Grüne Gentechnik

Bei der Unterteilung der verschiedenen Sektoren der Gentechnik gibt die Farbe Aufschluss über die Einsatzgebiete. Die grüne Gentechnik beschäftigt sich mit der genetischen Modifikation von Pflanzen und allen Methoden und Fragen, die sich darum drehen.

Immer öfter hört man von genetisch veränderten Produkten aus der Landwirtschaft. Bei genetisch veränderten Lebensmitteln gehen bei den meisten die Alarmglocken los. Aber was hat es mit diesen genetisch modifizierten Pflanzen auf sich? Welche Risiken gibt sie und was ist das Pro und Contra von genveränderten Pflanzen?

Grüne Gentechnik – Definition

Die grüne Gentechnik wird auch als grüne Biotechnologie bzw. Agrogentechnik bezeichnet. Angewendet wird die grüne Gentechnik hauptsächlich in der Landwirtschaft und der Lebensmittelindustrie. Gentechnisch veränderte Pflanzen werden als transgene Pflanzen bezeichnet.

Neben der roten und weißen Gentechnik bildet die grüne Gentechnik einen der größten Sektoren in der Biotechnologie.

Grüne Gentechnik – Ziele

Die grüne Gentechnik bzw. Biotechnologie widmet sich der Optimierung von Pflanzen durch gentechnische Veränderungen. Zu den erstrebenswerten Eigenschaften und Zielen zählen verbessertes Wachstum, höhere Beständigkeit und Resistenzen gegen äußere Faktoren sowie eine verbesserte Aufstellung der Nährstoffe.

Grüne Gentechnik – Methoden und Verfahren

In der Gentechnik gibt es stets mehrere Methoden, die zum Ziel führen können. Das primäre Ziel ist hier immer das Einbringen von Genmaterial oder das Manipulieren des schon vorhandenen Erbguts. In der grünen Gentechnik werden die drei folgenden Methoden am häufigsten verwendet:

• DNA-Übertragung durch Vektoren
• Genkanone
• Protoplastentransformation

DNA-Übertragung durch Vektoren

Die Übertragung von DNA durch sogenannte Vektoren ist eine der gängigsten Methoden der grünen Gentechnik. Vektoren sind Transportmittel für genetisches Material und werden hauptsächlich zur genetischen Modifikation von Bakterien und Pflanzen genutzt.

Die vermutlich am häufigsten verwendeten Vektoren in der Gentechnik sind die sogenannte Plasmide. Plasmidvektoren sind ringförmige DNA-Strukturen, welche aus Bakterien isoliert werden. Im Labor können Plasmide mit gewünschten DNA-Fragmenten ausgestattet und anschließend wieder in andere Zellen integriert werden.

Bakterieller Vektor

In der Grünen Gentechnik macht man sich hier die Eigenschaften von Pflanzenpathogenen zur nutze. Agrobacterium tumefaciens ist für viele Gentechniker die erste Wahl, wenn es um das Einschleusen von DNA in Pflanzenzellen geht.

Es handelt sich um ein Bakterium, dessen natürliche Wirte Pflanzen sind. Diese haben die Fähigkeit, DNA in eine Pflanzenzelle zu integrieren und so eine Tumorbildung auszulösen. Diese Eigenschaft machen sich die Gentechniker*innen zunutze und verwenden das Bakterium, um DNA-Fragmente in Pflanzenzellen einzubringen.

Hierbei wird die tumorinduzierende Gensequenz des Bakteriums durch ein gewünschtes DNA-Fragment ausgetauscht, indem die gewünschte DNA durch ein Plasmid in das Bakterium eingebracht wird.

Genkanone (Gen Gun)

Eine andere Methode ist das Schießen von DNA-Fragmenten, was als Genkanone oder im Englischen als gene gun bezeichnet wird. Hierbei wird das gewünschte Genmaterial auf Gold- oder Wolframpartikeln fixiert und mit Gasdruck und einer speziellen Gerätschaft auf die Zelloberfläche geschossen. Je kleiner die Partikel sind, desto effizienter ist auch die Transformation. Kleine Partikel können nämlich besser durch die Zellmembran bzw. Zellwand gelangen.

Protoplastentransformation

Die letzte geläufige Methode des Gentransfers bei Pflanzen ist die sogenannte Protoplastentransformation. Hierbei werden sogenannte Protoplasten zum Gentransfer verwendet.

Für eine Protoplastentransformation wird zunächst der Protoplast aus einer Pflanzenzelle isoliert. Hierfür wird die Zellwand des Protoplasten durch Enzyme entfernt. Enzyme wie Cellulase und Pektinase werden verwendet, welche die Zellwand-Hauptbestandteile Cellulose und Pektin auflösen.

Danach wird das Erbgut entweder über einen kurzen Elektroschock oder über den Einsatz von PEG (Polyethylenglykol) in die Zelle eingeschleust. Beide Methoden machen die Zellmembran durchlässiger, sodass das genetische Material leichter in die Zelle eindringen kann. Es entsteht ein genetisch veränderter Protoplast. Aus diesem Protoplast kann nun eine transgene Pflanze gezüchtet werden.

Grüne Gentechnik – Pro und Contra

In jedem Bereich der Gentechnik gibt es Argumente, die sowohl für als auch gegen die Verwendung gentechnischer Methoden sprechen.

Grüne Gentechnik – Vorteile und Potenzial

Ein klarer Vorteil sind die verbesserten Erträge, die im Umkehrschluss die Wirtschaftlichkeit für Landwirte steigert. Außerdem können Resistenzen die Beschädigung durch Umwelteinflüsse wie Schädlinge minimieren. Dadurch kann der fragwürdige Einsatz von giftigen Pflanzenschutzmitteln (Pestizide) eingeschränkt werden.

Neben der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit haben die Erhöhung von den Erträgen und die Verbesserung der Resistenz gegen Umwelteinflüsse ein weiterer Vorteil bzw. ein weiteres Potenzial. Besonders in Entwicklungsländern, welche aufgrund klimatischer Bedingungen und geringer Entwicklung der Wirtschaft unter Nahrungsknappheit leiden, könnten transgene Pflanzen sinnvoll sein. Durch erhöhte Erträge, verbesserte Nährstoffe und erhöhter Resistenz könnten transgene Pflanzen Nahrungsknappheiten entgegenwirken.

Grüne Gentechnik – Nachteile und Risiken

Natürlich bringen Chancen jedoch auch immer Hindernisse mit sich. Das größte Problem ist, dass Risiken und Gefahren, welche von transgenen Organismen ausgehen, noch nicht ausreichen erforscht sind. So ist es z. B. nicht abzusehen, ob die gentechnischen Veränderungen ein Risiko für Umwelt oder Konsumenten bergen.

Während kritische Konsumenten besonders die Auswirkungen des Verzehrs von genetisch veränderten Produkten fürchten, schätzen viele Expert*innen diese Gefahr als gering ein. Das liegt daran, dass die enthaltenen Nährstoffe (Kohlenhydrate, Proteine, Fette, Mineralien und Vitamine) durch die genetische Modifikation nicht direkt verändert werden, sondern nur die Zusammensetzung bzw. die Menge beeinflusst wird.

Das viel größere Risiko, welches von transgenen Pflanzen ausgeht, sind negative Auswirkungen auf natürliche Lebensräume. Da transgene Pflanzen unter anderem resistenter gegen Umwelteinflüsse sind, haben sie einen Vorteil gegenüber natürlichen Pflanzen. Bei einer unkontrollierten Ausbreitung könnte es so zur Verdrängung von natürlichen Pflanzenarten mit großem Einfluss auf entsprechende Ökosysteme und deren Biodiversität kommen.

Pro und Contra – Tabelle

In folgender Tabelle sind die Pro und Contra Argumente für die gentechnische Veränderung von Pflanzen noch einmal kurz und knapp zusammengefasst: