Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Resistent gegen Feuerbrand

13.03.2014

Forscher der ETH Zürich und des Julius-Kühn-Instituts in Deutschland haben erstmal einen gegen Feuerbrand resistenten Apfel hervorgebracht. Sie verpflanzten mit Hilfe der Cis-Gentechnik ein Resistenzgen aus einem Wildapfel in das Genom eines Apfels der Sorte Gala. Das Gen schützt den Baum wirksam vor der Infektion.

Obstbauern fürchten den Feuerbrand. Immer wieder flackert die Infektion auf und richtet in Apfelpflanzungen grossen Schaden an. Im Jahr 2007, dem Jahr der letzten grossen Epidemie, entstanden in der Schweiz Schäden in der Höhe von 50 Mio. Franken. 250‘000 Bäume mussten vernichtet werden. Als Gegenmittel gegen den Krankheitserreger, das Bakterium Erwinia amylovora, setzen Bauern vor allem Spritzmittel mit dem Antibiotikum Streptomycin ein – eine umstrittene Methode, um Obstbäume und Ernten zu retten.


Mit Feuerbrand infizierte Jungbäume, denen ein Resistenzgen eingepflanzt wurde, wehren den Erreger ab. Ein normaler Gala-Apfelbaum (ganz links) stirbt aufgrund der Infektion ab.

Prof. Cesare Gessler, ETH Zürich

Forscher um den ETH-Pflanzenpathologen Cesar Gessler und vom Julius-Kühne-Institut in Deutschland stellen in der neusten Ausgabe der Fachzeitschrift «Plant Biotechnology Journal» nun einen gentechnisch veränderten Apfel der beliebten Sorte Gala vor der gegen Feuerbrand resistent ist. In einer früheren Publikation in der gleichen Zeitschrift präsentierten die ETH-Forscher schon eine Gala-Pflanze, die dank Einbau eines Resistenzgens aus einem Wildapfel auch gegen Schorf, eine häufige Pilzerkrankung, resistent ist.

Einzelnes Gen schützt genügend

Den Forscherinnen und Forschern ist es erstmals gelungen, das Gen für Feuerbrandresistenz in einem Wildapfel zu identifizieren, zu isolieren und seine Funktion als Resistenz vermittelndes Gen zu bestätigten. Das Gen trägt den genetischen Code für ein Protein, das ein Oberflächenprotein des Erregers erkennt und als Folge davon die Abwehrreaktion der befallenen Pflanze auslöst. Dieses eine Gen reicht aus, um die Pflanze vor der Krankheit zu schützen.

Cesare Gessler und seine Mitarbeiter brauchen dazu die sogenannten Cis-Gentechnik. Cisgenen Organismen werden mit den verfügbaren biotechnologischen Methoden zusätzliche Gene eingebaut. Diese sind jedoch nicht wie bei sogenannten transgenen Organismen artfremd. Vielmehr erhielt der Apfel nur Gene einer anderen Apfelsorte. Um zu erkennen, ob der Gentransfer erfolgreich war, wurde das Gen zwar mit weiteren, artfremden Genen markiert. Die Forscher haben es aber geschafft, diese Fremdgene nachträglich aus dem Genom des Gala-Apfels zu entfernen, sodass nur Wildapfel-Gene übrig bleiben.

An der Forschungsanstalt Agroscope in Wädenswil und in Deutschland wurden die mit dem Feuerbrand-Resistenzgen versehenen Apfelbäume im Gewächshaus auf ihre Resistenzeigenschaften überprüft. Die Forscher infizierten diese Pflanzen mit Feuerbrand. Dabei zeigte sich, dass das Resistenzgen die Bäume wirksam vor einer Infektion schützte.

Entwicklung für die Abfalltonne?

Obwohl Gessler die Früchte seiner jahrelangen Forschungs- und Entwicklungsarbeit nun ernten könnte, glaubt er nicht, dass Obstbauern solche cisgene Äpfel jemals anpflanzen werden. Einerseits besteht in der Schweiz nach wie vor das Gentech-Moratorium, das den Anbau von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) verbietet. Das betrifft auch cisgene Nutzpflanzen. «Zudem ist die Opposition gegen GVO in der Schweiz nach wie vor zu gross», sagt er. Und man beurteile bei der Zulassung hierzulande und in der EU im Gegensatz zu den USA nicht das einzelne Produkte, sondern die in der Züchtung verwendete Technologie. «Ändern sich weder Einstellung noch Gesetzgebung, dann wird der cisgene Gala-Apfel nie angebaut», bilanziert der Pflanzenpathologe.

Gessler ist kein GVO-Hardliner, der um jeden Preis gentechnisch veränderte Nutzpflanzen durchsetzen will. «Bei Nutzpflanzen wie der Banane, dem Maniok oder eben auch bei Äpfeln, die sich über Klone vermehren lassen, ist der Einsatz von Gentechnologie aber sinnvoll», sagt er. Konsumenten müssten sich vor Augen führen, dass ein Gala-Apfel aus biologischem Anbau mindestens 25-mal mit Kupfer und Schwefel behandelt werde, was Böden, Luft und Grundwasser stark belaste. Der gegen Schorf und Feuerbrand resistente cisgene Gala müsse nicht so behandelt werden und sei deshalb umweltschonender als ein biologisch angebauter.

Das Resistenzgen durch herkömmliche Züchtung einzukreuzen, daure hingegen zu lange, sagt Gessler. Die Sorte Gala müsste mit einem Wildapfel gekreuzt werden, und in den folgenden Generationen müssten die unerwünschten Eigenschaften des Wildapfels, die mit eingekreuzt werden, wieder weggezüchtet werden. Das kann viele Jahrzehnte dauern und schlussendlich entsteht dabei eine neue Sorte.

Mehr Resistenzgene für doppelte Sicherheit

Dem baldigen Anbau cisgener Apfelbäume steht noch eine weitere Hürde im Weg: «Das nun eingepflanzte Gen wirkt zwar schon, der Erreger braucht allerdings nur eine Mutation, um diese Resistenz zu umgehen. Das kann sehr schnell gehen», gibt Gessler zu bedenken. Es sei deshalb notwendig, dem cisgenen Gala-Apfel weitere Resistenzgene einzufügen, um deren Wirkung zu kumulieren. Dadurch sinkt die Wahrscheinlichkeit exponentiell, dass der Erreger den Infektionsschutz aushebelt. Erst dann könne daran gedacht werden, mit dem Pflanzen von cisgenen Bäumen im Freiland zu beginnen.

Weitere Informationen:

https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2014/03/resistent-...

Peter Rüegg | ETH Zürich

Weitere Berichte zu: Apfelbäume ETH Feuerbrand GVO Gen Infektion Nutzpflanzen Pflanze Resistent Wildapfel Züchtung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Neue Strategie zur Kupferreduktion im Pflanzenschutz entwickelt
21.02.2018 | Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)

nachricht Da haben wir den Salat: Erste Ernte aus aufbereitetem Abwasser im Forschungsprojekt HypoWave
20.02.2018 | ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics