Milchsäurebakterien, Hefen und Schimmelpilze besitzen eine große Bedeutung als Starterkulturen. GVO sind für alle drei Mikroorganismengruppen entwickelt und in der Laborpraxis erprobt worden. Gegenwärtig ist noch nicht geklärt, ob diese GVO im großtechnischen Maßstab dem Vergleich mit traditionellen Kulturen Stand halten. Gegenwärtig sind noch keine gentechnisch veränderten Mikroorganismen für die Lebensmittelproduktion auf dem Markt. In Tabelle 17 sind wichtige Spezies von Fermentationsorganismen zusammengestellt.
Für die fermentative Verarbeitung von Milch zu
Joghurt, Kefir, Dickmilch und Käse haben gentechnische Veränderungen
an Milchsäurebakterien großes Interesse gefunden. Hohe
wirtschaftliche Verluste treten immer wieder durch Phageninfektionen bei
Fermentationen auf; sie machen den Hauptteil aller Prozeßstörungen
aus. Der Phagenbefall kann durch eine gentechnische stabile Integration des
natürlich vorkommenden, aber plasmidcodierten Resistenzgens ins Genom
verhindert werden. Die Erbinformationen für weitere günstige
Eigenschaften, z.B. Lactose-, Citratverwertung, Diacetyl-, Schleim- und
Bacteriocinbildung, befinden sich häufig ebenfalls auf Plasmiden, so daß
die entsprechende Gene ins Genom transferiert und ihre Expressionsraten verändert
werden können.
| Prokaryonten - Grampositive
Bakterien
Milchsäurebakterien: |
|
| Lactobacillus Streptomyces Lactococcus Leuconostoc Pediococcus |
Milchprodukte, Backwaren, Rohwurst,
sauer-fermentiertes Gemüse, Gemüsesäfte, Bier, Wein
Joghurt, Käse fermentierte Milchprodukte, Butter, Käse fermentierte Milchprodukte, Butter, Käse, Wein, fermentiertes Gemüse Sojasauce, fermentierter Fisch, Rohwurst, Oliven |
| Andere aerob und fakultativ anaerobe Bakterien | |
| Bacillus
Staphylococcus Mircococcus Propionibacterium Streptomyces |
Natto
Rohwurst Käserinde, Käseschmiere Käse Rohwurst |
| Gramnegative Bakterien | |
| Acetobacter
Zymomonas Halomonas Vibrio |
Essig
alkoholische Getränke Rohschinken Matjes |
| Eukaryonten
Schimmelpilze Aspergillus Mucor Neuospora Pencillium Geotrichum Monascus Rhizopus |
Sojasauce, Sojaprodukte, Rohschinken Käse Ontjom Rohwurst, Käse Käse roter Reis Tempeh |
| Hefen
Saccharomyces Schizosaccharomyces Kluyveromyces Brettanomyces Candida Debaryomyces |
Brot, Backwaren, alkoholische Getränke, Sojasauce alkoholische Getränke Kefir, alkoholische Getränke Bier Kefir, Rohwurst Rohwurst modifiziert nach Vogel und Hammes, 1993[3,13] |
Tab. 17: Spezies von Starterorganismen für die Lebensmittelfermentation
Gattungen, an denen gentechnische Modifizierungen durchgeführt wurden, sind hervorgehoben.
In der Fleischwirtschaft werden Starterkulturen vorwiegend für die Rohwurstreifung eingesetzt. Erste GVO wurden entwickelt. Gene für die Bildung von Proteinasen, Lipasen, Katalasen, Nitratreduktasen und Aromastoffen wurden in die Organismen eingeführt oder Gene für die Synthese von Mycotoxinen und Antibiotika eliminiert.
Gentechnisch veränderte Hefen sind in Großbritannien für das Back- und Braugewerbe zugelassen. Für die Backindustrie wurde eine Hefe entwickelt, die bei der Teigführung kontinuierlich CO2 entwickelt und dadurch die Gehzeit verkürzt. Durch die gentechnische Veränderung wird die Repression von maltoseabbauenden Enzymen in Gegenwart von Glucose aufgehoben. Bei dieser Hefe kommt es nicht mehr zu der sonst üblichen Verzögerung der CO2-Produktion nach Verbrauch der Glucose im Teig. Diese Backhefe wird nicht eingesetzt. In die Brauhefe wurde eine Glucoamylase transferiert. Hierdurch kann der Organismus die durch die Hefeamylase entstandenen Gerstendextrine weitgehend abbauen und diese zu Alkohol vergären. Diese Hefe erzeugt somit ein kalorienreduziertes Bier. Großtechnisch wird die Hefe noch nicht eingesetzt. In der Nutfield-Versuchsbraucherei kann das Bier als "Nutfield Lyte lager®" käuflich erworben werden. Einige weitere Beispiele für gentechnische Modifizierungen an Hefen sind in Tabelle 18 aufgezeigt.
