Grüne Gentechnik
Die grüne Gentechnik oder Agrogentechnik ist die Anwendung gentechnischer Verfahren im Bereich der Pflanzenzüchtung. Das Ergebnis gentechnischer Verfahren sind gentechnisch veränderte Pflanzen. Insbesondere bezeichnet der Begriff Verfahren zur Herstellung pflanzlicher gentechnisch veränderter Organismen (GVO), in deren Erbgut gezielt einzelne Gene eingeschleust werden. Stammen diese Gene von anderen Arten, entstehen transgene Pflanzen. Die grüne Gentechnik ist somit Bestandteil der grünen Biotechnologie, wobei sich die Bezeichnung „grün“ in Abgrenzung zur „roten“ Biotechnologie und „weißen“ Biotechnologie auf die Anwendung an Pflanzen bezieht. Derzeit werden als gentechnisch veränderte Pflanzen insbesondere herbizid- und insektenresistente Pflanzensorten vermarktet. Grüne Gentechnik ist Teil der Bioökonomie.
Die grüne Gentechnik transferiert (anders als die herkömmliche Züchtung) gezielt Gene. Sie kann Artgrenzen sowie andere Kreuzungsbarrieren (wie etwa Unfruchtbarkeit) überschreiten. Die herkömmliche Pflanzenzüchtung hingegen nutzt als Alternative meist spontane oder induzierte Mutationen, deren Ausprägungen durch äußere Einflüsse (z. B. Kälteschocks oder radioaktive Bestrahlung) hervorgerufen werden. In beiden Fällen ist vor weiterer Züchtung eine selektive Sichtung der Mutationen erforderlich.
Die Frage, ob die Anwendung der grünen Gentechnik wünschenswert oder abzulehnen sei, ist in vielen Ländern lebhaft diskutiert worden. Dabei spielten unter anderem Aspekte der Ernährungssicherheit, des Umweltschutzes, der Wirtschaftlichkeit und des Verhältnisses der Gentechnik zur „Natürlichkeit“ eine Rolle.
Forschung und Techniken
Gentechnik in der Forschung
Moderne Pflanzenphysiologie untersucht oft molekulare Vorgänge in Pflanzen. Die Gentechnik ermöglicht es, das Verhalten von Genen in der Pflanze gezielt zu beeinflussen. Pflanzenzellen enthalten zwischen 20.000 und 60.000 Gene, deren Funktion bisher nur zu einem Bruchteil bekannt ist. Selbst bei der bestuntersuchten Pflanze (Arabidopsis thaliana) ist noch mehr als die Hälfte der Gene ohne bekannte Funktion.
Um die Funktion eines Gens zu erkennen, ist es in der Regel nötig, die Steuerung des Gens zu modifizieren. Hierfür werden oft drei verschiedene Pflanzenpopulationen untersucht. Die erste, unveränderte, Population wird als Wildtyp bezeichnet. Bei der zweiten Population wird das zu untersuchende Gen hinter einen viralen Promotor kloniert und in die Pflanze übertragen. Diese Population produziert vermehrt das Genprodukt des Gens (meist ein Protein). Diese Population besteht aus Überexpressoren. Eine dritte Population produziert das Genprodukt in geringerem Maße (Knockdown) oder gar nicht mehr (Knockout). Für „Knock down“ wird vorwiegend die Technik der RNA-Interferenz (RNAi) eingesetzt. Klassische „Knock out“-Pflanzen sind T-DNA-Insertionslinien, so dass entweder ein trunkiertes Protein entsteht, welches keine Funktion hat, oder der Promoter des Wildtyp-Gens ist durch die T-DNA-Insertion zerstört. Mit Hilfe der RNAi können „Knock down“-Pflanzen erzeugt werden, wenn zum Beispiel ein „Knock out“ im homozygoten Zustand letal ist. Ein „Knock down“ durch RNAi bietet die Möglichkeit, verschiedene Expressionslevel des Wildtyp-Gens auf Grund der unterschiedlichen Effizienz verschiedener RNAi-Konstrukte zu untersuchen.
Auch komplizierte Regulationsmechanismen sollen aufgeklärt werden, indem nicht nur das Genprodukt, sondern auch die gesamten Änderungen innerhalb der Zelle bzw. Pflanze betrachtet werden. Diese Methoden sollen das klassische Durchmustern von Mutanten um eine viel gezieltere Technik erweitern, mit der es möglich ist, den Effekt gefundener „Kandidatengene“ direkt zu untersuchen.
Zusätzlich zu den oben genannten Techniken gehören auch deskriptive Techniken zur gentechnischen Pflanzenforschung. So werden über Polymerase-Kettenreaktionen (PCR) Gene kloniert, es werden Häufigkeiten von Transkripten (Bauanleitungen für Proteine) mittels quantitativer PCR bestimmt oder mittels so genannter DNA-Chips gleich die meisten Gene einer Pflanze in ihrer Ablesehäufigkeit bestimmt.
In der modernen grünen Gentechnik ist der Agrobacterium-vermittelte horizontale Gentransfer eine wichtige Technik. Bei dieser gentechnischen Methode werden einzelne Erbfaktoren von Zellen eines Organismus in Zellen eines anderen Lebewesens übertragen. Sie wurde in den 1980er Jahren von Jozef Schell und Marc van Montagu entwickelt.
Die somatische Hybridisierung, eine weitere wichtige Methode, erlaubt es, gewünschte Merkmale verschiedener Elternpflanzen zu kombinieren. Im Vergleich zum Agrobacterium-vermittelten Gentransfer müssen hierbei keine spezifischen Gene identifiziert und isoliert werden. Außerdem wird damit die Einschränkung der Transformation überwunden, nur wenige Gene in ein vorgegebenes Erbgut einführen zu können. Auch kann bei der Zellfusion die Chromosomenzahl der Zellen multipliziert werden, also die Anzahl der Chromosomensätze (Ploidiegrad) erhöht werden. Dies kann die Ertragsfähigkeit von Pflanzen steigern. Molekulare Marker oder biochemische Analysen werden genutzt, um aus der somatischen Hybridisierung hervorgegangene Pflanzen zu charakterisieren und zu selektieren.
Gentechnik in der Pflanzenzüchtung
Es existieren eine Reihe gentechnischer Methoden, die nicht alle die Herstellung transgener Pflanzen zum Ergebnis haben. Breite Anwendung haben seit Ende der 1990er Jahre drei Methoden gefunden, um transgene Pflanzen herzustellen: Gentransfer durch Agrobacterium tumefaciens, Biolistische Gentransfers und Protoplastentransformation.<ref>Frank Kempken, Renate Kempken: Gentechnik bei Pflanzen. 2. Auflage. 2003, ISBN 3-540-01216-8, S. 83.</ref> Daneben haben sich in den letzten Jahren verfeinerte gentechnische Methoden etabliert (Cisgenese, Intragenese, Genome Editing), bei denen der Transfer artfremder Gene nur eines von mehreren verschiedenen Anwendungsfeldern darstellt.<ref>N. Podevin, Y. Devos, H. V. Davies, K. M. Nielsen: Transgenic or not? No simple answer! New biotechnology-based plant breeding techniques and the regulatory landscape. In: EMBO Rep. Band 13 2012, S. 1057–1061. doi:10.1038/embor.2012.168</ref> Schließlich lassen sich gentechnisch veränderte Pflanzen auch als Unterlagen zum Pfropfen nutzen.
Transfer durch Agrobacterium tumefaciens
Agrobacterium tumefaciens ist ein Bodenbakterium, das ein spezielles Plasmid in das pflanzliche Genom integriert. Auf diesem Weg werden bei Pflanzen Gallen am Wurzelhals als Lebensraum und zugleich die Produktion bestimmter Nährstoffe, so genannter Opine, ausgelöst. Dies macht man sich in der Gentechnik zunutze, indem man das Plasmid, das Tumorbildung und Opinproduktion auslöst, stilllegt und um ein kleineres Plasmid mit Fremdgenen ergänzt, das zuvor in Escherichia coli zusammengesetzt wurde (binäres Vektorsystem).<ref name="Frame, B. R. 2002">B. R. Frame, H. X. Shou u. a.: Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of maize embryos using a standard binary vector system. In: Plant Physiology. Band 129, Nr. 1, 2002, S. 13–22. doi:10.1104/pp.000653</ref> Anschließend werden Pflanzenstücke mit diesen Bakterienstämmen infiziert, transgene Gewebe selektiert und mittels In-vitro-Kultur wieder zu vollständigen Pflanzen herangezogen.<ref name="Frame, B. R. 2002" /><ref name="Kempken">Frank Kempken, Renate Kempken: Gentechnik bei Pflanzen. 3. Auflage. 2006, ISBN 3-540-33661-3, S. 83–91.</ref><ref>V. Sidorov, L. Gilbertson u. a.: Agrobacterium-mediated transformation of seedling-derived maize callus. In: Plant Cell Reports. Band 25, Nr. 4, 2006, S. 320–328. doi:10.1007/s00299-005-0058-5</ref>
Damit Agrobacterium tumefaciens Pflanzenzellen transformieren kann, müssen diese als Folge einer Verletzung phenolische Substanzen ausschütten, die als „Lockstoff“ für das Bakterium dienen. Da nur sehr wenige einkeimblättrige Pflanzen dies tun, ist der Einsatz weitgehend auf zweikeimblättrige Pflanzen begrenzt. Allerdings konnte durch Zugaben entsprechender Stoffe (z. B. Acetosyringon)<ref>D. J. James, S. Uratsu u. a.: Acetosyringone and osmoprotectants like betaine or proline synergistically enhance Agrobacterium-mediated transformation of apple. In: Plant Cell Reports. Band 12, Nr. 10, 1993, S. 559–563. doi:10.1007/bf00233060</ref> das Anwendungsgebiet auf einige Einkeimblättrige und sogar Pilze vergrößert werden. Eine weitere Einschränkung ist, dass Agrobacterium tumefaciens sich ausschließlich zur Transformation der Chromosomen des Zellkerns eignet.<ref name="Kempken" />
Biolistische Transfers
Ein biolistischer Transfer ist im Gegensatz dazu eine rein mechanische Methode des Gentransfers. Hier wird DNA auf Gold- oder Wolframpartikel aufgebracht, die anschließend mit Geschwindigkeiten von mehr als 1.300 m/s in die Zellen geschossen werden.<ref name="Kempken" /> Dies wird mit Hilfe einer Genkanone durchgeführt.
