Runder Tisch zur Pflanzengenetik

Nach dem Verbot des Anbaus der gentechnisch veränderten Maislinie MON 810 in Deutschland wird das Thema Grüne Gentechnik in Politik und Gesellschaft kontrovers diskutiert. Bundesministerin Schavan hatte zu einer Versachlichung der Debatte aufgerufen und Vertreter aus Politik, Wissenschaft, Wirtschaft, Verbänden und Kirchen zum Runden Tisch zur Pflanzengenetik eingeladen.

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Die Veranstaltungsreihe Runder Tisch, die am 20. Mai 2009, 22 Juli 2009, 8. Juni 2010 und letztmalig am  7. Juli 2010 viermal stattgefunden haben, ist ein sachorientierter Dialog über Fragen der Nutzung und Weiterentwicklung der Grünen Gentechnik.

1. Runder Tisch Pflanzengenetik, 20. Mai 2009

Zum erstmals einberufenen Runden Tisch, der in der Landesvertretung von Nordrhein-Westfalen auf Initiative von Bundesforschungsministerin Annette Schavan und Bundeslandwirtschaftsministerin Ilse Aigner stattfand, waren rund 30 Vertreter aus Politik, Wissenschaft, Wirtschaft, Verbänden und Kirchen eingeladen. In einer kontroversen Diskussion stellten Firmen wie KWS oder BASF ihre Sicht der aktuellen Situation ebenso dar, wie Pflanzenforscher aus öffentlichen Forschungseinrichtungen, Vertreter der evangelischen und katholischen Kirche sowie Verbände wie der Bund Ökologische Lebensmittelwirtschaft (BÖLW) oder der Deutsche Naturschutz-Ring (DNR).
Sowohl Gegner als auch Befürworter der Grünen Gentechnik hoben die Bedeutung der Forschung hervor. Bundesforschungsministerin Annette Schavan lobte die Expertenrunden für ihr "Bemühen um eine sachliche Diskussion". Landwirtschaftsministerin Ilse Aigner betonte, die Biotechnologie könne einen Beitrag leisten, Energie und Ressourcen zu sparen, gesünderes Tierfutter oder Pflanzen der Zukunft zu erzeugen.

2. Runder Tisch Pflanzengenetik, 23. Juli 2009

Beim zweiten Runden Tisch zur Pflanzengenetik, der am 22. Juli im Gartenhaus des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) stattfand, wurde ausführlich ein Neun-Punkte-Katalog zur ökologischen Sicherheitsforschung diskutiert, den die Verbände DNR, BÖLW, Naturschutzbund Deutschland (NABU), Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND), Greenpeace sowie die Vereinigung Deutscher Wissenschaftler (VDW) zwei Tage zuvor in Berlin präsentiert hatten und darin Themen ansprechen, die aus ihrer Sicht in der bisherigen Sicherheitsforschung zu gentechnisch veränderten Pflanzen gar nicht bzw. zu wenig berücksichtigt werden. In der Debatte ging es auch um die Frage, welche Rolle gentechnisch veränderte Pflanzen sowie die konventionelle Landwirtschaft generell im Vergleich zum ökologischen Landbau einnehmen. Weiterhin stellte das BMBF eine Bestandsaufnahme bisheriger Aktivitäten in der Agrar- und Pflanzenforschung vor.

3. Runder Tisch Pflanzengenetik, 8. Juni 2010

Wie lassen sich künftig neun Milliarden Menschen trotz Klimawandel ernähren? Welchen Beitrag kann die Pflanzenbiotechnologie leisten und welche Alternativen gibt es? Wie kann sich Deutschland auf internationaler Ebene einbringen? Das waren die Hauptthemen des dritten Runden Tisches Pflanzengenetik, zu dem Bundesforschungsministerin Annette Schavan am 8. Juni  2010 ins BMBF geladen hatte.  Mit dabei war auch Robert Kloos, Staatssekretär im  Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz  (BMELV) sowie ein Vertreter des Bundesministeriums für Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ). Die Teilnehmer waren sich einig, dass zur Sicherung der Welternährung  ein "systemarer" Ansatz erforderlich ist, der viele Faktoren in den Blick nimmt und nicht nur für, sondern auch mit den Landwirten Lösungen entwickelt. Kontrovers diskutiert wurde der konkrete Umgang mit der Pflanzenbiotechnologie. Schavan kündigte für Herbst 2010 eine neue Förderinitiative an, um die Kooperation deutscher Forscher mit Entwicklungsländern in Ernährungsfragen zu intensivieren. Dies soll in Abstimmung mit dem Bundeslandwirtschaftsministerium und dem Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) sowie unter Berücksichtigung der Diskussion beim Runden Tisch geschehen.

4. Runder Tisch Pflanzengenetik, 7. Juli 2010

Beim vierten und letzen Runden Tisch Pflanzengenetik am 7. Juli 2010, den Georg Schütte, Staatssekretär des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, moderierte, stand das Thema biologische Sicherheitsforschung im Vordergrund. Auf der Grundlage diverser Thesenpapiere, die dazu von mehreren Teilnehmern des Runden Tisches erarbeitet wurden (siehe rechts unter Dokumente), ging es vor allem darum, wie die Sicherheitsforschung künftig verbessert werden könnte. Dabei wurde ein angemessener Zugang zu Daten- und Versuchsmaterial, der Blick auf ökosystemische Wirkungen von gv-Pflanzen sowie die Entwicklung verbesserter Methoden und Indikatoren gefordert. Staatssekretär Schütte kündigte für Ende des Jahres die Fortsetzung der Förderung zur biologischen Sicherheitsforschung an. Er sicherte zu, die Vorschläge der Teilnehmer bei der Ausgestaltung dieser Förderinitiative zu berücksichtigen.

Doch was verbirgt sich eigentlich hinter der Grünen Gentechnik? Wie ist sie im Kontext der modernen Biotechnologie einzuordnen? Wo wird sie bereits verwendet und welche Potenziale gibt es? Hier erhalten Sie Hintergrundinformationen zu biotechnologischen Methoden und zum aktuellen Stand der Grünen Gentechnik.

1. Was ist Gentechnik?

Die Gentechnik ist eine von vielen Methoden, die zum Werkzeugkasten der modernen Biotechnologie gehören. Die Biotechnologie wird als Anwendung von Naturwissenschaft und Technologie an lebenden Organismen, deren Teilen, Produkten oder Modellen verstanden. Die Pflanzenbiotechnologie bedient sich moderner Methoden der Biochemie, Systembiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie (-omics) und Verfahrenstechnik, um Nutzpflanzen zu verbessern, pflanzliche Inhaltsstoffe (Phytochemikalien, Sekundärmetabolite) oder Fasern zu gewinnen oder um pflanzliche Enzyme bzw. Wirkprinzipien für neue Anwendungsbereiche zu erschließen. Man spricht von gentechnischen Verfahren, wenn das Erbgut (Desoxyribonukleinsäure, DNS) von Organismen oder Zellen gezielt verändert wird. Der Begriff Gentechnik umfasst also die Veränderung und Neuzusammensetzung von DNS-Sequenzen im Reagenzglas oder in lebenden Organismen sowie das künstliche Einbringen von DNS in lebende Organismen. Ein solcher Vorgang wird auch als Rekombination bezeichnet und kommt auch in der Natur vor. So wird bei der Kreuzung von Pflanzen das Erbgut von Vater- und Mutterpflanze zusammengebracht und von der Natur durch Rekombination neu gemischt. Diese Neuverteilung des genetischen Materials bildet die Basis für die natürliche genetische Variabilität aller Organismen. Für Pflanzenforscher ist die Gentechnik eine wertvolle Methode, um die Züchtung neuer Sorten voranzutreiben. Um sie hervorzubringen, muss das Genom (die Gesamtheit der Erbinformationen) der Pflanzen verändert werden. Dies war schon vor Tausenden von Jahren so.  Schon damals waren Pflanzen mit Erbgutveränderungen (Mutationen) besonders interessant für die Züchtung von Nutzpflanzen. Nur konnten sich die Bauern dabei nicht am Genom, sondern lediglich am äußeren Erscheinungsbild, dem sogenannten Phänotyp, orientieren. Aber auch sie nutzten zufällige, nützliche Mutationen - und wählten nach äußerlichen Kriterien diejenigen Pflanzen für eine Weiterzucht aus, die am besten geeignet erschienen. Auf diesem Weg hat sich durch sorgsames, aber sehr langwieriges Kreuzen und Rückkreuzen die genetische Zusammensetzung von Pflanzen stark verändert. So wurde der Weg geebnet z.B. für süße Äpfel und große Maiskolben, wie wir sie heute als Produkte von Nutzpflanzen kennen.

Kleine Geschichte der Gentechnik
Was beim Kreuzen auf genetischer Ebene passiert, blieb lange im Verborgenen - bis Gregor Mendel schließlich im 19. Jahrhundert mit seiner Vererbungslehre die Grundlage für die heutige moderne Genetik legte. Ein weiterer wichtiger Meilenstein war die Entdeckung der Desoxyribonukleinsäure (DNS) durch James Watson und Francis Crick im Jahr 1953. Das Wissen um die Zusammensetzung des Erbguts aus Nukleinsäuren - den Grundbausteinen des Lebens - hat gentechnische Methoden überhaupt erst möglich gemacht. 1973 übertrugen Forscher schließlich erstmals DNS von einer Lebensform in eine andere: Die US-amerikanischen Forscher Stanley Cohen und Annie Chang an der Stanford University und Herbert Boyer an der University of California in San Francisco integrierten virale DNS ins Erbgut des Bakteriums Escherichia coli - der erste sogenannte rekombinante Organismus war geschaffen: die Geburtsstunde der Gentechnik.

Die Gentechnik ist wesentlicher Teil der Biotechnologie. Diese wiederum umfasst noch sehr viel mehr Methoden. Hierzu gehören u.a. die Analyse, gezielte Herstellung oder funktionelle Nutzung von Molekülen, ganzen Zellen oder Organismen. Die Biotechnologie ist aber eigentlich schon eine sehr alte Wissenschaft, weil die Nutzung lebender Organismen für die Lebensmittelherstellung vom Menschen bereits seit Jahrtausenden praktiziert wird (z.B. beim Bier brauen oder Brot backen).

Unter deutscher Leitung wird derzeit das Genom der Gerste entschlüsselt.
Quelle: Rainer Sturm/pixelio.de

Mit der Entschlüsselung von ganzen Genomen eröffnen sich heute jedoch ganz neue, zielgerichtetere Möglichkeiten. Einen großen Innovationsschub leistete beispielsweise die vollständige Erbgut-Entschlüsselung der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), die im Jahr 2000 gelang. Das Reisgenom wurde schließlich 2002 entziffert - ebenfalls ein Meilenstein in der Pflanzengenomforschung. Derzeit arbeiten Forscher - unter deutscher Leitung und mit Unterstützung des BMBF - an der Entschlüsselung des Gerstengenoms.

Für die Pflanzenzüchter von heute bedeuten die Daten von Erbgutsequenzen vor allem eine Zeitersparnis, größere Effizienz und geringere Kosten. Sind bestimmte nützliche Eigenschaften von Pflanzen nämlich auf genetischer Ebene verstanden, die verantwortlichen Gene im Erbgut lokalisiert und kartiert, lässt sich dieses Wissen in der Züchtung gezielt einsetzen.

2. Methoden der Pflanzenzüchtung

Mit der ersten Auslese von Urformen des Weizens im fruchtbaren Zweistromland begann vor etwa 12.000 Jahren die Pflanzenzüchtung. Über Jahrtausende wurden die Werkzeuge der Pflanzenzüchtung weiterentwickelt, um bessere Sorten und hochwertiges Saatgut zu erzeugen. Heute bedienen sich die Züchter verschiedener Methoden, um ihre Ziele zu erreichen. Diese  Ziele sind bis heute gleich geblieben: Züchter wollen die genetische Zusammensetzung von Pflanzen so verändern, dass am Ende möglichst ertragreiche Sorten mit nützlichen Eigenschaften entstehen.

Die klassische Züchtung ist dabei ein langwieriger Prozess der Selektion (Auslese). Er zeichnet sich durch ständiges Kreuzen und Rückkreuzen aus. So wird bei der heute überwiegend angewendeten Kombinationszüchtung das gesamte Erbgut zweier Kreuzungseltern neu vermischt und nach den Mendelschen Gesetzen auf die Nachkommenschaft verteilt. Die Nachkommen werden über mehrere Generationen gezielt entsprechend des vorher festgelegten Zuchtziels ausgelesen. Dabei werden bei der Züchtung einer neuen Sorte drei Phasen unterschieden:

• Schaffung von genetischer Variation durch Kreuzung von Pflanzen
• Auslese von Nachkommen mit den gewünschten Eigenschaften
• Vermehrung und Erhaltung der neuen, selektierten Pflanzen

Dieser Prozess der Kreuzung und Auslese ist sehr mühsam. Bis eine neue Sorte entwickelt ist, können mitunter Jahrzehnte oder mehr vergehen. So hat es mit klassischer Züchtung gut zwanzig Jahre gedauert, um Rapssorten mit guten Ertrags- und Anbaueigenschaften zu züchten, die keine Erucasäure sowie nur wenig Glucosinolat enthalten. Dies war Vorraussetzung dafür, dass Rapsöl überhaupt als Speiseöl für den Menschen verwendet werden kann. Zuvor galt Rapsöl als ungenießbar.

Das Problem: Immer wieder müssen durch Kreuzungen entstandene, weniger erwünschte Eigenschaften gezielt wieder herausgekreuzt werden. Solche Rückkreuzungen kosten Zeit und sind arbeitsintensiv.  Darüber hinaus besteht ein sehr großer Zeitaufwand darin, die einmal gezüchteten Pflanzen im Testanbau heranzuziehen und auf ihre tatsächliche Praxistauglichkeit im Feld zu überprüfen. Erst dann wird ersichtlich, ob eine Pflanze tatsächlich die gewünschte Eigenschaft besitzt oder nicht.

Auch natürlich auftretende Erbgutveränderungen (Mutationen) haben in der Evolution der Kulturpflanzen eine wichtige Rolle gespielt. Die Mutationszüchtung als jüngere Methode der Kulturpflanzengewinnung wurde erst möglich, nachdem man erkannt hatte, dass sich die natürliche Mutationsrate künstlich steigern lässt - zum Beispiel, indem Pflanzensamen bestrahlt (UV, Röntgen, Gamma) oder Pflanzen mit erbgutverändernden (mutagenen) chemischen Substanzen (z. B. Colchicin) behandelt werden. Auf diese Weise sind viele heute in der Landwirtschaft eingesetzte Sorten entstanden.

Eine weitere in der Landwirtschaft häufig genutzte Methode ist die Hybridzüchtung. Hierunter wird die Kreuzung von genetisch möglichst unterschiedlichen, jeweils reinerbigen Pflanzenlinien verstanden - entweder der gleichen oder einer anderen Art. Eine solche Kreuzung führt in der Regel zum sogenannten Heterosis-Effekt, also einer - im Vergleich zu der Elterngeneration - erhöhten Ertragsleistung der Nachkommen. Bislang findet die Hybridzüchtung vor allem bei fremdbefruchtenden Arten (Mais, Raps, Sonnenblumen, Roggen und Zuckerrübe) statt und hat hier zu einer deutlichen Verbesserung von Eigenschaften wie Wuchs und Fruchtausbeute geführt. Bei Selbstbestäubern wie Weizen ist die Methode jedoch problematisch, weil eine Selbstbefruchtung der Pflanzen gezielt verhindert werden muss.

Auch die klassische Hybridzüchtung wurde inzwischen durch moderne Methoden erweitert, die neue Möglichkeiten eröffnen. So lassen sich durch Techniken wie Embryonenkultur und Protoplastenfusion auch Hybride zwischen verwandtschaftlich sehr weit entfernten Pflanzen herstellen, die auf klassische Weise nicht miteinander kreuzbar sind (bekanntestes Beispiel: "Tomoffel", Hybrid aus Tomate und Kartoffel). In der Embryonenkultur wird der Embryo frühzeitig aus dem Fruchtkörper entnommen und auf einem speziellen Nährboden in vitro zu einer vollständigen Pflanze kultiviert. So kann das Absterben des Embryos verhindert werden, zu dem es bei Kreuzungen verwandtschaftlich sehr weit entfernter Pflanzen oft kommt. Die Protoplastenfusion bezeichnet die Verschmelzung von Zellen aus Blättern verschiedener Pflanzenarten mit Hilfe von biotechnologischen Techniken. Auf diese Weise werden sogenannte somatische Hybride erzeugt.

Der Einsatz biotechnologischer (inklusive gentechnischer Methoden) in der modernen Züchtung hat mehrere Vorteile für die Züchter. Dies betrifft vor allem den Zeitaufwand, der wesentlich reduziert werden kann. So lassen sich Pflanzen mit gentechnischen Methoden ganz gezielt mit bestimmten Eigenschaften ausstatten. Darüber hinaus sind Merkmalsveränderungen möglich, die durch herkömmliches Züchten gar nicht oder nur sehr schwer möglich sind. Von transgenen Pflanzen wird gesprochen, wenn dem Erbgut der jeweiligen Pflanzenart mindestens ein Gen künstlich hinzugefügt wurde. Ganz allgemein bezeichnen Wissenschaftler derartig gezüchtete Pflanzen als gentechnisch verändert (gv).

 Das Prinzip der Marker-gestützten Züchtung: Von dem Gen für die Schalenfarbe gibt es zwei Ausprägungen (Allele). Je nachdem, welches Allel vorliegt, ist die Schale der Kartoffel rot oder weiß. Die Zahlen 1 und 0 symbolisieren einen DNA-Marker, der mit dem Genort für die Schalenfarbe gekoppelt ist. Dabei steht die 1 für rote Schalenfarbe, die 0 für weiße Schalenfarbe. Die Abbildung zeigt anschaulich, dass mithilfe des Markers die Schalenfarbe mit hoher Sicherheit vorhergesagt werden kann. Quelle: Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung

Eine häufig in der modernen Landwirtschaft eingesetzte Methode aus dem Werkzeugkasten der Biotechnologie ist die markergestützte Selektion (MAS). Hiermit können Pflanzen schon sehr früh im Züchtungsprozess allein auf der Basis ihrer genetischen Ausstattung gezielt auf bestimmte Eigenschaften hin untersucht und ausgesucht (selektiert) werden. Damit müssen  - im Vergleich zur klassischen Züchtung - nicht mehr so viele Nachkommen der Pflanzen angebaut und auf ihre Praxistauglichkeit geprüft werden. Auch dies reduziert den Entwicklungsaufwand für neue Sorten erheblich. Gleichzeitig ist eine viel tiefergehende Analyse hinsichtlich von Wechselwirkungen verschiedener Eigenschaften möglich. Werden neue Sorten auf diese Weise gezüchtet, wird inzwischen auch vom Smart Breeding gesprochen - und kaum ein professioneller Pflanzenzüchter verzichtet mehr darauf.

3. Für welche Zwecke wird die Gentechnik eingesetzt?

Längst geht das Nutzungspotenzial von Pflanzen über traditionelle Verwendungen wie Nahrungsmittel, Bau- und Brennstoffe oder Kleidung hinaus, da die Menschheit zunehmend neue Ansprüche an Pflanzen stellt, u.a. im Hinblick auf neue und verbesserte Produkte und erneuerbare Ressourcen. Beispiele sind neue Arzneimittel, Biokraftstoffe sowie Vorprodukte für die industrielle Verwendung z.B. in der Feinchemie. Biotechnologische Verfahren (inklusive gentechnischer Methoden) können zudem dazu beitragen, gestiegenen ökologischen Ansprüchen gerecht zu werden und gleichzeitig betriebswirtschaftliche Vorteile zu erzielen.

Landwirtschaft - Mehr Effizienz auf dem Acker

Moderne Nutzpflanzen, die in der Landwirtschaft eingesetzt werden, müssen viele Eigenschaften in sich vereinen, damit sie am Ende die erwarteten Erträge liefern. Auf den Äckern von heute steht deshalb längst nicht mehr die Wildpflanze, die einmal vor Jahrtausenden vom Menschen als Nahrungsmittel entdeckt wurde. Stattdessen handelt es sich um Hochleistungs-Zuchtpflanzen, die angepasst an die jeweiligen Anbau- und Klimaverhältnisse ganz spezielle Eigenschaften aufweisen. Auch die Sorten, die im ökologischen Landbau genutzt werden bzw. die für den privaten Anbau im Garten zu kaufen sind, haben eine lange Zuchtgeschichte hinter sich und sind keineswegs ,natürliche unveränderte Produkte'.

Eines der wichtigsten Merkmale für den Pflanzenzüchter ist der Ertrag. Mithilfe klassischer Züchtung sowie der Pflanzenbiotechnologie konnte dieser für die meisten Nutzpflanzen in den vergangenen Jahren stetig gesteigert werden. Hinzu kommen deutlich verbesserte Produkteigenschaften (z.B. für Menschen genießbares Rapsöl oder Reissorten, die Betakarotin enthalten, eine Vorstufe des lebenswichtigen Vitamin A).

Quelle: Jürgen Nießen/pixelio.de Neue globale Herausforderungen wie durch den Klimawandel bedingte extreme Witterungsverhältnisse sowie der stetig steigende Nahrungsbedarf einer wachsenden Weltbevölkerung verlangen jedoch nach immer besseren Sorten. In den letzten zehn Jahren sind mehr als hundert gentechnisch veränderte Sorten (v.a. Mais und Soja) auf dem weltweiten Markt zugelassen worden, die heute als erste Generation von gv-Pflanzen bezeichnet werden. Viele von ihnen können sich gegen Schädlinge besser zur Wehr setzen. Hierzu zählt auch der Bt-Mais, der ein Gen aus dem Bodenbakterium Bacillus thuringiensis (Bt) enthält und dadurch gegen den Schädling Maiszünsler resistent ist. Die Pflanze produziert damit ein natürliches Schädlingsbekämpfungsmittel, das im konventionellen und ökologischen Landbau als Pestizid (Bt-Toxin) eingesetzt wird.

Derzeit arbeiten Forscher intensiv daran, die Robustheit der Pflanzen gegenüber unterschiedlichen Klimabedingungen (Kälte, Dürre) oder Bodenverhältnissen (hoher Salzgehalt) zu steigern. So arbeiten deutsche Forscher beispielsweise an einer verbesserten Kältetoleranz bei Mais. Die Herkunft aus dem sonnigen Mexiko kann diese globale Nutzpflanze auch nach Jahrhunderten der Züchtung nicht verleugnen. Vor allem in einem Punkt: Mais bevorzugt generell ein warmes bis gemäßigtes Klima, mit Kaltwetterperioden kommt er schlecht zurecht. Schon bei zwölf Grad gerät der Energiehaushalt aus dem Lot. In Nordeuropa sind derartige Temperaturen nach der Aussaat nicht selten, was regelmäßig zu Ernteausfällen führt. Forscher arbeiten nun daran, die genetischen Regionen ausfindig zu machen, die mit der Kältetoleranz zusammenhängen. Inzwischen sind erste Erfolge zu verzeichnen. Im Maisgenom konnte man Gen-Abschnitte lokalisieren, in denen relevante Gene für Kältetoleranz liegen. Dies gelang, indem klassische Züchtungsmethoden mit molekularbiologischen Verfahren wie der Genexpressionsanalyse kombiniert wurden. Nun soll dieses Wissen als Basis für Entwicklung kältetoleranter Maissorten dienen.

Umwelt - Weniger Pestizide und natürliche Dekontamination

Die moderne Landwirtschaft - ob konventionell oder ökologisch - kommt bislang nicht ohne den Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln aus. Zu hoch sind die Ansprüche an Ertrag und Produktivität auf dem Acker. Erst mithilfe von gentechnischen Methoden ist es gelungen, Sorten heranzuzüchten, die sich selbst gegen Schädlinge zur Wehr setzen können - ein Beispiel hierfür ist die Maislinie MON 810, die gegen den Schädling Maiszünsler resistent ist und dadurch im Vergleich zum konventionellen Anbau mit weniger Pestiziden auf dem Feld behandelt werden muss. Aufbauend auf diesem Vorteil arbeiten Forscher an Weiterentwicklungen, die beispielsweise eine größere Reduktion von chemischen Zusätzen in der Landwirtschaft erlauben. So arbeiten Forscher bereits an phosphateffizienten und/oder stickstofffixierenden Pflanzen, die keine oder weniger synthetische Düngemittel benötigen.

Weil Pflanzen im Laufe ihrer Evolution Strategien entwickelt haben, auch an unwirtlichen Orten zu überleben, haben sie aber auch noch ein ganz anderes Potenzial. So könnten sie gezielt für die Dekontamination von verseuchten Böden genutzt werden. Bislang sind ungefähr 400 Pflanzenarten bekannt, die auf stark metallhaltigen Böden gedeihen und die die hochgiftigen Stoffe sogar in ihren Blättern speichern können. Die Mehrheit dieser so genannten Metall-Hyperakkumulatoren hat sich dabei auf Nickel spezialisiert. Andere haben eine Vorliebe für Kobalt, Kupfer, Mangan, Zink oder Cadmium entwickelt. Manche können dabei bis zu vier Prozent ihres Trockengewichtes in Metall anlegen. Wie die Pflanzen mit solch hohen Dosen in ihrem Stoffwechsel überhaupt überleben können und ob sich diese Fähigkeit für eine industrielle Nutzung gezielt optimieren lässt, wird derzeit noch erforscht. Anhand von extremen Modellpflanzen müssen die Wissenschaftler beispielsweise noch herausfinden, ob sich die Metalltoleranz auf einige wenige Gene reduzieren lässt - die dann mithilfe gentechnischer Verfahren gezielt in Nutzpflanzen eingebracht werden können, mit denen sich verseuchte Böden regenerieren ließen.

Ernährung - Mehr Qualität auf dem Teller

Die Qualität von Lebensmitteln ist ganz wesentlich von deren Inhaltsstoffen abhängig. Pflanzenforscher können den genetischen Ursprung dieser Inhaltsstoffe im Erbgut von Pflanzen aufspüren und der Züchtung wertvolle Hinweise zur Entwicklung qualitativ besserer und gesünderer Produkte liefern. So ist es mithilfe der klassischen Züchtung gelungen, das eigentlich ungenießbare Rapsöl in ein wertvolles Lebensmittel zu verwandeln. Ganz ohne Genomforschung hat dies jedoch rund 20 Jahre gedauert.

Mithilfe biotechnologischer Methoden kann der Lebensmittelherstellung heute jedoch weitaus schneller unter die Arme gegriffen werden. So haben es Forscher geschafft, die Eignung von Kartoffeln für die Herstellung von Pommes frites zu verbessern. Sie haben genetische Marker gefunden, die die Eignung der Knollen für die Produktion von Pommes frites bereits mit kleinsten Pflanzenproben im frühen Entwicklungsprozess neuer Sorten erkennen lässt und somit als Basis für die Präzisionszüchtung dienen kann.

Beim Weizen wiederum will die Pflanzenforschung künftig Wege aufzeigen, unerwünschte Inhaltsstoffe zu reduzieren. So produzieren von Fusarium-Pilzen angegriffene Ähren nicht nur kleinere Körner, die zu einer Ertragsminderung führen. Der Pilz produziert darüber hinaus verschiedene Gifte auf den Körnern, die somit ins Erntegut gelangen. Bei der Weiterverarbeitung des Getreides ist es nicht ausgeschlossen, dass diese in die Nahrung gelangen und zu chronischen oder akuten Vergiftungserscheinungen führen. Bislang wehren sich Landwirte mit speziellen Anbaumaßnahmen oder chemischen Fungiziden gegen Fusarien. Langfristig versprechen Fusarium-resistente Weizensorten eine effizientere Lösung. So suchen Forscher derzeit nach exotischen Resistenzquellen in chinesischen sowie brasilianischen Sorten und kreuzen diese mithilfe einer markergestützten Selektion in hiesige Hochleistungsweizensorten ein.

Energie - Mobilität mit nachwachsenden Rohstoffen

Die Energiegewinnung aus pflanzlichen Rohstoffen wird in den kommenden Jahren eine immer größere Rolle spielen. Noch dominieren bei Energieträgern Erdöl und Kohle, doch ihre endlichen Vorkommen erfordern die Suche nach Alternativen. Schon heute ist die Nutzung von Biomasse - also die Verwertung ganzer Pflanzen sowie pflanzlicher und tierischer Abfälle - innerhalb der Bioenergie ein wesentlicher Faktor. Dies gilt sowohl für die Wärmeerzeugung, als auch bei der Strom- und Treibstoffgewinnung.

Heute wird aber mehrheitlich eine erste Generation von Biokraftstoffen eingesetzt, die noch nicht alle Kriterien der Nachhaltigkeit erfüllt. So kommen etwa bei Biodiesel oder Bioethanol Kulturpflanzen zum Einsatz, die auch in der Nahrungsmittelindustrie genutzt werden. Damit ist eine Konkurrenz um Anbauflächen zwischen der Kraftstoff- und der Lebensmittelindustrie entstanden. Darüber hinaus werden bislang vor allem die öl- und zuckerhaltigen Früchte verwertet. Der Rest der Pflanze, in dem ebenfalls gespeicherte Energie enthalten ist, bleibt bislang zumeist ungenutzt.

Biotechnologische Verfahren können dazu beitragen, die Effizienz der Energiegewinnung aus pflanzlichen Rohstoffen weiter zu erhöhen. So zielen aktuelle Forschungsanstrengungen darauf ab, Kraftstoff aus ganzen Pflanzen bzw. Pflanzenresten zu gewinnen. Bisherige Verfahren schaffen es nämlich noch nicht, den in den Zellwänden enthaltenen faserhaltigen Bestandteil Lignocellulose für die bioenergetische Weiterverarbeitung aufzuschließen. Chemische und thermische Methoden stoßen dabei an ihre Effizienzgrenzen. Nun sollen gentechnisch optimierte Biokatalysatoren (Enzyme) bzw. Bakterien diese Arbeit erledigen. Dies würde nicht nur die Effizienz der Energiegewinnung steigern, sondern auch die Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion abmildern. Schließlich ließe sich mit der Erzeugung von Energie aus Stroh und der Nutzung aller Pflanzenteile bei gleicher Anbaufläche deutlich mehr Energie erwirtschaften.

Industrie - Rohstofflieferanten vom Feld

Fossile Rohstoffe wie Erdöl, Erdgas und Kohle werden immer knapper. Dennoch werden die meisten industriellen Produkte immer noch auf der Basis von Erdöl hergestellt. Pflanzen wachsen jedoch immer wieder nach und sind aus diesem Grund auch für die Industrie als alternative Rohstoffquelle zunehmend interessant.

Ein noch vergleichsweise junges Anwendungsfeld stellen dabei Biokunststoffe (Biopolymere) dar. Von der Produktion von Biomaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen versprechen sich Experten eine Entlastung der Umwelt sowie gänzlich neue Eigenschaften von industriellen Produkten, etwa die Kompostierbarkeit. So lässt sich bereits heute aus Mais, Zuckerrüben oder Roggen der Industrierohstoff Polymilchsäure (PLA) gewinnen. Diese Chemikalie bildet unter anderem die Grundlage für abbaubares Bioplastik, das bei Wegwerf-Tragetüten oder Wegwerf-Geschirr zum Einsatz kommt.

Aufgrund der vergleichsweise hohen Herstellungskosten werden Biokunststoffe bislang allerdings noch relativ wenig produziert. Um den Aufwand zu senken, werden derzeit Konzepte für intelligente Bioraffinerien erarbeitet, die biotechnologische und chemische Verfahren so kombinieren, dass am Ende alle entstehenden Einzelprodukte in einen Wertschöpfungskreislauf eingespeist und weiterverwendet werden können. An der Entwicklung solcher Prozesse wird beispielsweise am Industriestandort Leuna gearbeitet, wo derzeit für 50 Millionen Euro das chemisch-biotechnologische Prozess-Zentrum (CBP) entsteht - unter gemeinsamer Förderung durch das BMBF, das BMELV, das BMU sowie das Land Sachsen-Anhalt.

Medizin - Grüne Arzneimittelproduzenten

Dank biotechnologischer Verfahren dienen heutzutage Mikroorganismen und tierische Zellen als lebende Produzenten für therapeutische Eiweiße - zum Beispiel für Diabetiker oder Krebspatienten. Weltweit sind mehr als 200 solcher Medikamente zugelassen und erwirtschaften allein in Deutschland 16% des Umsatzes mit Arzneimitteln (2009:4,7 Milliarden Euro).

Die Nutzung von gentechnisch veränderten Mikroorganismen oder tierischen Zellen als Mini-Fabrik für Medikamente ist vergleichsweise aufwendig: Die biologischen Produzenten werden in riesigen Stahlbehältern herangezüchtet und stellen die gewünschte Substanz her. Bis diese allerdings beim Patienten landet, durchläuft sie ein komplexes System des Filterns und Aufreinigens, um mögliche Verunreinigungen zu vermeiden und höchsten Qualitätsanforderungen zu genügen.

Derzeit wird daran gearbeitet, Mooszellen für die Produktion von Medikamenten zu nutzen. Quelle: greenovation

Pflanzen bieten aufgrund ihrer evolutionären Distanz zum Tierreich und dem Menschen eine Alternative. Mithilfe gentechnischer Verfahren lassen sie sich ebenfalls zu Produzenten therapeutischer Eiweiße umprogrammieren. Diese Technologie wird auch als Molecular Pharming bezeichnet, die Produkte nennen sich Plant Made Pharmaceuticals. Ein solcher Ansatz hat mehrere Vorteile. So besitzen Pflanzen zwar alle Komponenten der Eiweißherstellung höherer Organismen, verfügen aber über einen anderen Stoffwechsel. Dadurch wäre die Anreicherung mit unerwünschten Abfallprodukten bei den grünen Arzneiproduzenten ein geringeres Problem als bei Mikroorganismen oder tierischen Zellen, für die manches Beiprodukt giftig ist.  Bei der pflanzlichen Herstellung von Medikamenten wäre zudem die Gefahr einer Verunreinigung mit mikrobiellen Giften oder Krankheitserregern nicht gegeben, denn pflanzliche Erreger können Menschen nichts anhaben. Zudem entfallen die bei tierischen Zellen nötigen Reinigungsschritte, um tierische Eiweiße von den pharmakologischen Substanzen zu trennen. Der geringere Aufwand würde sich dabei, so die Hoffnung, in niedrigeren Herstellungskosten niederschlagen.


Tabakpflanzen könnten künftig für die Produktion von Medikamenten genutzt werden. Quelle: Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie
Derzeit werden zwei Ansätze verfolgt: zum einen der Anbau von Pflanzen im Gewächshaus, zum anderen die Kultivierung von Pflanzenzellen als Suspensionskulturen in Bioreaktoren. Beide Varianten werden in Betracht gezogen, ein Praxistest steht allerdings noch aus. Schon aus Gründen der Sicherheit und der Einhaltung von Qualitätsstandards ist ein Anbau derartiger Pflanzen im freien Feld nicht vorgesehen.

Ein erstes in Pflanzenzellen hergestelltes Tiermedikament - ein Impfstoff gegen den Geflügelpesterreger Newcastle Disease Virus - ist in den USA bereits zugelassen worden. Medikamente für den Einsatz am Menschen befinden sich  noch in der klinischen Erprobung. Viele Forschungsanstrengungen konzentrieren sich dabei auf Tabak, da dieser bereits als Nutzpflanze in der Landwirtschaft etabliert ist und nicht als Futter- oder Nahrungsmittel verwendet wird. So arbeitet ein großes, von der EU-Kommission gefördertes Konsortium daran, Medikamente gegen HIV in Tabakpflanzen herzustellen. Ein deutsches Biotech-Unternehmen beschäftigt sich wiederum mit Krebsmedikamenten aus Tabak und testet diese neue Art der Arzneimittelproduktion bereits in einer Pilotanlage.

 

4. Welche globalen Entwicklungen gibt es?

Die Anwendung biotechnologischer Methoden ist in Landwirtschaft, Agrar- und Ernährungsindustrie zum Alltag geworden. Welche Rolle die neuen Technologien im Gesamtprozess der Wertschöpfung einnehmen, lässt sich jedoch nur schwer in ökonomischen Kennzahlen ausdrücken. Einen ersten Hinweis geben die Angaben über die weltweite Nutzung gentechnisch veränderter (gv) Pflanzen. Nach Angaben des International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Application (ISAAA), der seit zehn Jahren jährlich die kommerziellen Anbauflächen erfasst, ist ein Wachstum unübersehbar. Demnach stieg 2010 die weltweite Anbaufläche von gv-Pflanzen um 9,5 Prozent auf nunmehr 148 Millionen Hektar an. Dies entspricht der 3,5 fachen Größe Deutschlands. Gv-Pflanzen werden in mittlerweile 20 Ländern kommerziell genutzt. Die am meisten verwendeten Arten sind Soja, gefolgt von Mais und Baumwolle. Führend im Anbau von gv-Pflanzen sind nach den aktuellen Zahlen der ISAAA die USA, wo 2010 insgesamt  66,8 Millionen Hektar für gv-Pflanzen genutzt wurden. In weitem Abstand folgen Brasilien (25,4 Millionen Hektar), Argentinien (22,9 Millionen Hektar) sowie Indien, Kanada und China.

In Europa ist die kommerzielle Nutzung von gv-Pflanzen vergleichsweise unbedeutend. Zum kommerziellen Anbau ist nur der Bt-Mais MON810 europarechtlich zugelassen. Dabei handelt es sich um eine gentechnisch veränderte Maislinie, die ein Gen aus dem Bodenbakterium Bacillus thuringiensis (Bt) enthält und dadurch gegen den Schädling Maiszünsler resistent ist. Im Jahr 2010 hat sich der Anbau dieser Pflanze auf über 91.000 Hektar addiert, etwa 84 Prozent davon in Spanien. In Deutschland hat der Anbau von Bt-Mais in den vergangenen Jahren zwar stetig zugenommen - allerdings auf vergleichsweise niedrigem Niveau. Nach Angaben des Standortregisters des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit wuchs sie im Jahr 2008 auf 3170 Hektar, 2007 waren es 2685 Hektar. Die meisten Anbauflächen befanden sich 2008  in Brandenburg (1347), Sachsen-Anhalt (1124) und Mecklenburg-Vorpommern (638). Im weltweiten Vergleich rangierte Deutschland auf Platz 22. 2009 hat das Bundesministerium für Landwirtschaft unter Berufung auf die nationale Schutzklausel den Anbau von MON810 verboten. Deutschland ist damit anderen europäischen Ländern wie Österreich, Griechenland, Luxemburg und Frankreich gefolgt.

Die Bedeutung der Biotechnologie für die Landwirtschaft lässt sich jedoch nicht allein auf gv-Pflanzen reduzieren. Dies hat 2007 eine Studie des Joint Research Centre (JRC) der Europäischen Kommission belegt. Demnach kann der Einfluss aller biotechnologischer Methoden auf den Agrar- und Ernährungssektor auf bis zu 30 Prozent geschätzt werden. In Europa werden laut JRC-Studie ingesamt 388 Agrarunternehmen gezählt, die nach den Kriterien der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) als biotechnologisch aktiv eingestuft werden können. Gleichzeitig weist die Studie aber auch auf eine wenig belastbare Datenbasis hin, da biotechnologische (inklusive gentechnische) Aktivitäten bei den meisten im Agrar- und Ernährungssektor tätigen Unternehmen nicht direkt ausgewiesen werden - weder im Umsatz noch in den Mitarbeiterzahlen. Dennoch wurde anhand einschlägiger Datenbanken der Biotechnologie-relevante Umsatz der EU-Mitgliedsstaaten auf ca. drei Milliarden Euro taxiert (Datenbasis: Jahr 2004). An erster Stelle rangiert dabei Großbritannien (700 Mio. Euro), gefolgt von Belgien (500 Mio. Euro). Deutschland befindet sich im Mittelfeld (244 Mio. Euro).

Deutschland kann neben biotechnologisch aktiven Großunternehmen wie BASF oder Bayer auf eine traditionell stark aufgestellte Szene an Pflanzenzüchtern verweisen. Nach Angaben der im Auftrag des BMBF von biotechnologie.de durchgeführten jährlichen Firmenumfrage gibt es insgesamt rund 30 Agrarunternehmen, die sich mit Biotechnologie als einem Geschäftsfeld neben anderen beschäftigen. Hinzu kommen weitere 26 dedizierte Biotechnologie-Unternehmen, die in der Agrobiotechnologie aktiv sind.
Internationale Expertenanalysen gehen davon aus, dass die Nutzung biotechnologischer Verfahren künftig weiter voranschreiten wird und die Basis für die Ausbildung einer weltweiten Bioökonomie legt - also einer Wirtschaft, die auf nachhaltige Strategien und verantwortungsbewussten Umgang mit biologischen Ressourcen setzt. So wurde in der Kölner Erklärung "En Route to a knowledge-based Bio-Economy" im Jahr 2007 prognostiziert, dass die Biotechnologie im Europa des Jahres 2030 eine ganz wesentliche wirtschaftliche Säule einnehmen wird. Ein ähnliches Szenario zeichnet auch die jüngst erschienene Studie "The Bioeconomy to 2030" der OECD. Laut dieser Studie wird sich die Anwendung der Biotechnologie in der Primärproduktion bis 2030 durchsetzen und eine Unterscheidung in biotechnologische und nicht-biotechnologische Erzeugung landwirtschaftlicher Produkte auf globaler Ebene überflüssig machen. Weiterhin geht die OECD davon aus, dass gv-Pflanzen eine entscheidende Rolle bei der Deckung der steigenden Nachfrage nach Nahrungsmitteln, Futtermitteln und Rohstoffen vor allem in Ländern wie Brasilien, Indien oder China spielen werden. Zwar sei es durchaus möglich, dass Europa den Weg einer ökologischen Landwirtschaft ohne gv-Sorten einschlage. Allerdings sei dies nur eine Nischenlösung für solche Staaten, die sich den damit verbundenen Preisanstieg der Lebensmittel leisten können.

Dennoch, so die Autoren, werde eine solche Entwicklung nicht automatisch ablaufen. Demnach besteht auch die Möglichkeit unterschiedlicher Innovationsgeschwindigkeiten - je nachdem, wie stark die Umsetzung der Bioökonomie von politischer und gesellschaftlicher Seite unterstützt wird. In der Studie werden unterschiedliche Zukunftsperspektiven exemplarisch dargestellt und mögliche Handlungsoptionen für die Politik erarbeitet. Aus Sicht der OECD müsste vor allem der Zugang für kleinere Unternehmen gefördert werden, um die Ausbildung monopolistischer Strukturen zu verhindern.

5. Welche Forschung im Innovationsfeld Pflanze findet in Deutschland statt?

Pflanzenforschung in Deutschland: Universitäten (dunkelgrün), Fachhochschulen (hellgrün), außeruniversitäre Einrichtungen (rot) und Bundesforschungsinstitute (orange) Quelle: biotechnologie.de
Mit Pflanzen beschäftigen sich in Deutschland diverse Wissenschaftsgebiete, angefangen bei der Agrarforschung, den Ernährungswissenschaften, der Umwelt- und Prozesstechnik über Gartenbau- und  Bioenergieforschung bis hin zur Pflanzengenomforschung. Die auf diesen Gebieten tätigen Einrichtungen sind über das ganze Land verteilt und umfassen dabei etwa 50 Universitäten und 10 Fachhochschulen, 25 außeruniversitäre Einrichtungen aus den Forschungsgesellschaften (Max-Planck, Helmholtz, Leibniz, Fraunhofer) sowie fünf Bundesforschungsinstitute, die dem Bundeslandwirtschaftsministerium  bzw. dem Bundesumweltministerium zugeordnet sind.
Die Agrar- und Ernährungsforschung nimmt seit jeher einen zentralen Schwerpunkt in der Förderpolitik der Bundesregierung ein und ist als "Innovationsfeld Pflanze" in der Hightech-Strategie verankert. In Absprache mit dem BMELV konzentiert sich das BMBF neben Maßnahmen der Struktur- und Kompetenzbildung in den Agrar- und Ernährungswissenschaften auf die Förderung neuer Ansätze in der molekularbiologischen Forschung sowie deren begleitender Sicherheitsforschung. Das BMELV setzt seinen Schwerpunkt hingegen über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) auf die Themengebiete Energiepflanzen, Erforschung industrieller Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sowie Nutzung von Bioenergie. Ferner setzt sich das BMELV im Rahmen der Ressortforschung, wie z. B. am Julius-Kühn-Institut oder im Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL), intensiv mit den aktuellen Themen der Agrar- und Ernährungsforschung auseinander.


Seit Anfang der 80er Jahren werden die Forschungsarbeiten zur biologischen Sicherheit  vom BMBF unterstützt. Bis heute wurden mehr als 300 Vorhaben in Höhe von 93 Millionen Euro gefördert. Die letzte Bekanntmachung erfolgte Mitte 2007 mit einem Fördervolumen von 10 Millionen Euro. Hiermit wurden 29 Forschungsprojekte der biologischen Sicherheitsforschung zur Grünen Gentechnik unterstützt.

Weil für die moderne Landwirtschaft insbesondere die Pflanzengenomforschung eine große Rolle spielt, hat das BMBF im Jahr 1999 die Initiative "Genomanalyse im biologischen System Pflanze" (GABI) ins Leben gerufen. In zwei vierjährigen Förderphasen wurden bis 2007 mehr als 160 Vorhaben an deutschen Forschungseinrichtungen, Hochschulen und Unternehmen finanziell unterstützt - mehr als 70 Millionen Euro sind in diese Projekte geflossen. Im Rahmen der Folgemaßnahme GABI-FUTURE sind seit 2008 weitere Vorhaben mit Zuwendungen in Höhe von 58 Millionen Euro begonnen worden. Unter dem Dach dieser Initiativen hat sich dabei im Laufe der Jahre eine gut funktionierende, intensive Zusammenarbeit zwischen der öffentlichen Forschung und den auf diesem Feld tätigen Unternehmen entwickelt. Eine mit GABI assoziierte Patent- und Lizenzagentur (PLA) verhilft darüber hinaus kommerziell interessanten Projekten zu einer tatsächlichen Anwendung in der Praxis.

Seit den 90er Jahren pflegt Deutschland auf dem Gebiet der Pflanzengenomforschung sehr enge Kontakte zu Frankreich und Spanien. Im Oktober 2007 hat diese Kooperation eine neue Qualität erreicht, als die drei Länder das Forschungsprogramm "Transnational Plant Alliance for Novel Technologies - towards implementing the Knowledge-Based Bio-Economy in Europe" (PLANT-KBBE) initiierten. Diese Vereinbarung umfasst für drei Jahre unter anderem jährliche, gemeinsame Ausschreibungen, für die sich wissenschaftlich und unternehmerisch geführte transnationale Konsortien mit Vertretern der beteiligten Länder bewerben können. Die erste dieser drei Ausschreibungen ist Ende 2007 mit einem Fördervolumen von 20 Millionen Euro gestartet. Die Initiative PLANT-KBBE stellt eine Vertiefung gemeinsamer Aktivitäten dar, die  auf europäischer Ebene seit 2004 unter dem Dach des Netzwerks ERA-NET Plant Genomics stattfinden. Dieses von der EU-Kommission unterstützte Netzwerk umfasst derzeit 23 Partner aus 17 Ländern und hat bislang zwei transnationale Ausschreibungen initiiert.

Angeheizt durch die Klimadiskussion ist das Bekenntnis zur zunehmenden Nutzung erneuerbarer Energien gesellschaftlicher Konsens und - ausgedrückt in ehrgeizigen Klimazielen - auch politischer Wille. Dieser spiegelt sich im integrierten Energie- und Klimaschutzpaket der Bundesregierung ebenso wie in den Klimavorgaben der Europäischen Kommission wider. Um den angestrebten Anteil der Bioenergie am Gesamtenergieverbrauch zu erreichen, sind jedoch auf Forschungsseite noch erhebliche Anstrengungen vonnöten - insbesondere was effizientere Umwandlungsprozesse von Biomasse angeht. Mit der Förderinitiative "BioEnergie 2021", für die bis zum Jahr 2013 insgesamt bis zu 50 Millionen Euro zur Verfügung gestellt werden, will das BMBF diese Entwicklung weiter unterstützen und die Technologieführerschaft Deutschlands auf diesem Gebiet weiter ausbauen. Darüber hinaus setzt das BMELV über die Ressortforschung wie auch über die FNR ebenfalls auf die gezielte Förderung von Forschungsprojekten zu diesem Thema. So werden u.a. Vorhaben zur Züchtung im Bereich Energiepflanzen, Projekte zur Erforschung industrieller Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sowie Demonstrationsvorhaben für die Nutzung von Bioenergie finanziell unterstützt. Um den zunehmend komplexeren globalen Herausforderungen an den Rohstoff Pflanze auf wissenschaftlicher Ebene gerecht zu werden, verfolgt das BMBF in Übereinstimmung mit dem Wissenschaftsrat das Ziel, die bislang zersplitterte deutsche Agrarforschung zu bündeln. Im Jahr 2008 hatte das BMBF deshalb zum Aufbau von Kompetenznetzen in der Agrar- und Ernährungsforschung aufgerufen. Aus 27 Bewerbern wurden im März 2009 vier Cluster ausgewählt - koordiniert von den Universitäten in Bonn, Kiel, Rostock und München. Ihnen stehen bis zu 40 Millionen Euro Forschungsgelder zur Verfügung.

Informationen zu den einzelnen Projekten finden sich unter www.foerderkatalog.de sowie www.pflanzenforschung.de bzw. www.biosicherheit.de.

