Chancen der Pflanzenbiotechnologie für den ökologischen Landbau

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1 Chancen der Pflanzenbiotechnologie für den ökologischen Landbau Dr. Chris-Carolin Schön, Universität Hohenheim Zuchtziele im ökologischen Landbau Methoden der Pflanzenzüchtung Anwendungsbeispiele Konsequenzen des Verzichts auf Biotechnologie Fazit

2 Besonderheiten des ökologischen Landbaus und daraus resultierende Zuchtziele Verzicht auf leichtlösliche Mineraldünger Nährstoffeffizienz Hohe Produktqualität bei geringer Nährstoffversorgung Verzicht auf chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel Angepasste Pflanzenmorphologie Krankheits- und Schädlingsresistenz Ganzheitliche Betrachtungsweise Neue Zuchtziele?

3 Methoden der Pflanzenzüchtung und ihre vorläufige Bewertung aus der Sicht der Verbände des ökologischen Landbaus (Entwurf) Techniken für Variations-Induktion Selektionstechniken Instandhaltung und Vermehrung Passend für die biologische Züchtung Kombinationszüchtung Rückkreuzung Hybriden mit fruchtbarer F1 Temperaturbehandlung Abgeschnittener Stil Gepfropfter Stil Unbestrahlte Mentorpollen Massenselektion Pedigree Selektion Standortorientierte Selektion - Wechsel der Umgebung - Wechsel der Saatzeit Testkreuzungen Indirekte Selektion DNS Diagnostische Methoden Generative Vermehrung Vegetative Vermehrung Zerschneiden von Knollen Nicht passend, aber vorläufig zulassen Embryokultur Ovarienkultur In Vitro Bestäubung Antherenkultur Microsporenkultur In Vitro Selektion Meristemkultur Schnelle Vermehrung in Vitro Somatische Embryogenese Nicht passend und ab sofort nicht zulassen CMS Hybriden ohne Wiederherstellungsgene Bestrahlte Mentorpollen Mutations-Induktion Genetische Modifikation Protoplastenfusion Verändert nach FiBL, 9/2001

4 Neukombination von fünf Merkmalen Mutter Vater 2 n = 32 verschiedene Nachkommen 24 Sortenrelevante Merkmale bei Winterweizen: Ährenschieben, Reife, Pflanzenlänge, Auswinterung, Lager Mehltau, Blattseptoria, Drechslera, Gelbrost, Braunrost, Ährenfusarium, Spelzenbräune Bestandesdichte, Kornzahl/Ähren, Tausendkorngewicht, Kornertrag Fallzahl, Rohproteingehalt, Sedimentationswert, Griffigkeit, Wasseraufnahme, Aschewertzahl, Mehlausbeute, Volumenausbeute, Teigelastizität, Teigoberflächenbeschaffenheit

5 Beispiele für den Einsatz der Zell- und Gewebekultur Embryo- und Ovarienkultur Ermöglicht Artkreuzungen Antheren- und Mikrosporenkultur Verbessert Selektionsmethodik Meristemkultur Ermöglicht Erzeugung von virusfreiem Pflanzgut Protoplastenfusion Ermöglicht Übertragung von Mechanismen zur kontrollierten Bestäubung Ermöglicht Artkreuzungen

6 Beispiele für den Einsatz Molekularer Marker Markierung von Genen Verbessert Selektionsmethodik für qualitative und quantitative Merkmale Ermöglicht Pyramidisierung von Resistenzgenen Ermöglicht Klonierung von Genen Erfassung genetischer Diversität Verbessert Selektionsmethodik Erleichtert Management genetischer Ressourcen Reinheitsuntersuchungen Verbessert Detektion von Verunreinigungen

7 Anwendungsbeispiele der Gentechnik unter besonderer Berücksichtigung der Ziele des ökologischen Landbaus Ausstattung von Pflanzen mit Eigenschaften, für die im Zuchtmaterial oder in genetischen Ressourcen keine oder nur eine geringe genetische Variation vorhanden ist oder die nur äußerst schwierig zu bearbeiten sind Input traits Pilzresistenz z.b. Phytophtora bei Kartoffel Insektenresistenz z.b. Rapsglanzkäfer, Kartoffelkäfer Nährstoffeffizienz, Salz- und Dürretoleranz Output traits Unterdrückung der Bildung spezifischer Weizenproteine (Zöliakie)

8 Konsequenzen des Verzichts auf biotechnologische Methoden Verbesserte Eigenschaften von Pflanzen, z.b. einzelne Resistenzen, stehen dem ökologischen Landbau nicht zur Verfügung Durch Anwendung weniger effizienter und teurerer Zuchtmethoden kann nur ein geringerer Zuchtfortschritt bei Sorten für den ökologischen Landbau erzielt werden Ökologischer Landbau kann am Zuchtfortschritt der konventionellen Züchtung nicht wie bisher teilhaben Ökologischer Landbau kann nicht schnell genug auf veränderte Rahmenbedingungen reagieren

9 Fazit Der Einsatz biotechnologischer Methoden unterstützt die Ziele des ökologischen Landbaus und kann zur Lösung spezifischer Probleme beitragen Der Einsatz biotechnologischer Methoden sollte fallweise entschieden und nicht kategorisch abgelehnt werden Biotechnologische Forschung trägt entscheidend zum Erkenntnisgewinn bei und kommt somit der konventionellen und der ökologischen Pflanzenproduktion zugute