| Zielgen | Neue Eigenschaft | Effekt |
| Backhefe:
Amylase Thermo-Amylase Glucoamylase Rearrangement von Maltose Hemicellulase Lipase Maltozymase Bierhefe: -Acetolactatdecarboxylase Superoxid-Dismutase Vitamin B1-Synthase - Thiaminsynthase Glucoamylase, Amylase Cellobiosen, Pentosen Glucanase FLO-Gene Proteinase |
Direkter Abbau der Stärke Abbau von Stärke bei erhöhter Temperatur, schneller Abbau Abbau von Dextrinen Kontinuierliche CO2-Bildung Unterdrückung der Diacetyl-Bildung Abbau von oxidierten Verbindungen Coenzym- / Vitaminbildung Direkte Vergärung von Stärke und Dextrinen Verwertung von anderen Kohlenhydraten Abbau von Glucanen Erhöhung der Flockungsaktivität Veränderter Abbau von Proteinen |
größeres Brotvolumen verbesserte Lagerfähigkeit des Brotes besser gehender Teig, Verarbeitungshilfe verbesserter Teiggang Abbau von Zellwand-Kohlenhydraten Geschmacksoptimierung süßer Teig ohne Zuckerzusatz Verkürzung der Lagerzeit Geschmacksstabilität der Biere Erhöhung des Gehalt an wertgebenden Inhaltsstoffen Prozessierhilfe, Gewinnung von kohlehydratarmen Bier; light-Bier bessere (neue) Nutzung der (von) Rohstoffe(n) Verbesserung der Filtrierbarkeit Verbesserung der Filtierbarkeit Peptidbindungen, Schaumstabilität |
Tab. 18: Gentechnische Veränderungen an Back- und Bierhefen
Deutsche Bierbrauereien setzen wahrscheinlich in den nächsten 5 - 10 Jahren keine gentechnisch modifizierten Hefen ein. Die vorhandenen ganz auf die individuelle Brauerei angepaßten traditionellen Hefen sind für den Brauprozeß so optimiert, daß gegenwärtig eine Umstellung auf GVO betriebstechnisch nicht rentabel wäre. Tabelle 19 gibt einen Überblick zum Einführungsstand von gentechnisch modifizierten Hefen [14].
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| Stand | D | GB | DK | USA | J |
| Forschung | |||||
| Erprobung | |||||
| Patente | |||||
| Zulassung | - | - | - | - | |
| Marktreife | - | - | - | - | |
| Nutzung | - | - | - | - | - |
Tab. 19: Einführungsstand von GV-Hefen
Nahezu alle Pflanzen werden heute in einer Kombination von
Gentechnik und klassischer Züchtung fortentwickelt [3, 15, 16, 17]. Neben
den Hauptnutzpflanzen wie Mais, Reis, Weizen, Roggen, Sojabohnen, Süßkartoffeln
und Kartoffeln wurden gentechnische Modifizierung an mehr als 90 weiteren
Pflanzenarten durchgeführt. In der Europäischen Union umfaßt
das Spektrum 36 Nutzpflanzen (Abb. 15; S. 26). Saatzuchtbetriebe und
Unternehmen der Agro-Chemie der westlichen Industrieländer generieren die
meisten transgenen Nutzpflanzen, aber auch Institutionen aus Drittweltländern
modifizieren ihre traditionellen Nutzpflanzen entsprechend ihren spezifischen
Anforderungen in erheblichem Umfang. Die Erzeugung von Toleranzen gegenüber
Herbiziden sowie Resistenzen gegen Pilz- und Viruserkrankungen oder
Insektenbefall stehen noch im Vordergrund (Abb. 10), da diese Eigenschaften
meist monogener Natur sind und hierfür Gene bekannt sind bzw. zur Verfügung
stehen. Weltweit weisen transgene Pflanzen mit diesen neuen Merkmalen einen
Anteil von mehr als 70 % der transgenen Pflanzen auf. Qualitätsmerkmale
dagegen werden sehr häufig von mehreren Genen ausgeprägt, jedoch
sind gegenwärtig nur wenige solcher Gene bekannt. Eine Übersicht zu
häufig transferierten Genen / Proteinen ist in Tabelle 20 aufgezeigt. Für
die Überprüfung der im Labor und Gewächshaus gewonnenen
Ergebnisse sind Freisetzungsexperimente unter natürlichen
Umweltbedingungen unerläßlich. Weltweit wurden bis Ende 1997 mehr
als 3800 Freisetzungen (Tab. 21) an mehr als 10000 Standorten vorgenommen. Die
Freisetzungsexperimente unterliegen strengen Auflagen und transgene Pflanzen dürfen
erst nach behördlicher Genehmigung ins Freiland ausgebracht werden. In
Deutschland erfolgt die Genehmigung von Freisetzungen nach dem
Gentechnik-Gesetz durch das Robert-Koch-Institut in Berlin (S. 53, 56).