6. Wie gewährleisten die Zulassungsverfahren die Sicherheit von GVO?

Die Sicherheit von Produkten aus gentechnisch veränderten Organismen (GVO) ist zentrales Element des Zulassungsverfahrens. Wenn ein Agrarunternehmen eine neue gentechnisch veränderte Pflanze als Lebens- oder Futtermittel auf den Markt bringen will, braucht es dafür zwei Zulassungen: für den Anbau der gv-Pflanze eine Zulassung nach der Freisetzungs-Richtlinie 2001/18 und für die daraus hergestellten Lebens- oder Futtermittel eine Zulassung nach der Verordnung für gv-Lebens- und Futtermittel (1829/2003). Ein kürzerer Weg, der von den meisten Antragsstellern auch eingeschlagen wird, ist es, beide Anträge in einem gemeinsamen Verfahren prüfen und entscheiden zu lassen. In beiden Fällen werden die Anträge bei der national zuständigen Behörde eines EU-Mitgliedstaates (in Deutschland: das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit [BVL]) eingereicht. Im - nachfolgend näher dargestellten - Zulassungsverfahren nach der Lebens- und Futtermittelverordnung erfolgt die Sicherheitsbewertung des betreffenden GVO durch die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) in Parma.

Einer solchen Inverkehrbringenszulassung geht ein mehrstufiges Prüfverfahren beim Antragsteller voraus; dabei wird der GVO zunächst im geschlossenen System (Labor, Gewächshaus) und anschließend in Freisetzungsversuchen auf seine Sicherheit und Unbedenklichkeit für Mensch, Tier und Umwelt getestet. Bei der Antragstellung müssen daher u.a. die entsprechenden Unbedenklichkeitsstudien beigefügt werden. Sind alle Formalitäten erfüllt, informiert die EFSA die national zuständigen Behörden sämtlicher Mitgliedsstaaten über den Antrag und stellt den Text zur Einsicht zur Verfügung. Diese haben die Möglichkeit, Stellungnahmen zu dem Zulassungsantrag abzugeben, die von der EFSA berücksichtigt werden müssen. Nach Erhalt der Antragsunterlagen hat die EFSA sechs Monate Zeit, eine Einschätzung zur Sicherheit der neuen gv-Pflanze abzugeben. Ihre Stellungnahme basiert auf einem wissenschaftlichen Gutachten des für Fragen der Gentechnik zuständigen Expertengremiums (GMO Panel). Dieses Gremium muss prüfen, ob das GVO-Produkt und dessen Gebrauch tatsächlich keine schädlichen Auswirkungen für die Gesundheit von Menschen und Tieren oder für die Umwelt mit sich bringt.

Die Entscheidung über die GVO-Zulassung erfolgt im sog. Komitologieverfahren. Danach muss die EU-Kommission dem sog. "Ständigen Ausschuss für die Lebensmittelkette und Tiergesundheit" (StALuT) auf der Basis des EFSA-Gutachtens einen Vorschlag für die Zulassungsentscheidung übermitteln. Der StALuT besteht aus Vertretern aller Mitgliedsstaaten und kann die Beurteilung der Kommission mit einer qualifizierten Mehrheit akzeptieren oder verwerfen. Falls die Position der Kommission abgelehnt wird oder sich keine qualitative Mehrheit für die eine oder andere Entscheidung findet, muss die Kommission die Zulassung dem Ministerrat vorlegen und das Europäische Parlament informieren. Der Ministerrat muss innerhalb von drei Monaten über den Entscheidungsvorschlag der Kommission befinden. Für die Ratsentscheidung ist ebenfalls eine qualifizierte Mehrheit notwendig. Falls der Ministerrat zu keiner Entscheidung kommt, geht der Zulassungsantrag wieder an die EU-Kommission zurück, der damit die Letztentscheidung hierüber zukommt. Im Fall der Zulassung wird diese jeweils nur befristet, für einen Zeitraum von zehn Jahren erteilt.

Eine Zulassung gentechnisch veränderter Pflanzen erfolgt somit nach den höchst möglichen Sicherheitsstandards und ist umfassender, als dies bei jeder konventionellen Sorte der Fall ist.

Ausführliche Informationen zur Zulassung von GVO-Produkten beim Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit: http://www.bvl.bund.de/

7. Was leistet biologische Sicherheitsforschung?

Als Wissenschaftler in den 80er Jahren die ersten gentechnisch veränderten Organismen (GVOs) entwickelten, starteten Behörden weltweit Programme, um die Sicherheit der neuen Pflanzen zu erforschen. Auch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert mit einem eigenständigen Programm seit 1987 diesen Forschungsbereich. Das Ministerium will damit die Basis dafür legen, dass Gesellschaft und Politik die Chancen und Risiken der Gentechnik vorurteilsfrei, wissenschaftlich bewerten können. Dabei greifen die Projekte der Sicherheitsforschung vor allem auch wissenschaftlich nachvollziehbare Einwände auf, die in der öffentlichen Debatte um die Grüne Gentechnik thematisiert werden. Bis heute hat das BMBF mit mehr als 100 Millionen Euro über 300 Vorhaben der biologischen Sicherheitsforschung gefördert. Die Auswahl der BMBF-geförderten Projekte erfolgt durch unabhängige, nationale und internationale Experten. Insgesamt haben sich bisher über 60 Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen an den Forschungsprojekten beteiligt.

Die Forschungsthemen

Die vom BMBF geförderten Forschungsprogramme untersuchen vor allem, wie sich gentechnisch veränderte Kulturpflanzen (insbesondere Kartoffeln, Mais, Getreide, Raps und ausgewählte Gehölze) auf die biologische Vielfalt im Agrarsystem und benachbarte Naturräume auswirken. Dabei wird das ökologische Risikopotenzial von gentechnisch veränderten Pflanzen mit dem nicht gentechnisch veränderter Pflanzen verglichen. Bei den durchgeführten Projekten gab es bisher keine wissenschaftlichen Belege dafür, dass gentechnisch veränderte Pflanzen per se ein höheres Risikopotenzial besitzen als konventionell gezüchtete Kulturpflanzen.

Neue Aufgaben für die Sicherheitsforscher ergeben sich dadurch, dass künftig auch gentechnisch veränderte Pflanzen mit neuen und veränderten Inhaltsstoffen auf den Markt kommen könnten, beispielsweise industriell nutzbare Stoffe oder pharmazeutische Substanzen. In den letzten Jahren haben BMBF-geförderte Wissenschaftler Methoden entwickelt, die derartig gentechnisch veränderte Pflanzen daran hindern sollen, sich über Pollen, Samen und Knollen in der Umwelt auszubreiten (biologische "Confinement"-Systeme).
In weiteren Projekten entwickeln die Wissenschaftler neue Methoden, mit denen sie Gene gezielter, an genau definierten Orten im Erbgut einbauen können. So ließen sich mögliche Wechselwirkungen mit anderen Genen der Pflanze und unerwünschte Nebenwirkungen minimieren oder ausschließen und damit die Sicherheitsbewertung vereinfachen.
Schließlich werden auch Verfahren entwickelt, mit denen sich beim kommerziellen Anbau von gv-Pflanzen ökologische Langzeitfolgen frühzeitig erkennen lassen. Solche Monitoringmaßnahmen sind Teil der Zulassungsauflagen für den Anbau von gv-Pflanzen. Die BMBF geförderten Forschungsprojekte tragen somit dazu bei, dass die zuständigen Behörden wissenschaftlich begründete Monitoringmaßnahmen festlegen können.