlungen zwischen Rat und Europäischem Parlament ein.

Wie funktioniert der neue EU-Rechtsrahmen für NGT-Pflanzen?

Die neue EU-Verordnung zu NGT-Pflanzen wurde im Juni 2026 formell verabschiedet. Der neue Rahmen unterscheidet zwischen verschiedenen Kategorien von NGT-Pflanzen auf Basis definierter Kriterien.

Kategorie 1 NGTs könnten auch natürlich entstehen oder durch konventionelle Züchtung hervorgebracht werden und werden anhand spezifischer Kriterien bewertet. Die Einhaltung dieser Kriterien wird von nationalen Behörden oder von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) überprüft. Für diese Pflanzen ist keine Zulassung nach dem EU-Gentechnikrecht erforderlich, und sie werden ähnlich wie konventionell gezüchtete Pflanzen reguliert.

Kategorie 2 NGTs sind solche, die die Kriterien für Kategorie 1 nicht erfüllen. Für diese Pflanzen gelten weiterhin die bestehenden GVO-Vorschriften, einschließlich Risikobewertung und Zulassungsverfahren.

Ab wann ermöglicht der neue EU-Rahmen den Einsatz von NGT-Pflanzen auf dem Markt?

Der neue Rahmen wird wirksam, sobald die relevanten delegierten Rechtsakte und Durchführungsrechtsakte verabschiedet sind. Wir gehen davon aus, dass die ersten Anträge zur Verifizierung von NGT-Pflanzen der Kategorie 1 in der zweiten Jahreshälfte 2028 eingereicht werden können.

Die aktualisierten Regeln schaffen mehr Klarheit und ermöglichen den Einsatz von Genome Editing bei Pflanzen in der EU unter definierten Bedingungen. Damit nähert sich der Rechtsrahmen den Ansätzen an, die in anderen Regionen bereits gelten.

Mehr zu neuen Züchtungsmethoden und Genome Editing

  • Executive Summary of the EU Commission study

  • Full version of the EU Commission study

  • Broothaerts et al. 2021. New Genomic Techniques: State-of-the-Art Review. EU Comission Joint Research Centre.

  • Factsheet: EU’s rules on New Genomic Techniques

  • Gene editing and agrifood systems – FAO issue paper

  • EU SAGE – European Sustainable Agriculture through Genome Editing

Ihr Ansprechpartner

Gina Wied
Gina Wied
Lead of Corporate Communications Global Marketing & Communications
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