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| Transferiertes Gen / Protein | Neue Eigenschaft | Pflanze | ||
| CAC d /
ACC-Desaminase
cryIA(a); cryIA(b); cyrIA(c)
/ B.t.-Toxine CP-EPSPS / EPSP-Synthase COX / Glyphosate- Oxidoreduktase aroA / APSP-Synthase bar /
Phosphinothricinacetyl-Transferase bat / Phosphinothricinacetyl-Transferase bxn / Nitrilase barnase; barstar / Ribonuclease und Inhibitor gldC / ADP-Glucosepyrophosphorylase mtID / Mannit-Dehydrogenase npt II / Neomycin-Phoshotransferase gus / Glucuronidase |
verzögerte Reifung
Resistenz gegen Insekten Toleranz gegen Glyphosat Oxidation von Glyphosat Toleranz gegen Glyhosat Toleranz gegen Glufosinat Toleranz gegen Glufosinat Toleranz gegen Bromoxynil männliche Sterilität Erhöhter Stärkegehalt Erhöhter Mannitgehalt Antibiotika-Resistenz Farb-Markergen |
Tomate
Kartoffel, Reis, Raps, Tomate, Baumwolle, Tabak Sojabohne, Canola, Raps Raps Tabak Zuckerrübe, Raps, Tabak, Kartoffel, Canola, Soja bohne, Tomate, Mais Weizen, Canola Baumwolle, Kartoffel Raps Kartoffel, Tomate z.B. Tomate, Baumwolle z.B. Kartoffel |
||
PLRV-CP / Virales Hüllprotein PVY-CP / Virales Hüllprotein TMV-CP / Virales Hüllprotein ZYMV-CP / Virales Hüllprotein CMV-WL CP / Virales Hüllprotein |
Resistenz gegen
Kartoffelbatt-Rollvirus Kartoffel PVY-Virus Tabakmosaikvirus Zucchinimosaikvirus Gurkenmosaikvirus |
Kartoffe Kartoffel, Tomate Kartoffel Kürbis, Zucchini Gurke, Melone, Kürbis, Tabak, Tomate |
||
Tab. 20: Häufig transferierte Gene / Proteine in Nutzpflanzen
Abb. 10: Freisetzungen von transgenen Pflanzen
entsprechend den neueingeführten Merkmalen
Bis November 1997 wurden in Deutschland 72 Anträge auf Freisetzung transgener Pflanzen gestellt (Abb. 17). Alle Anträge wurden positiv beschieden; d. h. eine Gefährdung für Mensch und Umwelt ist weder durch die Pflanzen noch durch ihre Produkte zu erwarten. In der Europäischen Union wurden insgesamt 964 Anträge gestellt. Dies sagt jedoch nichts über die Anzahl der tatsächlich stattgefundenen Freisetzungen aus, da sich einerseits Anträge auch auf mehrere Standorte beziehen können. Anderseits wurden in Österreich zwar drei Anträge gestellt (Abb. 16), aber bislang wurden noch keine Freisetzungen genehmigt. (Eine Freisetzung, für die die Bearbeitung des Antrags noch nicht abgeschlossen war, mußte abgebrochen werden.)
Bis Ende 1997 hatten weltweit 43 transgene Pflanzen die
Zulassung erhalten und zahlreiche weitere transgene Pflanzen stehen in der
Erprobung (Tab. 22). In den USA und in Kanada sind nicht nur die meisten
transgenen Pflanzen freigesetzt worden, sondern auch die meisten Pflanzen (27
Varietäten) sind hier zugelassen. 21 Pflanzen standen 1997 mehr oder
minder intensiv genutzt auf einer Fläche von ca. 12 Millionen ha im Anbau
(Abb. 14). Diese Fläche entspricht der gesamten in Deutschland
landwirtschaftlich genutzten Ackerfläche (11,7 ha). Den größten
Anteil nahmen hierbei die herbizidtoleranten Sojabohnen (Roundup Ready
Sojabohnen®; RR-Sojabohnen) der Firma Monsanto mit 3,6 Millionen ha
ein. Von der gleichen Firma wurden in Nordamerika 8 transgene Pflanzenvarietäten
auf insgesamt 6,3 Millionen ha angebaut (Tab.23). In Tabelle 24 sind die in
den USA kommerziell genutzten transgenen Pflanzen aufgelistet.
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| Land | Anzahl der
Freisetzungen |
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| USA
Europäische Union Kanada Argentinien China Australien Chile Mexiko Japan Südafrika Ungarn Kuba Costa Rica Neuseeland Rußland Bolivien Belize Bulgarien Guatemala Ägypten Schweiz Thailand Norwegen Zimbabwe
Summe: |
1952
964 486 78 60 46 39 38 25 22 22 18 17 15 11 6 5 3 3 2 2 2 1 1 3818 |
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Tab. 21: Anzahl der weltweiten Freisetzungen transgener Nutzpflanzen
| Transgene Pflanze und Eigenschaft | Marktreife | Unternehmen |
| Himbeere mit verlängerter Haltbarkeit
Aroma-verstärkter Pfeffer Pilz-resistente Tomate Virus-resistente Tomate Insekten-resistentes Getreide Nematoden-resistente Kartoffel Pilz-resistente Kartoffel Getreide mit besseren Erträgen Virus-resistenter Kürbis/Melone Glufosinat-resistente Zuckerrübe Glyphosat-resistente Zuckerrübe Pilz-resistente Zuckerrübe Virus-resistente Zuckerrübe Allergen-armer Reis Amylose-reduzierter Reis Bromoxynil-tolerantes Getreide Bromoxynil-toleranter Ölsaatraps Glufosinat-resistente Sojabohne Glufosinat-resistentes Getreide Reis mit veränderten Proteingehalt Reis mit Provitamin A Synthese im Korn Stärkereiche Kartoffel Sulfonyl-Harnstoff-resistente Baumwolle Sojabohne erhöhtem Fettsäuregehalt Sojabohne mit erh.ungesätt.Fettsäuregehalt Virus-resistente Luzerne Virus-resistente Getreide Virus-resistente Kartoffel Virus-resistente Melone Virus-resistente Tabak Weizen mit Resistenz gegen Trockenheit |
1996
1996-1997 1996-1997 1996-1997 1996-1997 1997-1998 1997-1998 1997-1998 1997-1998 1998-1999 1998-1999 1999-2000 1999-2000 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2002 |
Agritope
DNAP MOGEN Calgene CibaSeeds MOGEN " " DowElanco Agrow Maribo " " Mitsui Toatsu Kakoumai Frito Lay DuPont " Pioneer " " Hakkaido Lima Grain J.Tabacco Monsanto |
Tab. 22: Transgene Pflanzen in der Erprobung
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| Land | ||||||||||||||
| Pflanze | USA | Kanada | Mexiko | Argentien | Australien | |||||||||
| Roundup Ready Sojabohnen
Bollgard/Ingard Baumwolle Roundup Ready Baumwolle YieldGard Mais Roundup Ready Raps NewLeaf Kartoffel Laurinsäure-Raps BXN-Baumwolle Summe: |
3600
965 240 1200 10 28 100 6143 |
1 4 200 2 207 |
15 4 19 |
1400 1400 |
60 60 |
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Tab. 23: Anbauflächen transgener Pflanzen der Firma Monsanto weltweit (nach Firmenangaben, 1997)
| Pflanze/Frucht | Verändertes Merkmal | Jahr | Firma |
| Tomate Kürbis Baumwollle Sojabohne Kartoffel Raps Mais Raps-Canola Mais Raps Mais Tomate Mais Mais Baumwolle Kartoffel Raps Mais |
Reife/Lagerfähigkeit
Verzögerte Reifung Verzögerte Reifung Verzögertes Weichwerden Virustoleranz Herbizidtoleranz (Bromoxynil) Herbizidtoleranz (Glyphosat) Insektentoleranz (Bt-Toxin) Herbizidtoleranz (Glufosinat) Herbizidtoleranz (Glufosinat) Fettsäurespekrum (C12) Herbizidtoleranz (Glyphosat) Herbizidtoleranz (Glyphosat) Insektentoleranz (Bt-Toxin) Modifizierte Fruchtreifung Herbizidtoleranz (Glyphosat) Insektentoleranz (Bt-Toxin) Herbizidtoleranz (Sulfonylharns.) Insektentoleranz (Bt-Toxin) männlich-steril männlich-steril |
1994
1994 1994 1994 1994 1994 1994 1994 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1996 1996 1996 1996 1996 1996 1996 |
Calgene
DNA Plant Technology Monsanto Zeneca Asgrow Seed Calgene Monsanto Monsanto AgrEvo AgrEvo Calgene Monsanto Monsanto Ciba-Geigy Agritope Dekalb Genetics Monsanto, Northrup K. Dupont Monsanto Plant Genetics Plant Genetics |
Tab. 24: Kommerzialisierte Nutzpflanzen in den USA
Es ist nicht verwunderlich, daß bei dem weltweiten Handel die Pflanzen bzw. die daraus gewonnenen Erzeugnisse auch auf den europäischen Markt drängen. Noch vor Verabschiedung der Novel Food Verordnung im Mai 1997 erhielten Erzeugnisse aus herbizidtoleranten RR-Sojabohnen und insekten-resistentem Bt-Mais (Novartis) die Genehmigung zum Inverkehrbringen entsprechend der Freisetzungsrichtlinie. Transgene Sojabohnen und transgener Mais dürfen nur zur Verarbeitung in die Europäische Union eingeführt werden; ein Anbau ist nicht erlaubt.
Sojabohnen
Die Sojabohne ist durch die Integration der mikrobiellen CP4-EPSP-Synthase tolerant gegenüber dem Breitbandherbizid Roundup®. Das Herbzid inhibiert das pflanzliche Schlüsselenzym, die EPSP-Synthase, für die Biosynthese von aromatischen Aminosäuren. Alle Pflanzen, die mit dem Herbizid in Kontakt kommen, können nicht mehr die essentiellen aromatischen Aminosäuren synthetisieren und gehen dadurch ein. Das mikrobielle Enzym weist eine weit geringere Inhibierung auf und ermöglicht der transgenen Pflanze über dieses Enzym die Bildung der lebenswichtigen Aminosäuren. Die transgene Sojabohne enthält nur die zur Ausprägung der neuen Eigenschaft notwendigen Genkonstruktelemente (Abb.11). Als einziges neues Protein enthält die Pflanze nur die mikrobielle CP4-EPSP-Synthase. Die Promotor- und Terminatorsequenzen werden nicht translatiert und das Chloroplasten-Transitpeptid (CTP) wird nach der Translokation der Synthase in die Chloroplasten hydrolysiert. Im Gegensatz zu den bisher auf dem Markt befindlichen transgenen Pflanzen erhält die RR-Sojabohne keine Markergene, insbesondere kein Antibiotika-Resistenzgene. Diese wurden während der Generierung des Transgens von der Pflanze selbst eliminiert [18, 19].
1996 wurde ca. 2% der Sojabohnenanbaufläche mit transgenem Saatgut bestellt. Die ersten Erfahrungen der US-Farmer mit dem neuen Saatgut waren durchweg positiv; die Erträge lagen ca. 5 % höher, und der Einsatz von Herbiziden wurde deutlich - je nach Wildkrautbesatz zwischen 9 und 36 % - reduziert. Die Farmer mußten weniger Betriebsmittel einsetzen und erzielten insgesamt einen höheren Betriebsertrag, obwohl das Saatgut teurer ist als das der traditionellen Sojabohnen. 1997 hat sich die Anbaufläche für transgene Sojabohnen auf 8-10 Millionen acres erweitert (ca. 14-15 % der Anbaufläche). Aber auch in Argentinien und Paraguay hat der Anbau von Roundup-Ready Sojabohnen® beträchtlich zugenommen. Für Brasilien steht die Zulassung für die transgene Bohnen noch aus; sie wird aber für kommende Aussaatperioden erwartet. Brasilien kaufte 1997 ca. 1,5 Mio. t Sojabohnen als Mischung von konventionellen und transgenen Sojabohnen in den USA auf. Wahrscheinlich wurden auch Bohnen von den Versuchsfeldern in den Handel gebracht.
Abb. 11: Integriertes Genkonstrukt in die transgene
Sojabohne (Roundup-Ready-Sojabohne®)
Abb. 12: Stoffliche Zusammensetzung und Verarbeitung von
Sojabohnen
(Angaben zur Zusammensetzung sind Durchschnittswerte.)
Sojabohnen sind eine gute und billige Rohstoffquelle für Öl, Lecithin und Eiweiß (Abb. 12). Öl aus diesen herbizidresistenten Sojabohnen unterscheidet sich nicht von dem aus traditionellen Sojabohnen. Im Sojaprotein und im Lecithin sind, je nach Aufarbeitung, noch die neueingeführte DNA und das entsprechende neue Protein nachweisbar enthalten.
In Tabelle 25 ist die voraussichtliche Anbaumenge an RR-Sojabohnen und die Importe nach Deutschland aufgelistet. Sojabohnenprodukte, wie Öl, Protein und Lecithin, sind in mehr als 30.000 Lebensmitteln erhalten (Abb. 13). Während Sojabohnenöl in vielen Lebensmittel substituiert werden kann, läßt sich das Lecithin nicht einfach austauschen. Zunehmend wird gerade in deutschsprachigen Raum der natürliche Emulgator Lecithin durch synthetische Erzeugnisse ersetzt. Für Lecithin ist es heute (1998) unmöglich, hinreichende Mengen zu erhalten, die nicht aus einer Mischung von transgenen und konventionellen Sojabohnen stammen. Große Mengen an "gentechnisch freiem" Lecithin sind nicht mehr erhältlich; wohl aber kann Lecithin so weit aufgearbeitet werden, daß die rekombinierte DNA im Produkt nicht mehr nachweisbar enthalten ist. So würde die gesamte Sojabohnenproduktion Österreichs nicht ausreichen, um eine deutsche Schokoladenfabrik mit Lecithin zu versorgen.
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| Anbau Sojabohnen weltweit:
Anbaumenge in den USA: RR-Sojabohnen in den USA: |
ca. 146 Mio t
ca. 73 Mio t ca. 7-10 Mio t |
| Gesamte Importmenge der europäischen Ölmühlen:
davon aus US-Anbau: |
ca. 15 Mio t
ca. 10 Mio t |
| Gesamte Importmenge deutscher Ölmühlen:
davon aus US-Anbau: |
ca. 3,5 Mio t
ca. 2,2 Mio t |
| Menge an RR-Sojabohnen voraussichtlich zur Weiterverarbeitung in deutschen Ölmühlen: | ca. 220 - 330 Tsd t |
| zu Öl und Lecithin weiterverarbeitet: | ca. 40 - 60 Tsd t |
| zu Sojaschrot weiterverarbeitet - Tierfutter: | ca. 175 - 260 Tsd t |
| Gesamtproduktion an Sojaschrot deutscher Ölmühlen: | ca. 2,8 Mio t |
| Gesamtproduktion an Sojaöl deutscher Ölmühlen:
nach: Information Biotechnologie, Frankfurt 1997 |
ca. 0,6 Mio t |
Tab. 25: Anbaumengen von transgenen Sojabohnen in den USA
Abb. 13: Lebensmittel die Sojaerzeugnisse enthalten
In den USA werden verschiedene transgene Maisvarietäten von mehreren Saatgutfirmen angeboten (Bt-Mais und herbizid-toleranter Mais). Die Anbaufläche von transgenem Mais erhöhte sich in diesem Jahr (1997) von 0.5 auf ca. 8 Mill. acres. Für den Import in die Europäischen Union ist nur der insektenreistente Mais (Bt-Mais) der Firma Novartis zugelassen. Mit dem vermehrten Anbau von Mais in den USA besteht durchaus die Möglichkeit, daß Maisprodukte (Stärke, Glucose-Fructose-Sirup) oder Corngluten als Tierfutter in Mischungen aus nicht zugelassenen Maisvarietäten und zugelassenen sowie traditionellen Mais nach Europa gelangen können. Die meisten Maisvarietäten stehen auch zur Zulassung in der Europäischen Union an (Tab. 26).
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| Eigenschaft
Insektenresistenz dito dito dito Herbizidtoleranz dito Hybridsystem u. Herbizidtoleranz |
Bt-Toxin Gufosinat Glufosinat |
Unternehmen
Monsanto Mycogen Novartis Novartis Dekalb AgrEvo AgrEvo |
Zulassung
1995 1995 1995 1996 1995 1996 1996 |
Eigenschaft
Bt-Toxin Glufosinat Bt-Toxin u. Glyphosat |
Unternehmen
Novartis Mycogen Pioneer Monsanto AgrEvo RAGT Monsanto |
Zulassung
1997 Phase II Phase II Phase II Phase II Phase I Phase I |
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| Phase I Entscheidung durch den
Staat bei dem der Freisetzungsantrag gestellt wurde(90/220/c/EWG)
Phase II EU-Kommission, Artikel 21 Komitee |
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Tab. 26: Regulationsstatus von transgenem Mais in den USA und in der Europäischen Union
Der insektenresistente Mais (Bt-Mais) der Firma Novartis enthält
drei neue Gene. Das Genkonstrukt für ein Bacillus thuringensis-Toxin,
das der Pflanze die Resistenzgegenüber dem Maiszünsler verleiht,
sowie zwei weiterere Gene, die der Selektion der transgenen Pflanze bzw. der
Bakterien für die Vermehrung der Genkonstrukte dienten; es sind das
PAT-Gen (Phosphinothricin Acetyltransferase für die BASTA-Toleranz,
Glufosinat) und das Ampilicin-Antibiotika-Resistenzgen. Letzteres wird im
BT-Mais nicht exprimiert, da es unter der Kontrolle eines mikrobiellen
Regulators steht. Im Maiskorn findet nahezu keine Expression der Bt-Toxins
statt. Bt-Mais wurde in den USA als erste Mais-Varietät zugelassen.
Bt-Maisprodukte kamen Ende 1996 auch auf den europäischen Markt. 1997 war
ein Anbau von Bt-Mais (Novartis) in Europa nicht möglich, da noch keine
Sortenzulassung vorlag.
Herbizidtoleranter Raps (BASTA) der Firma AgrEvo erhielt als erster transgener Raps in Kanada die Zulassung für Anbau und Vermarktung sowie in USA die Genehmigung zum Inverkehrbringen von Öl und Rapsschrot. In Kanada betrug die Anbaufläche 1996 für diesen Raps ca. 5 %. Sie erhöhte sich 1997 auf ungefähr 30-35 %, da einerseits die Farmer hier erstmals ein nur schwer zu bekämpfendes Unkraut erfolgreich angehen konnten und sich die Bodenbearbeitung vereinfachte und anderseits der transgene Raps und seine daraus gewonnenen Erzeugnisse in Japan die Zulassung erhalten haben. Japan ist mit ca. 1.5 Mio t der Hauptabnehmer. Die Gesamternte an Raps (Canola) betrug 1996 ca. 6 - 7 Mio. t; hiervon gingen nur 0,2 - 0,3 Mio. t in den EU-Raum. Dieser Raps hat inzwischen auch in der europäischen Union die Zulassung erhalten, und das Inverkehrbringen der daraus gewonnenen Erzeugnisse ist möglich.
In Abb. 14 ist die Entwicklung des Anbaus der wichtigsten transgenen Nutzpflanzen für den Zeitraum 1996 /1997 in Nordamerika tabellarisch dargestellt.
Abb. 14: Anbauflächen von transgenen Nutzpflanzen in Nordamerika
Bei pflanzlichen Erzeugnissen ist die Gentechnik bereits
Realität und sie hat große ökonomische und ökologische
Vorteile. In der Nutzung dieser Vorteile durch transgene Pflanzen hinkt Europa
der Weltentwicklung hinterher. Wie erwähnt, wurden zwar in der Europäischen
Union von allen Mitgliedsstaaten Anträge auf Freisetzungen für die
unterschiedlichsten Pflanzen gestellt (Abb. 15, Abb. 16), aber gegenwärtig
können nur Tabak und Mais kommerziell genutzt werden. Raps und Radicchio
dürfen nur zu Züchtungszwecken verwendet werden (s. S. 56, Tab. 7).
Von Unternehmen, Saatgutzüchtern und Forschungseinrichtungen wurden bis November 1997 in Deutschland 72 Anträge auf Freisetzungen gestellt. Sie bezogen sich überwiegend auf Raps, Mais und Zuckerrüben (Abb. 17). Deutsche Pflanzenzüchtern, die in der Regel klein- und mittelständisch sind, arbeiten sehr innovativ und erfolgreich an transgenen Pflanzen; ein Ausschnitt zu den Zuchtzielen ist in Tabelle 27 aufgezeigt. Transgene(s) Pflanzen bzw. Saatgut, das von deutschen Zuchtunternehmen entwickelt wurde, gelangt sicherlich nicht vor 2001 auf den Markt.
