Weizen mit verbesserter Mehltauresistenz (Universität Zürich)

Weizen mit verbesserter Mehltauresistez kaur

Ansprechperson Universität Zürich

Prof. Beat Keller, Projektleiter
Universität Zürich, Institut für Pflanzenbiologie
Zollikerstrasse 107, 8008 Zürich
Tel.: 044 634 82 11

Ansprechperson bei Agroscope

Projektstatus

Das Gesuch für den Feldversuch der Universität Zürich (UZH) wurde am 15. August 2013 vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) bewilligt. Die erste Feldsaison startete im März 2014.

Geplante Dauer der Freisetzung

2014-2018, jeweils März bis August

Welche Gene wurden in die Weizenlinien eingeführt?

Das übertragene Gen stammt aus anderen Weizenlinien. Es heisst Pm3 und vermittelt Resistenz gegen die Krankheit Weizenmehltau. Dieses Resistenzgen kommt nur in einigen Weizenlinien vor, und unterschiedliche Weizenlinien tragen unterschiedliche Varianten, sogenannte Allele, von Pm3. Das Gen Pm3 und die verschiedenen Allele wurden in der Universität Zürich molekular isoliert (kloniert) und seither intensiv erforscht. In den Feldversuchen werden Weizenlinien verwendet, denen mittels Gentechnik je eines von sieben verschiedenen Pm3-Allelen übertragen wurden. Durch das Kreuzen dieser Weizenlinien konnten ausserdem zwei unterschiedliche Pm3-Allele stabil in einer Pflanze kombiniert werden. Vier solche Kreuzungen werden ebenfalls im Feld untersucht.
Alle gentechnisch veränderten Linien tragen zudem das Gen manA, einen sogenannten Selektions­marker. Das manA-Gen kommt natürlicherweise in Bakterien, Sojabohnen und mehreren anderen Leguminosen vor. In der Gewebekultur, einem frühen Stadium der Herstellung der Weizenlinien, lässt sich mit seiner Hilfe der kleine Anteil an gentechnisch veränderten Pflanzen von den nicht veränderten Pflanzen unterscheiden. Das manA-Gen hat keinen Einfluss auf die Resistenz gegen Mehltau.

Wieso werden Resistenzgene gegen Mehltau erforscht?

Wieso werden Resistenzgene gegen Mehltau erforscht

Für eine gute Weizenernte braucht es gesunden Weizen. Dieser ist allerdings durch Krankheiten bedroht, die vor allem durch Pilze verursacht werden. Wie sich die Pflanzen gegen solche Pilz-Krankheiten wehren, untersuchen Forschende der Universität Zürich schon seit bald 15 Jahren. Dabei beschäftigen sie sich unter anderem mit dem Gen Pm3 aus Weizen, das Resistenz gegen den Mehltau-Erreger (Blumeria graminis f. sp. tritici) vermittelt. Mehltau ist weltweit gesehen eine bedeutende Weizenkrankheit. Da Pm3 zur grössten Klasse der pflanzlichen Resistenzgene gehört, werden die Resultate zudem auf andere Pflanzenkrankheiten und ihre Bekämpfung übertragbar sein.

Wurden die gentechnisch veränderten Weizenlinien schon einmal im Feld getestet?

Teilweise. Das Team der Universität Zürich hat 2008-2010 gemeinsam mit anderen Forschenden von Schweizer Hochschulen und Agroscope Feldversuche an den Agroscope-Standorten Zürich-Reckenholz und Pully durchgeführt (konsortium-weizen.ch). Zwölf der 19 Weizenlinien, die in den neuen Versuchen getestet werden, wurden in diesen Feldversuchen untersucht. Sie tragen je eines von sechs unterschiedlichen Pm3-Allelen. In diesen vom NFP59 finanzierten Projekten wurden Studien zum Nutzen und der Biosicherheit dieser Weizenlinien durchgeführt. Das Bundesamt für Umwelt, welches die Versuche bewilligt hat, hält im Schlussbericht fest, dass die Sicherheit von Mensch, Tier und Umwelt stets gewährleistet war.

Was wird in den neuen Versuchen untersucht?

Nach den Feldversuchen in den Jahren 2008 bis 2010 ging die Forschung weiter. Die Zürcher Forschenden haben neue gentechnisch veränderte (GV) Weizenlinien durch das Einführen eines weiteren Pm3-Alleles und durch Kreuzen der bereits erwähnten GV Pm3-Weizenlinien hergestellt. Alle neuen Weizenlinien wurden im Labor und im Gewächshaus untersucht. In der Vegetationshalle, welche freilandnahe Licht- und Wetterbedingungen bietet, waren einige GV Pm3-Weizenpflanzen vollständig resistent gegen Mehltau. Nach diesem ermutigenden Resultat sollen nun alle Weizenlinien in Feldversuchen getestet werden.
In den Feldversuchen geht es wie auch in den Versuchen von 2008 bis 2010 darum, Erkenntnisse über die Funktionsweise von Resistenzgenen zu gewinnen. Die Weizenlinien mit dem neuen Pm3-Allel werden z.B. mit den bereits im Feld getesteten Weizenlinien verglichen. Es soll auch herausgefunden werden, ob die Weizenlinien, die je zwei Pm3-Allelen tragen, resistenter gegen Mehltau sind als ihre Elternpflanzen, die jeweils nur ein Pm3-Allel tragen.

Sind die gentechnisch veränderten Weizenlinien ein Gesundheitsrisiko?

Nein. Einer der Gründe dafür ist, dass die eingeführten Gene aus anderen Weizenlinien stammen, die allesamt schon landwirtschaftlich genutzt werden. Das Allergiepotenzial ist also gleich wie bei heute angebauten Weizensorten.
Das Produkt der eingeführten Gene ist übrigens nicht einmal für den Pilz, der Mehltau verursacht, giftig. Es verleiht der Pflanze jedoch die Fähigkeit, die Anwesenheit dieses Pilzes zu bemerken. Nach einer solchen Erkennung schaltet die Pflanzen ihr Immunsystem an, um den Pilz abzuwehren.

Der Selektionsmarker manA wurde schon sehr intensiv erforscht, da er im Ausland in Maissorten vorhanden ist, welche als Nahrungsmittel zugelassen sind. Es gibt keinerlei Hinweise auf eine schädliche Wirkung von manA.

Wie wird das Projekt finanziert?

Das Projekt wird von der Universität Zürich finanziert.

Was passiert nach den Versuchen?

Die Forschungsresultate werden veröffentlicht werden. Die Weizenlinien werden für allfällige weitere Forschungsarbeiten erhalten und dazu von Zeit zu Zeit wieder im Gewächshaus vermehrt werden. Eine Weiterentwicklung der Weizenlinien für kommerzielle Anwendungen ist nicht geplant.

Zusammenfassung des Bewilligungsgesuchs