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Agroscope plant Feldversuch mit Winterweizen auf der Protected Site

26.06.2024 - Forschende von Agroscope haben ein Freisetzungsgesuch eingereicht für einen Feldversuch mit Winterweizen, der mit einem innovativen Verfahren behandelt wurde, um neue Krankheitsresistenzen zu finden.

Die Weizenlinien hat Agroscope selber mittels eines neuen Mutageneseverfahrens gezüchtet. Mit Mutagenese bezeichnet man Vorgänge, bei denen das Erbgut einer Pflanze verändert wird. Dabei werden einzelne Bausteine oder grössere Sequenzen des Erbguts zufällig ausgetauscht, gehen verloren oder werden verdoppelt. In der klassischen Züchtung von Weizen, aber auch bei den meisten anderen Nutzpflanzen, wird Mutagenese seit Jahrzehnten dazu benutzt, um eine höhere genetische Vielfalt in bestehenden Sorten zu erzeugen und dadurch der Landwirtschaft und den Konsumenten neue, nützliche Eigenschaften bereitzustellen. In unserem geplanten Feldversuch sollen unter den behandelten Pflanzen diejenigen ausgewählt und charakterisiert werden, welche eine bessere Krankheitsresistenz zeigen.

Versuche ab diesem Herbst geplant

Das TEgenesis genannte Verfahren wurde erfunden, um die Mobilisierung von Transposons (siehe Kasten) zu ermöglichen, ohne dabei auch massive zusätzliche Schäden in der Pflanzen-DNA hervorzurufen, wie sie bei den bisherigen Mutageneseverfahren auftreten. Alle Mutationen, welche TEgenesis verursacht, könnten so auch in der Natur vorkommen, da sie durch einen pflanzeneigenen Vorgang hervorgerufen werden. Dennoch kam ein Gutachten des Bundesamtes für Justiz vom März 2021 zum Schluss, dass mittels TEgenesis behandelte Pflanzen als gentechnisch veränderte Pflanzen einzustufen sind und damit unter das Gentechnikgesetz fallen. Um Feldversuche durchführen zu können, hat Agroscope deshalb im März ein entsprechendes Freisetzungsgesuch beim Bundesamt für Umwelt (BAFU) eingereicht. Das BAFU prüft das Gesuch sowie die eingegangenen Stellungnahmen und wird voraussichtlich im Herbst entscheiden, ob es den Feldversuch mit diesen Weizenpflanzen bewilligt. Die Versuche sollen noch 2024 auf der Protected Site starten und maximal fünf Jahre dauern.

Neues Mutageneseverfahren: kleinere Veränderungen, kein fremdes Erbgut

Erbgutveränderungen können durch intensive UV-Bestrahlung, radioaktive Bestrahlung oder bestimmte chemische Stoffe, aber auch in der Natur durch Stress wie Hitze oder Dürre ausgelöst werden. Im TEgenesis genannten Verfahren wurden zwei Substanzen verwendet, die im Vergleich zu den in der Forschung und Züchtung üblicherweise benutzten Mutageneseverfahren nur sehr wenige Veränderungen im Erbgut auslösen. Diese TEgenesis-Behandlung reicht jedoch aus, um Transposons (englisch transposon oder auch transposable element, abgekürzt TE) zu beeinflussen, welche natürlicherweise im Erbgut von Pflanzen bereits vorkommen; zu keinem Zeitpunkt im ganzen Verfahren werden Erbgutsequenzen von anderen Organismen eingefügt.
Fast alle Lebewesen haben eines oder mehrere Transposons, und beim Weizen machen sie über 85% des Erbguts aus. Transposons, oft auch als ‚springenden Gene’ bezeichnet, sind Erbgut-Sequenzen, die selber ihren Standort innerhalb des Erbguts wechseln und/oder Kopien von sich ins Genom einfügen können. Dadurch werden oft andere Gene zufällig ein- oder ausgeschaltet oder verstärkt oder reduziert abgelesen. Durch eine solche Beeinflussung anderer Gene sind beispielsweise Farbveränderungen in Reben (z.B. Pinot Gris) oder Blutorangen entstanden. Das Erbgut zu verändern scheint die einzige Funktion von Transposons zu sein. Normalerweise sind sie aber nicht aktiv, damit das Erbgut stabil ist. Durch TEgenesis wird diese Blockade kurzfristig aufgehoben, so dass die Transposons während der Behandlung springen können.