Abb. 15: Freisetzungen von transgenen Pflanzen in der
Europäischen Union
* Apfel, Aubergine, Broccoli,
Chrysantheme, Erdbeere, Futterrübe, Gerste, Karotte, Kohl, Orange,
Petunie, Pflaume, Steckrübe, Usambra-Veilchen, Zucchini
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| Züchter | Kulturart | Zuchtziele | Zulassung | |||
Deutsche Saatveredelung Lippstadt GmbH (DSV) |
Winter- und Sommerraps
Sommerraps Ollein verschiedene Arten verschiedener Pflanzen |
Herbizidresistenz
veränderte Fettsäuremuster 1 Krankheitsresistenz Qualität Entwicklung molekularer Marker Entwicklung neuer Techniken |
1998
? ? ? |
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Kleinwanzlebener Saatzucht AG (KWS) |
Zuckerrüben Mais Kartoffeln Raps |
Herbizidresistenz
Rizomaniaresistenz Herbizid-, Maiszünslerresistenz männliche Sterilität Stärkezusammensetzung verändertes Fettsäuremuster |
nach 2000
? um 2000 ? ? |
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Norddeutsche Pflanzenzucht KG (NPZ) |
Winter- und Sommerraps |
Herbizidresistenz
erhöhter Laurinsäuregehalt verändertes Fettsäuremuster höherer Ölgehalt Entwicklung molekularer Marker 2 |
1998
1999 ? ? |
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Saaten-Union 3 |
Weizen Roggen, Gerste Raps |
Bestimmung genetischer
Distanzen von
Zuchtlinien, Genomcharakterisierung, markergestützte Rückkreuzung Genomcharakterisierung, Entwicklung molekularer Marker markergestützte Rückkreuzung Bestimmung genetischer Distanzen von Zuchtlinien markergestützte Rückkreuzung |
||||
| 1)
Verbundprojekt zwischen DSV, KWS, NPZ und Forschungseinrichtungen (kurz,
mittelkettige Fettsäuren und Erucasäure).
2) Arbeiten führt Resistenzlabor der Saaten-Union durch. 3) Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden im Resistenzlabor von den in der Saaten-Union zusammengeschlossenen Züchtern durchgeführt. * klein- und mittelständische Unternehmen DLG; 1997 |
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Tab. 27: Entwicklungs- und Zuchtziele deutscher Saatzuchtbetriebe
In Zukunft werden immer mehr Änderungen hinsichtlich Qualitätsverbesserungen und der Zusammensetzung von Speichersubstanzen pflanzlicher Produkte sowie Resistenzen gegenüber Streßsituationen an Bedeutung gewinnen. Mit mehr Erkenntnissen über Genregulation und nutzbare Gene werden mehr Organismen gentechnisch "gezüchtet" werden, bei denen eigene gene oder Gene naher Verwandter benutzt und entsprechend der naturbedingten Situation an- bzw. ausgeschaltet werden. Die Effizienz und der zielgerichtete Einbau von Genen wird in Zukunft noch verbessert werden. Es wird angenommen, daß innerhalb der nächsten 20 - 30 Jahren kaum noch neue Nutzpflanzensorten auf den Markt kommen, die nicht in irgendeiner Weise mit der Gentechnik in Berührung gekommen sind.
Zunehmend werden transgene Pflanzen als
Produktionsorganismen für nachwachsende Rohstoffe (Amylose, Amylopektin
in "Industriekartoffeln", Raps mit mittelkettigen Fettsäuren
als Detergentien oder mit Erucasäure als Industrieöl) entwickelt.
Auch werden in Zukunft im medizinischen Bereich immer mehr transgene Pflanzen
zur Gewinnung von Impfstoffen, Antikörpern, menschlichen Bluteiweißen
oder Enzymen eingesetzt werden. Ein Impfstoff für Malaria sowie ein
monoklonaler Antikörper aus transgenen Pflanzen kommen 1998 bereits in
die erste klinische Prüfungsphase.
Abb. 16: Anträge auf Freisetzungen in den
EU-Mitgliedsstaaten
Abb. 17: Freisetzungen transgener Pflanzen in Deutschland
Abb. 18: Futtermittelimporte in die Europäische Union