Da die Partikel sehr klein sind, bleiben Zelle und Zellwand dabei weitgehend unbeschädigt. Weitere Vorteile sind, dass das Verfahren für Zellen jedweder Lebewesen geeignet ist, auch auf die DNA von Mitochondrien und Plastiden angewandt werden kann und dass die mögliche Anzahl der transferierten Gene relativ hoch ist. Problematisch ist allerdings, dass der Gentransfer relativ instabil ist, häufig kommt es nur zu einer sogenannten „transienten Expression“, die eingefügte DNA ist also nur vorübergehend aktiv und verliert sich später wieder. Auch kommt es manchmal dazu, dass nur Teile des erzielten Gewebes aus transformierten Zellen bestehen.<ref name="Kempken" /><ref>B. R. Frame, H. Y. Zhang u. a.: Production of transgenic maize from bombarded type II callus: Effect of gold particle size and callus morphology on transformation efficiency. In: In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant. Band 36, Nr. 1, 2000, S. 21–29. doi:10.1007/s11627-000-0007-5</ref><ref>R. Brettschneider, D. Becker, u. a.: Efficient transformation of scutellar tissue of immature maize embryos. In: Theoretical and Applied Genetics. Band 94, Nr. 6–7, 1997, S. 737–748. doi:10.1007/s001220050473</ref>
Protoplastentransformation
Ein dritter möglicher Weg ist die Protoplastentransformation. Hierbei werden die Zellen des zu transformierenden Gewebes zuerst durch Pektinasen vereinzelt (siehe Protoplastenkultur) und anschließend durch Zellulasen die Zellwände aufgelöst (Protoplastenisolation). So erhält man nur noch durch die Zellmembran zusammengehaltene Protoplasten.<ref name="Kempken" />
Für den eigentlichen Gentransfer wird diesen Protoplasten entweder Polyethylenglykol hinzugefügt oder es erfolgt ein Transfer nach einem kurzen Stromstoß (Elektroporation), wodurch die Membran durchlässig für die DNA wird. Die Methode ist zwar bei allen Pflanzen anwendbar, allerdings ist es äußerst schwierig, anschließend aus den Protoplasten wieder Pflanzen zu regenerieren.<ref name="Kempken" />
Cisgenese
Transgene Pflanzen enthalten Gene anderer Arten, die durch natürliche Kreuzungen nicht in die Pflanze gelangen können. Es wird somit eine natürliche Barriere überschritten, deren langfristige Folgen nicht eindeutig gewertet werden können. Um diese Risiken auszuschließen, wurden sogenannte cisgene Pflanzen entwickelt, die nur Gene kreuzbarer Arten enthalten.<ref name="Holme">I. B. Holme, T. Wendt, P. B. Holm: Intragenesis and cisgenesis as alternatives to transgenic crop development. In: Plant BiotechnolJ. Band 11, 2013, S. 395–407. doi:10.1111/pbi.12055</ref> Der Prozess wird als Cisgenese bezeichnet. Cisgene Pflanzen enthalten nur eine einzige integrierte DNA-Sequenz, die das proteincodierende Gen mit seinen Regulationssequenzen (Promotor und Terminator) enthält. Eine solche cisgene Pflanze könnte auch durch natürliche Kreuzung entstehen, wobei aber langwierige Rückkreuzungen nötig wären, um unerwünschte Gene zu entfernen ({{#invoke:Vorlage:lang|flat}}). Ein vielversprechendes Beispiel einer cisgenen Pflanze sind Kartoffeln, die gegen Kraut- und Knollenfäule resistent sind. Hierzu wurden Gene aus Wildkartoffeln isoliert und in beliebte Kartoffelsorten wie zum Beispiel Désirée eingefügt.<ref>K. R. Jo, C. J. Kim, S. J. Kim, T. Y. Kim, M. Bergervoet, M. A. Jongsma, R. G. Visser, E. Jacobsen, J. H. Vossen: Development of late blight resistant potatoes by cisgene stacking. In: BMC biotechnology. Band 14, 2014, S. 50. doi:10.1186/1472-6750-14-50</ref> Die zunächst hergestellte Fortuna ist keine rein cisgene Kartoffel, da sie noch Fremd-DNA enthält, die aus Bakterien und Agrobacterium tumefaciens stammt.
Intragenese
Wenn das eingebrachte DNA-Stück aus einer kreuzbaren Art entstammt, aber aus mehreren Fragmenten zusammengesetzt ist, spricht man von einer intragenen Pflanze und der Prozess wird als Intragenese bezeichnet.<ref name="Holme" /> Eine intragene Pflanze enthält zwar nur DNA-Stücke aus kreuzbaren Arten, aber es ist sehr unwahrscheinlich, dass diese Anordnung bei Kreuzung der verschiedenen Arten entstehen könnte.
Genome Editing
Eine gezielte Veränderung in der DNA-Sequenz an einem vorher bestimmten Gen wird als Genome Editing bezeichnet. Hierbei wird eine Endonuklease in die Zelle eingebracht, die die erwünschte DNA-Sequenz spezifisch erkennt und schneidet.<ref name="Voytas, D.F. 2014">D. F. Voytas, C. Gao: Precision genome engineering and agriculture: opportunities and regulatory challenges. In: PLOS Biol. Band 12, 2014, S. e1001877. doi:10.1371/journal.pbio.1001877</ref> Als Endonukleasen werden Zinkfingernukleasen, Transcription Activator-like Effector Nucleases (TALENs) oder das CRISPR/Cas-System eingefügt. Der entstandene Doppelstrangbruch wird von der Zelle erkannt und repariert (non-homologous end joining, NHEJ). Bei dieser Reparatur wird häufig ein Fehler gemacht, so dass an der reparierten Stelle eine Mutation erscheint. Damit ist eine gezielte Mutagenese praktisch jedes Gens einer Pflanzenzelle möglich. Sofern die Endonuklease, die den gezielten Bruch in der DNA ausgelöst hat, in der Zelle nicht mehr vorhanden ist, kann die durch Genome Editing veränderte Pflanze von einer mit klassischen Verfahren mutierten Pflanze nicht unterschieden werden. Um die Reparatur des Doppelstrangbruchs zu beeinflussen, kann neben der sequenzspezifischen Nuklease eine kurze DNA zugegeben werden, die die Sequenz des Bruchpunktes umfasst.<ref name="Voytas, D.F. 2014" /> In diesem Fall wird die Reparatur diese DNA als Matrize verwenden. Bei diesem Prozess, der als homologe Rekombination bezeichnet wird, enthält die reparierte Stelle die Sequenz der zugegebenen DNA und somit eine gezielte Veränderung der DNA an einer wohl definierten Stelle. Diese Veränderung kann einen einzigen Basenaustausch in der DNA beinhalten, aber auch eine Insertion eines ganzen Gens umfassen. Die Technik erlaubt somit eine Insertion eines Gens an einer genau definierten Stelle im Genom.
Pfropfen mit GVP
Das Pfropfen kann mit gentechnisch veränderten Pflanzen erfolgen, wobei entweder der Edelreiser oder die Unterlage das genveränderte Material enthält. Wenn die Unterlage genverändert ist, so werden die Früchte keinen gentechnisch veränderten Organismus darstellen.<ref>M. Lusser, C. Parisi, D. Plan, E. Rodriguez-Cerezo: Deployment of new biotechnologies in plant breeding. In: Nat Biotech. Band 30, 2012, S. 231–239. doi:10.1038/nbt.2142</ref>
Merkmale, Anwendungen
Die Ziele der grünen Gentechnik unterscheiden sich prinzipiell nicht von denjenigen jahrtausendealter traditioneller Pflanzenzucht. Es geht um eine Verbesserung der Eigenschaften von Pflanzen.
Jeder Gentransfer wird mit dem Ziel ausgeführt, den Pflanzen ein gewünschtes Merkmal ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}) zu übertragen. Man unterscheidet Eigenschaften, die für den Anbau interessant sind, und solche, welche der besseren Vermarktung dienen. Für den Anbau ist insbesondere die Herbizidtoleranz und die Schädlingskontrolle wichtig. Für die Vermarktung stehen die Verbesserung des Nährstoffgehalts und die verbesserte Herstellung von Industrierohstoffen im Vordergrund.
Das Ergebnis einer Transformation wird als Event (engl. für Ereignis) bezeichnet. Verschiedene Events können zu demselben Merkmal führen. Zunehmend sind auch GV-Pflanzen mit Kombinationen mehrerer Merkmale verfügbar. Man spricht hier von Stacked Events (engl. für gestapelt).<ref>J. Gressel u. a.: How well will stacked transgenic pest/herbicide resistances delay pests from evolving resistance? In: Pest Manag Sci. Band 73, Nr. 1, 2017, S. 22–34. doi:10.1002/ps.4425</ref> Neue Sorten mit mehreren Merkmalen können Ergebnis der Kooperation von Unternehmen sein. So haben z. B. Monsanto und Dow AgroSciences bei der Entwicklung von SmartStax-Maissorten zusammengearbeitet.<ref>N. P. Storer u. a.: Application of pyramided traits against Lepidoptera in insect resistance management for Bt crops. In: GM Crops Food. Band 3, Nr. 3, 2012, doi:10.4161/gmcr.20945</ref>
Weltweit wurden im Jahr 2016 auf 185 Millionen Hektaren gentechnisch veränderte Pflanzen angebaut. Die vier wichtigsten Agrarpflanzen (Anteil in % der gesamten GVO) sind Soja (50 %), Mais (33 %), Baumwolle (12 %), und Raps (5 %). Luzerne, Zuckerrüben und Papaya machen je weniger als 1 % der GVO Anbaufläche aus.<ref>Tabelle 34 in ISAAA (2016). Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2016. ISAAA Brief No. 52.</ref> Bei Soja und Baumwolle werden in der Zwischenzeit weltweit vorwiegend gentechnisch veränderte Pflanzen angebaut, da diese Kulturpflanzen zum größten Teil in Ländern angebaut werden, in denen der Anbau von gentechnisch veränderten Pflanzen erlaubt ist. Für Soja sind dies 78 % und für Baumwolle 64 %. Im Gegensatz dazu werden nur 33 % des Mais und 24 % des Raps als GVO angebaut.<ref>Figure 11 in ISAAA (2016). Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2016. ISAAA Brief No. 52.</ref>
Eigenschaften, die die Agronomie betreffen
Herbizidresistenz
Die Begriffe Herbizidresistenz und Herbizidtoleranz werden in der Regel gleichwertig verwendet.
Die Bekämpfung von Unkräutern in Kulturpflanzungen mit Herbiziden ist eine Methode, die in der Hoffnung auf einen möglichst hohen Ertrag eingesetzt wird. Durch Übertragung von Genen, die eine Resistenz gegen bestimmte Herbizide vermitteln, werden Nutzpflanzen erzeugt, die gegen diese Herbizide resistent sind. Der Einsatz solcher gentechnisch veränderter Nutzpflanzen ermöglicht eine einfache Unkrautbekämpfung, da durch den Einsatz des entsprechenden Herbizids alle Unkräuter absterben, während die gentechnisch veränderten Pflanzen weiter wachsen.
Die Herbizidresistenz war im Jahr 2012 die mit Abstand am weitesten verbreitete genetische Veränderung beim kommerziellen Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen, mit weltweit etwa 145 Millionen Hektar Anbaufläche herbizidresistenter Arten.<ref>GM crops: A story in numbers. In: Nature. Band 497, 2. Mai 2013, S. 22–23, doi:10.1038/497022a</ref> Dabei waren fast 45 Millionen Hektar mit Pflanzen angebaut, die neben der Herbizidresistenz auch eine Insektenresistenz enthielten (Stacked Events).
Der erste Durchbruch gelang durch die Übertragung des EPSPS-Gens (5-Enolpyruvylshikimat-3-phosphat-Synthase) aus dem Bodenbakterium Agrobacterium tumefaciens, das eine Resistenz gegenüber dem Herbizid Glyphosat (Markenname Roundup von Monsanto) vermittelt. Diese Glyphosatresistenz wurde insbesondere in Mais, Raps, Soja, Baumwolle, Luzerne und Zuckerrüben übertragen.<ref>S. O. Duke, S. B. Powles: Glyphosate: a once-in-a-century herbicide. In: PestManagSci. Band 64, 2008, S. 319–325. doi:10.1002/ps.1518</ref>
Entsprechend wurde das PAT-Protein (Phosphinothricin Acetyl-Transferase) aus dem bar- oder pat-Gen, die beide aus unterschiedlichen Streptomyces-Arten stammen, in Mais, Raps und Baumwolle übertragen, um eine Resistenz gegen Glufosinat (Markenname Liberty oder Basta von Bayer) auszulösen.<ref>C. Hérouet u. a.: Safety evaluation of the phosphinothricin acetyltransferase proteins encoded by the pat and bar sequences that confer tolerance to glufosinate-ammonium herbicide in transgenic plants. In: Regul Toxicol Pharmacol. Band 41, Nr. 2, 2005, S. 134–149. doi:10.1016/j.yrtph.2004.11.002</ref>
Da in den letzten Jahren durch den häufigen Einsatz von Glyphosat weltweit 24 Unkräuter resistent geworden sind und damit die selektive Wirkung des Herbizids teilweise dramatisch verloren gegangen ist,<ref>I. Heap: Global perspective of herbicide-resistant weeds. In: Pest ManagSci. Band 70, 2014, S. 1306–1315. doi:10.1002/ps.3696</ref> werden Nutzpflanzen entwickelt, die Resistenzgene enthalten, die im Zusammenspiel mit anderen Herbiziden wirken. Im Vordergrund stehen die Verbindungen Dicamba,<ref>M. R. Behrens, N. Mutlu, S. Chakraborty, R. Dumitru, W. Z. Jiang, B. J. LaVallee, P. L. Herman, T. E. Clemente, D. P. Weeks: Dicamba Resistance: Enlarging and Preserving Biotechnology-Based Weed Management Strategies. In: Science. Band 316, 2007, S. 1185–1188. doi:10.1126/science.1141596</ref> 2,4-D (2,4-Dichlorphenoxyessigsäure),<ref>T. R. Wright, G. Shan, T. A. Walsh, J. M. Lira, C. Cui, P. Song, M. Zhuang, N. L. Arnold, G. Lin, K. Yau u. a.: Robust crop resistance to broadleaf and grass herbicides provided by aryloxyalkanoate dioxygenase transgenes. In: ProcNatlAcadSciUSA. Band 107, 2010, S. 20240–20245. doi:10.1073/pnas.1013154107</ref> Imazapyr,<ref>C. T. Citadin, A. R. Cruz, F. J. Aragao: Development of transgenic imazapyr-tolerant cowpea (Vigna unguiculata). In: Plant Cell Rep. Band 32, 2013, S. 537–543. doi:10.1007/s00299-013-1385-6</ref> HPPD (4-Hydroxyphenylpyruvat-Dioxygenase)-Hemmer,<ref>M. Matringe, A. Sailland, B. Pelissier, A. Rolland, O. Zink: p-Hydroxyphenylpyruvate dioxygenase inhibitor-resistant plants. In: Pest Manag Sci. Band 61, 2005, S. 269–276. doi:10.1002/ps.997</ref> ACCase (Acetyl-CoA-Carboxylase)-Hemmer<ref>S. S. Kaundun: Resistance to acetyl-CoA carboxylase-inhibiting herbicides. In: Pest Manag Sci. Band 70, 2014, S. 1405–1417. doi:10.1002/ps.3790</ref> und ALS (Acetolactat-Synthase)-Hemmer (Sulfonylharnstoffe).<ref>M. Endo, T. Shimizu, S. Toki: Selection of transgenic rice plants using a herbicide tolerant form of the acetolactate synthase gene. In: Methods Mol Biol. Band 847, 2012, S. 59–66. {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}</ref>
Um das Entstehen von Resistenzen zu verzögern, werden zusätzlich Nutzpflanzen entwickelt, die gleichzeitig mehrere Resistenzgene gegen unterschiedliche Herbizide enthalten.<ref>E. Waltz: Glyphosate resistance threatens Roundup hegemony. In: NatBiotechnol. Band 28, 2010, S. 537–538. doi:10.1038/nbt0610-537</ref> Das Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten (USDA) hat fünf Soja-, zwei Mais- und eine Baumwollsorte mit je zwei unterschiedlichen Resistenzgenen (Stand März 2015) für den kommerziellen Anbau (nonregulated status) zugelassen.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20150330065236
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Es ist zurzeit umstritten, ob die Regeln für den Einsatz der entsprechenden Herbizide ausreichen, um einen weiteren Anstieg herbizidresistenter Unkräuter zu vermindern.<ref>D. A. Mortensen, J. F. Egan, B. D. Maxwell, M. R. Ryan, R. G. Smith: Navigating a critical juncture for sustainable weed management. In: BioScience. Band 62, 2012, S. 75–84. doi:10.1525/bio.2012.62.1.12</ref>
Insektenresistenz
Bt-Toxine aus dem Bakterium Bacillus thuringiensis werden als Präparate seit Jahrzehnten im biologischen Pflanzenschutz oder zur Stechmückenbekämpfung eingesetzt. Molekulare Analysen haben gezeigt, dass eine Vielfalt an unterschiedlichen Bt-Toxinen (auch als Cry-Proteine bezeichnet) vorkommen, die teilweise selektiv gegen bestimmte Raupen von Schmetterlingen oder Käfern wirken. Durch Übertragung entsprechender bakterieller Gene in Nutzpflanzen wurde erreicht, dass die Pflanzen eigenständig Gifte gegen bestimmte Schädlinge erzeugen.<ref>A. Bravo, S. Likitvivatanavong, S. S. Gill, M. Soberon: Bacillus thuringiensis: A story of a successful bioinsecticide. In: Insect biochemistry and molecular biology. Band 41, 2011, S. 423–431. doi:10.1016/j.ibmb.2011.02.006</ref> Die Vielfalt der Bt-Toxine widerspiegelt sich in einer Vielzahl von Bt-Toxin produzierenden Nutzpflanzen, die zum Anbau zugelassen sind. Da die Schädlinge zum Teil gegen ein bestimmtes Bt-Toxin resistent werden, werden häufig gleichzeitig unterschiedliche Bt-Toxine eingeführt. Wenn man die zusätzlich eingeführten Herbizidresistenzgene berücksichtigt, so findet man im November 2017 in der Datenbank der ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications) 200 Events für Mais und 44 für Baumwolle.<ref>GM Approval Database</ref> SmartStax Mais, eine gemeinsame Entwicklung von Monsanto und Dow AgroSciences, enthält sechs unterschiedliche Bt-Toxine sowie zwei Herbizidresistenzgene (Glyphosat und Glufosinat).<ref>G. Sanahuja, R. Banakar, R. M. Twyman, T. Capell, P. Christou: Bacillus thuringiensis: a century of research, development and commercial applications. In: Plant BiotechnolJ. Band 9, 2011, S. 283–300. doi:10.1111/j.1467-7652.2011.00595.x</ref> Bt-Aubergine wird seit 2014 mit Erfolg in Bangladesch angebaut und ist somit die erste gentechnisch veränderte Nahrungspflanze, die in einem Entwicklungsland für kommerzielle Zwecke verwendet wird. Im Jahr 2018 konnte der Einsatz von Spritzmitteln drastisch reduziert und ein 6-facher Profit erzielt werden.<ref>A. M. Shelton u. a.: Bt Brinjal in Bangladesh: The First Genetically Engineered Food Crop in a Developing Country. In: Cold Spring Harb Perspect Biol. 2019, doi:10.1101/cshperspect.a034678</ref>
In den letzten Jahren hat sich ein neuer gentechnischer Ansatz ergeben, um Schadinsekten zu bekämpfen. Hierzu wird ein Stück eines lebensnotwendigen Gens des Schädlings so in die Pflanze eingefügt, dass eine doppelsträngige RNA entsteht. Beim Fressen dieser Pflanze nimmt der Schädling diese RNA auf und durch RNA-Interferenz wird die Funktion dieses lebensnotwendigen Gens im Schädling blockiert, so dass das Insekt stirbt. Mit dieser Methode konnte in Laborversuchen unter anderem in transgenem Mais der Westliche Maiswurzelbohrer mit Erfolg bekämpft werden.<ref>K. H. Gordon, P. M. Waterhouse: RNAi for insect-proof plants. In: Nat Biotechnol. Band 25, 2007, S. 1231–1232. doi:10.1038/nbt1107-1231</ref> In Kartoffeln ist auch eine erfolgreiche Bekämpfung des Kartoffelkäfers mit dieser Methode möglich.<ref>S. Whyard: Plant science. Insecticidal RNA, the long and short of it. In: Science. Band 347, 2015, S. 950–951. doi:10.1126/science.aaa7722</ref> Der Einsatz der RNA-Interferenz ermöglicht die Bekämpfung von Schadinsekten, die auf Bt-Toxine nicht reagieren oder durch den Einsatz der Bt-Toxine resistent geworden sind. Im Juni 2017 wurde in den USA die Maissorte SmartStax PRO zum Anbau zugelassen, die nicht nur mit mehreren Bt-Toxinen, sondern auch durch RNA-Interferenz den Westlichen Maiswurzelbohrer bekämpft.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:EPA Registers Innovative Tool to Control Corn Rootworm|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=EPA Registers Innovative Tool to Control Corn Rootworm}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.epa.gov/pesticide-registration/epa-registers-innovative-tool-control-corn-rootworm%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=EPA Registers Innovative Tool to Control Corn Rootworm}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.epa.gov/pesticide-registration/epa-registers-innovative-tool-control-corn-rootworm}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=EPA Registers Innovative Tool to Control Corn Rootworm}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:US EPA{{#if: 2017-11-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Da eine intensive Wechselwirkung zwischen Pflanzen und Insekten existiert, sind zielgerichtete gentechnische Eingriffe denkbar. So zeigte das Agrarforschungsinstitut Rothamsted Research, dass ein in Weizen eingebrachtes Gen aus der Pfefferminze, das den Duftstoff β-Farnesen produziert, in Laborversuchen einerseits Blattläuse vertreibt und andererseits eine parasitäre Schlupfwespe anlockt, die Eier in die Blattläuse ablegt. Entsprechende Freilandversuche waren aber ohne Erfolg, was auf die beschränktere Aussagekraft von Laborversuchen hinweist.<ref>T. J. Bruce u. a.: The first crop plant genetically engineered to release an insect pheromone for defence. In: Sci Rep. Band 5, 2015, Art. 11183. doi:10.1038/srep11183</ref>
Virusresistenz
Virusresistenz von Nutzpflanzen wird vorwiegend durch die transgene Expression des Hüllproteins des entsprechenden Virus erreicht. Alternativ wird die Virusresistenz durch die Expression von Genfragmenten des zu bekämpfenden Virus vermittelt, um durch RNA-Interferenz die virale Funktion zu unterbinden.<ref>L. C. Galvez u. a.: Engineered plant virus resistance. In: Plant Sci. 228c, 2014, S. 11–25. doi:10.1016/j.plantsci.2014.07.006</ref> Als erste Anwendung wurde in den 1990er Jahren virusresistente Papaya erzeugt, um den durch das Papayaringfleckenvirus bedrohten Papayaanbau in Hawaii mit Erfolg zu retten.<ref>S. Tripathi u. a.: Papaya ringspot virus-P: characteristics, pathogenicity, sequence variability and control. In: Mol Plant Pathol. Band 9, Nr. 3, 2008, S. 269–280. doi:10.1111/j.1364-3703.2008.00467.x</ref> Im November 2017 waren neben Papaya virusresistente Gartenbohnen, Pflaumen, Kartoffeln, Gartenkürbisse, Paprika und Tomaten zum kommerziellen Anbau zugelassen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:GM Events with Viral disease resistance|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=GM Events with Viral disease resistance}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/gmtrait/default.asp?TraitID=7&GMTrait=Viral%2520disease%2520resistance%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=GM Events with Viral disease resistance}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/gmtrait/default.asp?TraitID=7&GMTrait=Viral%2520disease%2520resistance}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=GM Events with Viral disease resistance}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications{{#if: 2017-11-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Bakterienresistenz
Bei der Selektion von Kulturpflanzen durch den Menschen werden in der Regel Eigenschaften ausgewählt, die den Geschmack und den Ertrag günstig beeinflussen, ohne dass man den Verlust von Resistenzgenen gegen Pflanzenkrankheiten genügend berücksichtigt. Das nachträgliche Wiedereinführen verloren gegangener Resistenzgene in beliebte Kulturpflanzen durch klassische Züchtung ist sehr zeitaufwendig, kann aber mit gentechnischen Methoden mit relativ geringem Aufwand durchgeführt werden.<ref>M. G. Palmgren u. a.: Are we ready for back-to-nature crop breeding? In: Trends Plant Sci. Band 20, Nr. 3, 2015, S. 155–164. doi:10.1016/j.tplants.2014.11.003</ref>
Feuerbrand ist eine bakterielle Erkrankung von Pflanzen, die unter anderem den Apfelbaum befallen kann und meldepflichtig ist. Da zur Bekämpfung der Ausbreitung der Krankheit neben Schnitt und Rodung auch das Antibiotikum Streptomycin eingesetzt wird, dessen Anwendung umstritten ist, hat man resistente Apfelsorten gezüchtet (z. B. Remo, die für die Most- und Saftherstellung geeignet ist). Solche Züchtungen sind sehr langwierig, da man etwa über fünf Generationen züchten muss, was 20 bis 50 Jahren entspricht, um unerwünschte Eigenschaften wie zum Beispiel kleine Früchte wegzuselektionieren ohne das Resistenzgen zu verlieren. Alternativ bietet sich die Gentechnik an, um gezielt Resistenzgene aus Wildformen in einen etablierten Kulturapfel einzubringen. So hat man mit Erfolg das Resistenzgen gegen den Feuerbrand aus dem Sibirischen Holzapfel in die Apfelsorte Gala übertragen.<ref>T. D. Kost u. a.: Development of the First Cisgenic Apple with Increased Resistance to Fire Blight. In: PLoS ONE. Band 10, Nr. 12, 2015, Art. e0143980. doi:10.1371/journal.pone.0143980</ref> Da dieser gentechnisch veränderte feuerbrandresistente Gala Apfel keine Fremd-DNA enthält, ist er als cisgen einzustufen. Im Jahr 2016 wurde in der Schweiz dem Forschungsinstitut Agroscope vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) eine Bewilligung erteilt, die Eigenschaften dieses cisgenen Apfels in Freilandversuchen bis 2021 zu testen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Cisgene Apfelbäume mit verbesserter Resistenz gegen Feuerbrand|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Cisgene Apfelbäume mit verbesserter Resistenz gegen Feuerbrand}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.agroscope.admin.ch/agroscope/de/home/themen/umwelt-ressourcen/biosicherheit/gv-pflanzen/protectedsite/projekte/cisgene-apfelbaeume-feuerbrandresistenz.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Cisgene Apfelbäume mit verbesserter Resistenz gegen Feuerbrand}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.agroscope.admin.ch/agroscope/de/home/themen/umwelt-ressourcen/biosicherheit/gv-pflanzen/protectedsite/projekte/cisgene-apfelbaeume-feuerbrandresistenz.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Cisgene Apfelbäume mit verbesserter Resistenz gegen Feuerbrand}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:admin.chAgroscope{{#if: 2017-11-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Pilzresistenz
Kraut- und Knollenfäule
Algenähnliche Pilze wie die Gattung Phytophthora infestans gehören zu den Pflanzenschädlingen, die die höchsten Ernteschäden verursachen, etwa durch die Kraut- und Knollenfäule bei Tomaten und Kartoffeln. Mit konventionellen Züchtungsmethoden erreicht man zwar hier durch Einkreuzung mexikanischer Wildrassen eine gewisse Resistenz, jedoch werden auch unerwünschte Eigenschaften übertragen, die dann in langwierigen Verfahren wieder herausgezüchtet werden müssen. Alternativ werden chemische Fungizide ausgebracht – pro Anbausaison bis zu sechzehnmal – oder etwa im Biolandbau Kupfersulfate, die aber zu einer starken Bodenbelastung führen.<ref>G. Gheysen, R. Custers: Why Organic Farming Should Embrace Co-Existence with Cisgenic Late Blight–Resistant Potato. In: Sustainability. Band 9, Nr. 2 2017, S. 172. doi:10.3390/su9020172</ref> Um die Kraut- und Knollenfäule zu bekämpfen, wurden mit gentechnischen Methoden Resistenzgene aus Wildkartoffeln in etablierte Kartoffelsorten übertragen. Zunächst wurde vom Chemieunternehmen BASF die Kartoffelsorte „Fortuna“ hergestellt, die zwei Resistenzgene aus einer südamerikanischen Wildkartoffelsorte enthält. Nach ersten Freilandversuchen entschied BASF im Jahr 2012 angesichts der kritischen Beurteilung durch die Öffentlichkeit generell, auf eine Weiterentwicklung gentechnisch veränderter Pflanzen für den europäischen Markt zu verzichten.<ref>C. Dixelius, T. Fagerstrom, J. F. Sundström: European agricultural policy goes down the tubers. In: Nat Biotechnol. Band 30, 2012, S. 492–493. doi:10.1038/nbt.2255</ref> Seit 2009 werden cisgene Kartoffeln mit mehreren Resistenzgenen gegen Phytophthora von der Universität Wageningen (Niederlanden) in mehreren europäischen Ländern getestet.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffeln: Neue Strategien gegen einen trickreichen Erreger|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffeln: Neue Strategien gegen einen trickreichen Erreger}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.transgen.de/forschung/843.kraut-knollenfaeule-kartoffeln-cisgen.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffeln: Neue Strategien gegen einen trickreichen Erreger}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.transgen.de/forschung/843.kraut-knollenfaeule-kartoffeln-cisgen.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffeln: Neue Strategien gegen einen trickreichen Erreger}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:transgen.de{{#if: 2017-11-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Apfelschorf
Apfelschorf ist eine häufige Pilzkrankheiten beim Kulturapfel, die den Einsatz von Fungiziden bedingt, um die Krankheit einzudämmen. Um den Einsatz dieser Fungizide zu reduzieren, die teilweise auch in der ökologischen Landwirtschaft zugelassen sind, versucht man resistente Apfelsorten zu entwickeln. Da die Wildformen des Apfels gegen diese Krankheiten resistent sind, hat man Kreuzungen vorgenommen, um pilzresistente Äpfel zu erhalten. Dieses Unterfangen ist sehr langwierig, da aus den Nachkommen über mehrere Generationen Äpfel selektioniert werden müssen, die neben der Resistenz auch die gewünschten Eigenschaften des Kulturapfels besitzen. Ein wesentlich einfacherer Weg besteht darin, die isolierten Resistenzgene der Wildform mit gentechnischen Methoden in die gewünschte Apfelsorte einzubringen. So wurde das Resistenzgen gegen Apfelschorf in die Apfelsorte Gala eingebracht.<ref>T. Vanblaere, H. Flachowsky, C. Gessler, G. A. Broggini: Molecular characterization of cisgenic lines of apple 'Gala' carrying the Rvi6 scab resistance gene. In: Plant BiotechnolJ. Band 12, 2014, S. 2–9. doi:10.1111/pbi.12110</ref> Dieser gentechnisch veränderte Gala Apfel zeigt ein um 80 % reduziertes Wachstum des Apfelschorfs. Er ist ein cisgener Apfel, da er keine Fremd-DNA enthält, und es besteht somit kein Risiko der Auskreuzung. Seit 2011 wird diese cisgene Apfelsorte in Freilandversuchen in Holland getestet.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Go-ahead for field test with cisgene apples|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Go-ahead for field test with cisgene apples}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.wur.nl/en/show/Goahead-for-field-test-with-cisgene-apples.htm%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Go-ahead for field test with cisgene apples}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.wur.nl/en/show/Goahead-for-field-test-with-cisgene-apples.htm}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Go-ahead for field test with cisgene apples}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Wageningen Universiteit{{#if: 2017-11-30 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Panamakrankheit der Bananen
Panamakrankheit ist eine verheerende Krankheit der Bananen, die durch den Pilz Fusarium oxysporum f. sp. cubense entsteht und durch Befall der Wurzeln zum Verwelken der Bananenstauden führt. In den letzten Jahren ist eine neue Variante, TR4, dieses Pilzes aufgetaucht, die die Bananensorte Cavendish, die als weltweit bedeutendste Banane gilt, bedroht. Da bisher keine wirksame Bekämpfung möglich ist und die Sporen Jahrzehnte im Boden überleben, können schon in vielen Regionen der Welt keine Bananen mehr angebaut werden.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Die Cavendish-Banane ist wie viele Kulturbananen steril, so dass das Einkreuzen eines Resistenzgens nicht möglich ist. Eine Forschergruppe der Queensland University of Technology hat mit gentechnischen Methoden ein Resistenzgen aus einer wilden Bananensorte in die Cavendish-Banane eingebracht. Diese Banane ist resistent gegen die Panamakrankheit und zeigt vergleichbare Erträge wie die ursprüngliche Cavendish-Banane. Sie ist aber nicht cisgen, da sie auch Fremd-DNA enthält. Ein Auskreuzen dieser Fremd-DNA ist aber nicht möglich, da Cavendish steril ist.<ref>J. Dale u. a.: Transgenic Cavendish bananas with resistance to Fusarium wilt tropical race 4. In: Nat Commun. Band 8, Nr. 1 2017, S. 1496. doi:10.1038/s41467-017-01670-6</ref> Als Alternative werden pilzresistente Bananen durch Genome Editing entwickelt, um keine Fremd-DNA einzuführen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Echter Mehltau
Das Eindringen eines Pilzes in eine Pflanzenzelle setzt in der Regel eine Wechselwirkung mit bestimmten Pflanzengenen voraus. Daher kann das gezielte Zerstören solcher Gene eine Resistenz vermitteln. So konnte durch gezieltes Ausschalten (Gen-Knockout) der sechs MLO (Mildew Resistance Locus) Allele für den Echten Mehltau beim Brotweizen eine Resistenz gegen diese Pilzkrankheit erreicht werden.<ref>Y. Wang, X. Cheng, Q. Shan, Y. Zhang, J. Liu, C. Gao, J. L. Qiu: Simultaneous editing of three homoeoalleles in hexaploid bread wheat confers heritable resistance to powdery mildew. In: Nat Biotechnol. Band 32, 2014, S. 947–951. doi:10.1038/nbt.2969</ref> Die gleichzeitige Mutation mit Genome Editing aller sechs Allele im hexaploiden Weizen dokumentiert die Effizienz dieser neuen Methode. Da die verwendeten Endonukleasen im resistenten Weizen nicht mehr vorhanden sind, wird in den USA dieser gentechnisch veränderter Weizen nicht als gentechnisch veränderter Organismus eingestuft, während in der EU noch keine abschließende Bewertung vorgenommen ist.<ref>J. Gil-Humanes, D. F. Voytas: Wheat rescued from fungal disease. In: Nat Biotechnol. Band 32, 2014, S. 886–887. doi:10.1038/nbt.3013</ref>
Trockentoleranz
Trockentolerante Nutzpflanzen sollen bei unzureichender Wasserversorgung durch klimatische Veränderungen oder bei singulär auftretende Trockenperioden Ernteausfälle vermeiden. Weitere Ziele sind eine Verringerung des Wasserverbrauchs in der Landwirtschaft und eine Ausweitung der Anbauflächen auf klimatisch ungünstige Regionen.
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Auch für Raps, Reis, Weizen und Tomaten werden mit unterschiedlichen gentechnischen Verfahren trockentolerante Sorten entwickelt und einzelne Sorten zeigen in Feldversuchen positive Resultate.<ref>E. Waltz: Beating the heat. In: Nat Biotechnol. Band 32, 2014, S. 610–613. doi:10.1038/nbt.2948</ref> Da Trockentoleranz durch viele Gene kontrolliert wird, ist klassische Züchtung eine brauchbare Alternative.<ref>N. Gilbert: Cross-bred crops get fit faster. In: Nature. Band 513, 2014, S. 292. doi:10.1038/513292a</ref>
Salz- und Aluminiumtoleranz
Die landwirtschaftliche Produktivität ist auf versalzten Böden stark beeinträchtigt. Weltweit sind mehr als 60 Millionen ha Ackerland von der Bodenversalzung betroffen. Beim Raps konnte man zeigen, dass Individuen, welche ein aus der Acker-Schmalwand stammendes Ionentransportprotein (AtNHX1) exprimieren, noch bei einer Natriumchloridkonzentration von 200 Millimol/l wachsen können. Das Wachstum gewöhnlichen Rapses ist bei dieser Konzentration schwer beeinträchtigt, und dies gilt auch für die meisten anderen Ackerpflanzen. Je stärker der Transporter in den Rapspflanzen exprimiert wird, desto höher ist ihre Salztoleranz. Phänotypisch unterscheiden sich bei hoher Salzkonzentration wachsende transgene Rapspflanzen vom Wildtyp kaum.<ref>H. X. Zhang, J. N. Hodson, J. P. Williams, E. Blumwald: Engineering salt-tolerant Brassica plants: characterization of yield and seed oil quality in transgenic plants with increased vacuolar sodium accumulation. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 98, 2001, S. 12832–12836. doi:10.1073/pnas.231476498</ref> In der Folge sind viele andere Gene in unterschiedlichste Nutzpflanzen eingebracht worden, die zu einer erhöhten Salztoleranz führen.<ref>S. J. Roy, S. Negrao, M. Tester: Salt resistant crop plants. In: Current Opinion in Biotechnology. Band 26, 2014, S. 115–124. doi:10.1016/j.copbio.2013.12.004</ref> Diese salztoleranten transgenen Pflanzen sind insofern interessant, als sie zeigen, dass die gezielte Übertragung eines einzigen neuen Merkmals die Salztoleranz einer Kulturpflanze ohne erkennbare Beeinträchtigung anderer Eigenschaften signifikant verbessern kann. Da dies gentechnisch relativ leicht möglich ist, liefern salztolerante transgene Pflanzen auch überzeugende Beispiele für das Entwicklungspotential einer modernen, gentechnische Verfahren einschließenden Pflanzenzüchtung.
Unter sauren Bedingungen werden im Boden aus Aluminiumsilikaten dreiwertige Aluminiumionen (Al3+) freigesetzt, die für viele Pflanzen stark toxisch wirken. Da saure Ackerböden 30 bis 40 Prozent der ackerbaulich nutzbaren Landfläche der Erde ausmachen, stellt dies eine schwerwiegende Beeinträchtigung des Anbaus vieler Kulturpflanzen dar. Bei Arabidopsis, Gerste und manchen anderen Pflanzen kann die Aluminiumtoleranz durch Überexpression bestimmter Enzyme verbessert werden, die zu einer Bindung von Al3+ führen. Allerdings sind diese Entwicklungen von der Anwendungsreife noch weit entfernt.<ref>G. Zhou, J. F. Pereira, E. Delhaize, M. Zhou, J. V. Magalhaes, P. R. Ryan: Enhancing the aluminium tolerance of barley by expressing the citrate transporter genes SbMATE and FRD3. In: J Exp Bot. Band 65, 2014, S. 2381–2390. doi:10.1093/jxb/eru121</ref>
Bessere Nährstoffaufnahme
Ein Forschungsziel der Gentechnik ist eine höhere Stickstoffnutzungseffizienz von Pflanzen. Damit ließen die sich mit negativen Umweltwirkungen verbundene Nährstoffverluste verringern und wirtschaftliche Kosten für den Landwirt senken. Forschungsanstrengungen zur Verbesserung der Stickstoffnutzungseffizienz laufen für Mais, Weizen, Gerste, Reis, Raps, Zuckerrübe und Zuckerrohr bei verschiedenen Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Nitrogen Use Efficient Biotech Crops – Pocket K|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Nitrogen Use Efficient Biotech Crops – Pocket K}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.isaaa.org/resources/publications/pocketk/46/default.asp%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Nitrogen Use Efficient Biotech Crops – Pocket K}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.isaaa.org/resources/publications/pocketk/46/default.asp}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Nitrogen Use Efficient Biotech Crops – Pocket K}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications{{#if: 2017-11-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Schnelleres Wachstum
Bisher ist die gentechnische Entwicklung von Nutzpflanzen mit einem erhöhten Ertrag wenig erfolgreich gewesen, da die entsprechenden Prozesse komplex sind und durch viele Gene gesteuert werden.<ref>M. J. Paul u. a.: Are GM Crops for Yield and Resilience Possible? In: Trends Plant Sci. Band 23, Nr. 1, Jan 2018, S. 10–16. doi:10.1016/j.tplants.2017.09.007</ref> Einzig ein gentechnisch veränderter Eukalyptusbaum ist in Brasilien für die Holznutzung zugelassen. Dieser Eukalyptus enthält ein Gen der Acker-Schmalwand, welches für ein schnelleres Wachstum sorgt. Der derart veränderte Eukalyptus produziert 20 % mehr Holz als konventionelle Bäume und kann bereits nach fünf statt nach sieben Jahren geerntet werden.<ref>Brazil approves transgenic eucalyptus. In: Nat Biotech. Band 33, Nr. 6, 2015, S. 577–577. doi:10.1038/nbt0615-577c</ref>
Eigenschaften, die die Vermarktung betreffen
Die grüne Gentechnik hat das Potenzial, Nutzpflanzen so zu verändern, dass sie für den Konsumenten vorteilhafte Eigenschaften haben. Hierbei steht die Anreicherung des Nährstoffgehalts von Nahrungsmitteln (Biofortifikation) im Vordergrund. Ein wichtiger Ansatz ist auch Allergenentfernung sowie Nutzpflanzenentgiftung. Längerfristig ist wahrscheinlich auch die Pharmapflanzenentwicklung von großer Bedeutung.
Eines der ersten Gv-Lebensmittel mit veränderter Produktqualität war in den 1990er Jahren die Flavr-Savr-Tomate, bei der ein Gen für die Bildung des Reife-Enzyms Polygalacturonase blockiert war und die Früchte dadurch länger haltbar wurden. Auf Grund unzureichender Qualität im Anbau (geringe Erträge und Widerstandskraft) wurde die Vermarktung nach wenigen Jahren eingestellt.<ref>Ausgereift – und dennoch länger haltbar. (<templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20081210123854
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Ein weiteres Beispiel für veränderte Inhaltsstoffe ist die zur Stärkeproduktion vorgesehene Amflora-Kartoffel.
Bioverfügbarkeit von Phosphat und Eisen
Der an sich für die menschliche und tierische Ernährung ausreichende Phosphorgehalt von Getreide und Ölsaaten ist größtenteils in Phytat gebunden. Phytat ist das Anion der Phytinsäure, aus dem im Magen von Rindern und anderen Wiederkäuern mit bakterieller Phytase Phosphat freigesetzt wird. Nicht wiederkäuende Nutztiere scheiden mit der Nahrung aufgenommenes Phytat unverdaut wieder aus. Dies ist der Grund dafür, dass Gülle vom Schwein und anderen Haustieren viel Phosphat enthält, das als Hauptquelle der Phosphatverschmutzung und Eutrophierung der Gewässer durch die Landwirtschaft angesehen wird. Um die Phosphoraufnahme bei Schweinen und Geflügel zu verbessern, ergänzt man Tierfutter oft entweder mit Phosphat, das aus Gesteinsmehl stammt, oder durch Zugabe von Phytase, einem Phytat zerlegenden Enzym aus Mikroorganismen.<ref>I. L. Goldman: Molecular breeding of healthy vegetables. In: EMBO Rep. Band 12, 2011, S. 96–102. doi:10.1038/embor.2010.215</ref> Da der Phytasezusatz kostspielig ist, versucht man Pflanzen zu züchten, deren Samen einen möglichst niedrigen Phytatgehalt haben. Im Bereich der grünen Gentechnik sind gegenwärtig besonders zwei Ansätze erkennbar: die Expression rekombinierter Phytasegene in den Keimblättern des Embryos und die Stilllegung von Genen, welche zur Synthese oder Speicherung des Phytats erforderlich sind.
Durch Einführen des Phytase-Gens aus dem Schwarzschimmel (Aspergillus niger) konnte in Futter-Mais eine 50-fach erhöhter Gehalt an Phytase erreicht werden, so dass Phytase als Futterzusatz bei Schweinen und Geflügel hinfällig ist.<ref>R. Chen, G. Xue, P. Chen, B. Yao, W. Yang, Q. Ma, Y. Fan, Z. Zhao, M. C. Tarczynski, J. Shi: Transgenic maize plants expressing a fungal phytase gene. In: Transgenic Res. Band 17, 2008, S. 633–643. doi:10.1007/s11248-007-9138-3</ref> Dieser transgene Mais ist in China von 2009 bis 2014 für den kommerziellen Anbau zugelassen.<ref>H. Jia: Chinese green light for GM rice and maize prompts outcry. In: NatBiotechnol. Band 28, 2010, S. 390–391. doi:10.1038/nbt0510-390b</ref> Neben diesem Mais ist in den USA auch ein transgener Raps mit erhöhter Phytaseaktivität zugelassen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:GM Events with Phytase Production|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=GM Events with Phytase Production}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/gmtrait/default.asp?TraitID=12&GMTrait=Phytase%20production%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=GM Events with Phytase Production}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/gmtrait/default.asp?TraitID=12&GMTrait=Phytase%20production}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=GM Events with Phytase Production}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:ISAAA{{#if: 2017-12-10 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Alternativ kann die endogene Phytatkonzentration in einer Nutzpflanze erniedrigt werden, indem man durch Genome Editing das IPK1-Gen inaktiviert, das für die Phytatsynthese verantwortlich ist. Der entsprechende Genome-editierte Mais wird in den USA nicht als gentechnisch veränderter Organismus eingestuft.<ref>E. Waltz: Tiptoeing around transgenics. In: Nat Biotechnol. Band 30, Nr. 3, 2012, S. 215–217. doi:10.1038/nbt.2143</ref>
Ein wesentlicher Teil des Phosphats ist im Boden in Phytat gebunden und so für Pflanzen nicht nutzbar. Um die Verfügbarkeit von Phosphat zum Beispiel für Rapspflanze zu erhöhen, wurde in den Wurzeln transgene Phytase exprimiert, die sezerniert wird. Neben der verbesserten Aufnahme von Phosphat aus Phytat aus dem Boden, wurde bei diesem transgenen Raps auch eine erhöhte Phytase-Aktivität in den Samen beobachtet, was zusätzlich zu einer verbesserten Phosphat-Freisetzung beim Verfüttern dieser Samen führt.<ref>Y. Wang, X. Ye, G. Ding, F. Xu: Overexpression of phyA and appA genes improves soil organic phosphorus utilisation and seed phytase activity in Brassica napus. In: PLoS ONE. Band 8, 2013, Art. e60801. doi:10.1371/journal.pone.0060801</ref>
Da Phytat Eisen bindet und so dessen Aufnahme im Darm blockiert, kann eine Verringerung an Phytat durch Phytase den Eisenmangel bekämpfen. Entsprechend führt eine gleichzeitige Expression von Phytase und eisenbindendem Ferritin in transgenem Futter-Mais zu einer erhöhten Verfügbarkeit an Eisen und kann so einem Eisenmangel vorbeugen.<ref>G. Drakakaki, S. Marcel, R. P. Glahn, E. K. Lund, S. Pariagh, R. Fischer, P. Christou, E. Stoger: Endosperm-specific co-expression of recombinant soybean ferritin and Aspergillus phytase in maize results in significant increases in the levels of bioavailable iron. In: Plant Mol Biol. Band 59, 2005, S. 869–880. doi:10.1007/s11103-005-1537-3</ref>
Da Reis, ein wichtiges Grundnahrungsmittel in vielen Ländern, nicht genügend Eisen enthält, wurden durch das Einführen von Genen, die den Eisenstoffwechsel beeinflussen, transgene Reissorten mit bis zu 7-fach erhöhtem Eisengehalt hergestellt.<ref>I. H. Slamet-Loedin, S. E. Johnson-Beebout, S. Impa, N. Tsakirpaloglou: Enriching rice with Zn and Fe while minimizing Cd risk. In: Front Plant Sci. Band 6, März 2015, S. 121. doi:10.3389/fpls.2015.00121</ref> 2017 wurde noch keine dieser Reissorten kommerziell angebaut.
Proteinqualität und -gehalt
Da Getreide für die Ernährung von Mensch und Tier relativ wenig Lysin, eine essentielle Aminosäure, enthält, wird mit gentechnischen Methoden versucht, den Gehalt an Lysin zu erhöhen. In der transgenen Maissorte LY038 (Handelsname MaveraTM) wird der Gehalt an freiem Lysin durch das Einbringen eines Gens aus einem Bakterium (Corynebacterium glutamicum) erhöht.<ref>D. W. Ow: GM maize from site-specific recombination technology, what next? In: CurrOpinBiotechnol. Band 18, 2007, S. 115–120. doi:10.1016/j.copbio.2007.02.004</ref> MaveraTM ist in den USA seit 2006 für den kommerziellen Anbau als Futtermittel zugelassen,<ref>isaaa.org</ref> hat sich aber auf dem Markt kaum durchgesetzt. In einem experimentellen Ansatz wurde ein pollenspezifisches Gen aus einer Wildkartoffel, das für ein Protein mit besonders hohem Lysingehalt codiert, in Mais eingebracht. In diesem transgenen Mais ist der Proteingehalt um 12 bis 39 % und der Lysingehalt um 16 bis 55 % erhöht.<ref>J. Yu, P. Peng, X. Zhang, Q. Zhao, D. Zhy, X. Sun, J. Liu, G. Ao: Seed-specific expression of a lysine rich protein sb401 gene significantly increases both lysine and total protein content in maize seeds. In: Molecular Breeding. Band 14, 2004, S. 1–7. doi:10.1023/B:MOLB.0000037990.23718.d6</ref>
Im Jahr 2000 gelang es indischen Forschern des Central Potato Research Institute, den Proteingehalt einer Kartoffel durch Transfer eines Gens aus Amarant um 60 % zu erhöhen. Die Eigenschaft wurde bereits in sieben Kartoffelsorten übertragen, welche dann über mehrere Jahre hinweg getestet wurden. Manche Sorten steigerten durch die genetische Modifikation ihren Proteingehalt auf das Doppelte und den Gehalt mehrerer essentieller Aminosäuren; der Ertrag lag zudem um 15 bis 25 % höher als bei den unveränderten Sorten.<ref>S. Chakraborty, N. Chakraborty, L. Agrawal, S. Ghosh, K. Narula, S. Shekhar, P. S. Naik, P. C. Pande, S. K. Chakrborti, A. Datta: Next-generation protein-rich potato expressing the seed protein gene AmA1 is a result of proteome rebalancing in transgenic tuber. In: ProcNatlAcadSciUSA. 2010, doi:10.1073/pnas.1006265107</ref>
Qualitätsverbesserung von Ölen
Erhöhte Hitzebeständigkeit
Mehrere Firmen haben transgene Sojabohnen entwickelt, deren Fetteigenschaften gesundheitliche Vorteile bringen sollen. So hat das Öl der transgenen Sojabohne PlenishTM,<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:ISAAA GM Approval Data Base|ISAAA GM Approval Data Base: }}{{#if:|{{#if:Event Name: DP305423|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Event Name: DP305423}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/event/default.asp?EventID=168&Event={recEvents.EventName}%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Event Name: DP305423}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/event/default.asp?EventID=168&Event={recEvents.EventName}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Event Name: DP305423}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-01-24 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Erhöhter Gehalt an essentiellen Fettsäuren
Essentielle Fettsäuren wie Arachidonsäure, Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure können vom menschlichen Körper nicht synthetisiert und müssen deshalb mit der Nahrung aufgenommen werden. Die ausreichende Versorgung mit essentiellen Fettsäuren ist eine wichtige Voraussetzung zur Verhinderung permanenter prä- und neonataler Entwicklungsstörungen, da sich nur so die an molekularen Membranen reichen Gewebe des Gehirns, Nerven- und Gefäßsystems normal entwickeln können. Mehrfach ungesättigte Fettsäuren mit mehr als 19 Kohlenstoff-Atomen findet man vor allem in tierischen Fetten, insbesondere in Fisch. Die Produktion essentieller Fettsäuren in Pflanzen würde der Lebensmittelindustrie eine neue und kostengünstige Quelle dieser ernährungsphysiologisch wichtigen Nahrungsbestandteile erschließen.<ref>C. Zhu, S. Naqvi, S. Gomez-Galera, A. M. Pelacho, T. Capell, P. Christou: Transgenic strategies for the nutritional enhancement of plants. In: Trends Plant Sci. Band 12, 2007, S. 548–555. doi:10.1016/j.tplants.2007.09.007</ref> Durch gezielte Veränderungen des Stoffwechsels in transgenen Ölpflanzen, wie Soja, Raps, Brauner Senf und Leindotter, konnte eine Vielzahl essentieller Fettsäuren in Pflanzen hergestellt werden.<ref>R. P. Haslam, N. Ruiz-Lopez, P. Eastmond, M. Moloney, O. Sayanova, J. A. Napier: The modification of plant oil composition via metabolic engineering--better nutrition by design. In: Plant Biotechnol J. Band 11, 2013, S. 157–168. doi:10.1111/pbi.12012</ref> In einer Pionierarbeit wurde der Braune Senf (Brassica juncea), eine mit dem Raps eng verwandte asiatische Ölpflanze, gentechnisch so verändert, dass Linolsäure und γ-Linolensäure in drei konsekutiven Schritten in Arachidonsäure und Eicosapentaensäure umgewandelt werden. Einzelne transgene Linien enthalten im Samenöl bis zu 25 % Arachidonsäure, 15 % Eicosapentaensäure und 0,2 % Docosahexaensäure. Diese Pflanzen tragen drei bis neun an der Biosynthese langkettiger Fettsäuren beteiligte Enzymgene, die aus verschiedenen Organismen stammen. Sie sind blockweise in einem einzigen Transformationsschritt übertragen worden. Dies bedeutet eine wesentliche Verringerung des Transformationsaufwands. Wenn auch die Ausbeuten teilweise noch gering sind, so zeigen diese Experimente doch, dass es prinzipiell möglich ist, den pflanzlichen Lipidstoffwechsel so umzubauen, dass sich essentielle Fettsäuren in Ölpflanzen wirtschaftlich produzieren lassen.<ref>G. Wu, M. Truksa, N. Datla, P. Vrinten, J. Bauer, T. Zank, P. Cirpus, E. Heinz, X. Qiu: Stepwise engineering to produce high yields of very long-chain polyunsaturated fatty acids in plants. In: Nat Biotechnol. Band 23, 2005, S. 1013–1017. doi:10.1038/nbt1107</ref>
Anreicherung mit Vitaminen
Vitaminen sind für lebenswichtige Funktionen unbedingt notwendig, werden aber vom Organismus nicht produziert und müssen daher durch die Nahrung aufgenommen werden. Bei einseitiger Ernährung ist in vielen Pflanzen der Gehalt an Vitaminen nicht ausreichend, so dass ein Mangel an Vitaminen entsteht. Deshalb hat man in vielen Nutzpflanzen den Gehalt an Vitaminen mit gentechnischen Methoden erhöht.
Das bekannteste Beispiel ist die transgene Reissorte Golden Rice, in der durch Einführung von drei Genen aus der Karotinoidsynthese ein erhöhter Gehalt an β-Carotin, einer Vorstufe der Vitamin A, vorliegt. Die Möglichkeit, ein Grundnahrungsmittel durch Gentechnik so zu verändern, dass Vitamin-A-Mangel weltweit bekämpft werden könnte, hat im Jahr 2000 eine heftige Diskussion ausgelöst, die noch weiter anhält (Golden Rice).<ref>M. Eisenstein: Biotechnology: Against the grain. In: Nature. Band 514, 2014, S. S55–S57. doi:10.1038/514S55a</ref> Mit entsprechenden gentechnischen Methoden wurde eine Erhöhung der β-Carotine auch bei Mais, Kartoffeln, Möhren, Raps, Tomaten und Kumquats erreicht.<ref>G. Farre, C. Bai, R. M. Twyman, T. Capell, P. Christou, C. Zhu: Nutritious crops producing multiple carotenoids--a metabolic balancing act. In: Trends Plant Sci. Band 16, 2011, S. 532–540. doi:10.1016/j.tplants.2011.08.001</ref>
Folsäure (Vitamin B9), die mit der Nahrung aufgenommen werden muss, ist in Grundnahrungsmitteln wie Reis in zu geringer Konzentration vorhanden. Folsäure-Mangel führt zu einer eingeschränkten Produktion roter Blutkörperchen (hyperchromen makrozytären Anämie) und kann während der Schwangerschaft zu einem Neuralrohrdefekt im Embryo führen. Da mit klassischen Züchtungsverfahren höchstens ein zweifacher Anstieg an Folsäure-Gehalt erreicht werden kann, wurden durch das Einbringen von Genen, die für die Folsäuresynthese wichtig sind, transgene Pflanzen hergestellt, die wesentlich mehr Folsäure enthalten. Bei Tomaten wurde eine 25-fache, bei Reis sogar eine 100-fache Steigerung erreicht.<ref>D. Blancquaert, H. De Steur, X. Gellynck, D. Van Der Straeten: Present and future of folate biofortification of crop plants. In: J Exp Bot. Band 65, 2014, S. 895–906. doi:10.1093/jxb/ert483</ref>
Der Aktivitätsgehalt an Vitamin E konnte bei der Qualitätsverbesserung von Ölen in transgener Soja um den Faktor 5 gesteigert werden.
Im Jahr 2015 wurde weltweit keine transgene Pflanze mit erhöhtem Gehalt an Vitaminen zum kommerziellen Anbau zugelassen.<ref>GM Traits List</ref>
Erhöhter Gehalt an Vitamin E
Vitamin E (Tocopherol) ist ein Sammelbegriff für eine Gruppe aus acht fettlöslichen Substanzen, von denen α-Tocopherol die höchste biologische Aktivität besitzt. Wichtige Vitamin-E-Lieferanten für den Menschen sind Keimöle und kaltgepresste Speiseöle, ferner Milch, Eier, aber auch einige Gemüsesorten. Viele medizinische Studien weisen darauf hin, dass α-Tocopherol Herz-Kreislauferkrankungen, Entzündungsreaktionen und Krebs vorbeugen oder den Verlauf dieser Krankheiten günstig beeinflussen kann. Allerdings ist die tägliche Aufnahme therapeutisch wirksamer Vitamin-E-Mengen ohne den Verzehr großer Mengen mit dem Vitamin angereicherter Lebensmittel schwierig. Seit einigen Jahren versucht man deshalb, die pflanzliche Tocopherolsynthese zu optimieren und Pflanzen mit hohem α-Tocopherolgehalt zu züchten. Vor allem Ölpflanzen wie Raps und Soja kommen dafür in Betracht, da diese die bedeutendsten Vitamin-E-Lieferanten sind. Da α-Tocopherol das Endprodukt der Tocopherolsynthese bildet und die übrigen Tocopherole Zwischenprodukte der α-Tocopherolsynthese sind, kann die Überexpression von Enzymen, die die Zwischenschritte der Tocopherolsynthese katalysieren, die biologisch weniger wirksamen β-, γ- und δ-Tocopherole in α-Tocopherol umzuwandeln. Bisherige Versuche, die α-Tocopherolsynthese zu optimieren, beruhen auf diesem Prinzip.<ref>S. Fritsche u. a.: Recent Advances in our Understanding of Tocopherol Biosynthesis in Plants: An Overview of Key Genes, Functions, and Breeding of Vitamin E Improved Crops.II. In: Antioxidants. (Basel). Band 6, Nr. 4, 2017, doi:10.3390/antiox6040099</ref> So führt beispielsweise die Überexpression des γ-Tocopherol-Methyltransferase-Gens von Perilla frutescens, einer in Ostasien heimischen Ölpflanze, zu Sojapflanzen, deren Samen gegenüber dem Wildtyp den zehnfachen Gehalt an α-Tocopherol und den 15-fachen an β-Tocopherol haben, was einer ca. fünffachen Steigerung der Vitamin-E-Aktivität entspricht.<ref name="Tavva">V. S. Tavva u. a.: Increased alpha-tocopherol content in soybean seed overexpressing the Perilla frutescens gamma-tocopherol methyltransferase gene. In: Plant Cell Rep. Band 26, 2007, S. 61–70. doi:10.1007/s00299-006-0218-2</ref> Keine der bisherigen transgenen Pflanzen mit erhöhtem Vitamin-E-Gehalt sind für den kommerziellen Anbau zugelassen.
Kartoffeln, die sich nicht verfärben und weniger Acrylamid produzieren
Das Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten (USDA) hat im November 2014 die gentechnisch veränderte Innate Kartoffel des Agrarunternehmens J.R. Simplot Company für den kommerziellen Anbau zugelassen,<ref>E. Waltz: USDA approves next-generation GM potato. In: Nat Biotechnol. Band 33, 2015, S. 12–13. doi:10.1038/nbt0115-12</ref> und die Food and Drug Administration (FDA) hat diese Kartoffeln im März 2015 für den Verzehr freigegeben.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:FDA concludes Arctic Apples and Innate Potatoes are safe for consumption|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=FDA concludes Arctic Apples and Innate Potatoes are safe for consumption}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:Pressemitteilung| Pressemitteilung{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel=Pressemitteilung}}}}}}|{{#if:http://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm439121.htm%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=FDA concludes Arctic Apples and Innate Potatoes are safe for consumption}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm439121.htm}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=FDA concludes Arctic Apples and Innate Potatoes are safe for consumption}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:PressemitteilungFDA2015-03-20{{#if: 2017-11-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Nicht-bräunende Äpfel
Das kanadische Biotech-Unternehmen „Okanagan Specialty Fruits Inc.“ hat gentechnisch veränderte Apfelbäume entwickelt, deren Früchte nach dem Aufschneiden nicht braun werden („Arctic Apples“). Dies beruht darauf, dass durch RNA-Interferenz die Polyphenoloxidasen gehemmt werden, die für die Bräunung nach Kontakt mit Luftsauerstoff verantwortlich sind. In den USA und Kanada wurden sie Anfang 2015 für den Anbau zugelassen.<ref>E. Waltz: Nonbrowning GM apple cleared for market. In: Nat Biotech. Band 33, 2015, S. 326–327. doi:10.1038/nbt0415-326c.</ref> Im Jahr 2016 wurden 70.000 transgene Apfelbäume gepflanzt und für 2017 und 2018 sind 300.000 und 500.000 vorgesehen, so dass eine Ernte von bis zu 15.000 Tonnen erwartet wird.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:ISAAA|ISAAA: }}{{#if:|{{#if:Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2016, S. 108|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2016, S. 108}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/52/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2016, S. 108}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/52/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2016, S. 108}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-01-25 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Entfernung von Lignin
Lignin ist ein Hauptbestandteil verholzter Pflanzen und verklebt die Cellulose. Da Lignin für die Zellstoffproduktion und die Herstellung von Biokraftstoffen aus Holz stört und somit durch aufwendigen Verfahren entfernt werden muss, versucht man die Ligninmenge in entsprechenden Nutzpflanzen wie zum Beispiel Pappeln oder Zuckerrohr zu vermindern, indem man Enzyme der Lignin-Synthese zu hemmen versucht. Hierbei ist Genome Editing die Methode der Wahl, da sie eine gezielte Inaktivierung von Genen erlaubt. Die Schwierigkeit besteht darin, diejenigen Enzyme ausfindig zu machen, deren Ausschaltung das Wachstum der Nutzpflanze nicht zu stark beeinträchtigt.<ref>C. R. Poovaiah u. a.: Altered lignin biosynthesis using biotechnology to improve lignocellulosic biofuel feedstocks. In: Plant Biotechnology Journal. Band 12, Nr. 9, 2014, S. 1163–1173. doi:10.1111/pbi.12225</ref> Bei der Pappel scheint das Ausschalten der 4-Cumarat-CoA-Ligase (4CL) mit der CRISPR/Cas-Methode ein gangbarer Weg zu sein, da es zu einer 23%igen Verminderung des Ligningehalts führt.<ref>X. Zhou u. a.: Exploiting SNPs for biallelic CRISPR mutations in the outcrossing woody perennial Populus reveals 4-coumarate:CoA ligase specificity and redundancy. In: New Phytol. Band 208, Nr. 2, 2015, S. 298–301. doi:10.1111/nph.13470</ref> Um den Ligningehalt in Zuckerrohr zu vermindern, wurden mit dem TALEN-Verfahren gleichzeitig 107 Gene einer Genfamilie inaktiviert, die für die Lignin-Synthese wichtig sind. Dieses Genom-editierte Zuckerrohr ist für die Herstellung von Bioethanol von Vorteil. Ueblicherweise bleibt nach der Zuckerextraktion aus Zuckerrohr ein faseriger Ueberrest, die Bagasse, zurück, die vorwiegend aus Cellulose und Lignin besteht. Dieser Rest kann nach biochemischem Abbau der Cellulose durch Vergärung zu Bioethanol (Cellulose-Ethanol) umgewandelt werden. Da Lignin bei diesem Prozess stört und aufwendig entfernt werden muss, ist das Genom-editierte Zuckerrohr, das bei gleichem Wachstum 20 % weniger Lignin enthält, von Interesse. Es erlaubt eine bis um 44 % erhöhte Effizienz der Verzuckerung.<ref>B. Kannan u. a.: TALEN mediated targeted mutagenesis of more than 100 COMT copies/alleles in highly polyploid sugarcane improves saccharification efficiency without compromising biomass yield. In: Plant Biotechnol J. 2017, doi:10.1111/pbi.12833</ref>
Allergenentfernung
Ein signifikanter Teil der Bevölkerung reagiert allergisch auf bestimmte Lebensmittel. Die Allergene der Sojabohne sind insofern besonders problematisch, als die Verwendung von Sojaprodukten wegen des hohen Ernährungswerts der Sojaproteine in der Lebensmittelproduktion zunehmende Verbreitung gefunden hat. Dies führt dazu, dass es für Sojaallergiker immer schwieriger wird, sojafreie Lebensmittelprodukte zu bekommen. Auch bei Schweinen und Kälbern findet man Sojaallergien. Lebensmittelallergene sind fast immer natürlich vorkommende Proteine. Eines der allergenen Samenproteine der Sojabohne trägt die Bezeichnung Gly m Band 30 K. Es macht etwa ein Prozent des Gesamtproteins des Samens aus. Auf dieses Protein reagieren mehr als 65 Prozent der Sojaallergiker. Es ist möglich, das Gen dieses Proteins durch RNA-Interferenz stillzulegen und so transgene Sojalinien zu entwickeln, die dieses Allergen nicht mehr enthalten.<ref>E. M. Herman, R. M. Helm, R. Jung, A. J. Kinney: Genetic modification removes an immunodominant allergen from soybean. In: Plant Physiol. Band 132, 2003, S. 36–43. doi:10.1104/pp.103.021865</ref> Die Allergeneliminierung mittels RNA-Interferenz ist auch bei Äpfeln, Tomaten, Erdnüssen<ref>U. B. Jagtap, R. G. Gurav, V. A. Bapat: Role of RNA interference in plant improvement. In: Naturwissenschaften. Band 98, 2011, S. 473–492. doi:10.1007/s00114-011-0798-8</ref> und Reis<ref>Y. Wakasa, K. Hirano, A. Urisu, T. Matsuda, F. Takaiwa: Generation of transgenic rice lines with reduced contents of multiple potential allergens using a null mutant in combination with an RNA silencing method. In: Plant Cell Physiol. Band 52, 2011, S. 2190–2199. doi:10.1093/pcp/pcr151</ref> möglich. Die Expression des wichtigsten Proteinallergens des Weidelgrases (Lolium spec.), eines der verbreitetsten Weidegräser mit stark allergenem Pollen, kann ebenfalls mit RNA-Interferenz unterdrückt werden, ohne Vitalität oder Nutzwert der Pflanze zu beeinträchtigen.<ref>P. L. Bhalla, I. Swoboda, M. B. Singh: Antisense-mediated silencing of a gene encoding a major ryegrass pollen allergen. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 96, 1999, S. 11676–11680. doi:10.1073/pnas.96.20.11676</ref> Es ist zu erwarten, dass RNA-Interferenz durch Genome Editing ersetzt wird, um ein allergenes Protein auszuschalten, so dass die veränderte Pflanze von einer natürlichen Mutation nicht unterscheidbar ist. Da in diesen Produkten keine Fremd-DNA vorkommt, ist die Akzeptanz bei den Konsumenten erhöht.<ref>C. C. van de Wiel u. a.: New traits in crops produced by genome editing techniques based on deletions. In: Plant Biotechnol Rep. Band 11, Nr. 1, 2017, S. 1–8. doi:10.1007/s11816-017-0425-z</ref>
Im Unterschied zum Ausschalten eines Allergens ist bisher kein Fall bekannt geworden, in dem eine Biotechpflanze ein in ihrem konventionellen Vorläufer nicht vorhandenes Allergen neu gebildet hätte.<ref>N. Weber u. a.: Editor's choice: Crop genome plasticity and its relevance to food and feed safety of genetically engineered breeding stacks. In: Plant Physiol. Band 160, Nr. 4, 2012, S. 1842–1853. doi:10.1104/pp.112.204271</ref>
Nutzpflanzenentgiftung
Beim Abernten eines Baumwollfeldes fallen für jedes Kilogramm Fasern ca. 1,6 kg Samen an. Nach Tonnage gerechnet ist Baumwolle damit nach der Sojabohne die wichtigste Ölpflanze. Die Samen enthalten ca. 21 % Öl und 23 % relativ hochwertiges Protein, das aber wegen seines Gehalts an Gossypol und anderen Terpenoiden als Nahrungsmittel oder Futtermittel nur eingeschränkt verwertbar ist. Gossypol schädigt Herz und Leber. Theoretisch könnten 44 Megatonnen (Mt) Baumwollsaat, die weltweit jährlich geerntet werden und 9 Mt Protein enthalten, den Jahresproteinbedarf (50 g pro Tag) von 500 Millionen Menschen decken. Baumwollsamen wird zur Ölgewinnung gepresst; der Gossypol-haltige Presskuchen wird als giftig entsorgt. Dieser Presskuchen von Gossypol-freien Samen wäre einfach als Futtermittel oder Nahrungsmittel zu verwenden. Erste Versuche in den 1970er Jahren, Gossypol aus der gesamten Baumwollpflanze zu entfernen, hatten hohe Ertragseinbußen zur Folge, weil Gossypol ein wichtiger Fraßschutz ist. Mittels RNA-Interferenz wurde die Gossypolsynthese durch Stilllegung eines der ersten biochemischen Schritte des Gossylpolsynthesewegs spezifisch in den Samen unterbrochen, sodass Gossypol in den Baumwollsamen reduziert ist. Er liegt weit unter dem Grenzwert von 600 ppm (parts per million), den die Weltgesundheitsorganisation (WHO) bei Baumwollsaaten, die zur Verwendung in Lebensmitteln bestimmt sind, für unbedenklich hält. In den übrigen Pflanzenorganen ist Gossypol in ausreichenden Mengen vorhanden; sie ist also weiterhin gegen Pathogene geschützt.<ref>K. S. Rathore, S. Sundaram, G. Sunilkumar, L. M. Campbell, L. Puckhaber, S. Marcel, S. R. Palle, R. D. Stipanovic, T. C. Wedegaertner: Ultra-low gossypol cottonseed: generational stability of the seed-specific, RNAi-mediated phenotype and resumption of terpenoid profile following seed germination. In: Plant Biotechnol J. Band 10, 2012, S. 174–183. doi:10.1111/j.1467-7652.2011.00652.x</ref>
Neben der Baumwolle gibt es mehrere andere Kulturpflanzen, deren Wert als Nahrungsmittel durch den Gehalt an giftigen Verbindungen stark gemindert wird.<ref>P. Morandini: Inactivation of allergens and toxins. In: New Biotechnology Band 27, 2010, S. 482–493. doi:10.1016/j.nbt.2010.06.011</ref> Die gentechnische Entgiftung dieser Kulturpflanzen würde nicht nur die Lebensmittelsicherheit verbessern, sondern auch die Versorgung der wachsenden Weltbevölkerung, ohne dass Erträge oder Anbauflächen vergrößert werden bräuchten.
Die Wurzelknollen von Cassava (Maniok) enthalten giftige cyanogene (Blausäure entwickelnde) Glycoside, hauptsächlich Linamarin. Durch Einbringen eines Transgens konnte der Stoffwechsel in der Wurzel so verändert werden, dass sie 80 % weniger Linamarin enthält als zuvor. Der Proteingehalt wurde zugleich um den Faktor 3 erhöht; dies verbessert den Nährwert des transgenen Manioks.<ref>N. N. Narayanan, U. Ihemere, C. Ellery, R. T. Sayre: Overexpression of hydroxynitrile lyase in cassava roots elevates protein and free amino acids while reducing residual cyanogen levels. In: PLoS One. Band 6, 2011, Art. e21996, doi:10.1371/journal.pone.0021996</ref>
Die Samen der Saatplatterbse (Lathyrus sativus), einer tropisch/subtropischen Gemüsepflanze, enthalten ein natürliches Nervengift, die Oxalyldiaminopropionsäure. Der dauerhafte Genuss ihres Mehls verursacht bei der armen Bevölkerung vieler Länder Asiens und von Teilen Afrikas eine als Lathyrismus bekannte chronische Erkrankung des Nervensystems.<ref>C. J. Jiao, J. L. Jiang, L. M. Ke, W. Cheng, F. M. Li, Z. X. Li, C. Y. Wang: Factors affecting beta-ODAP content in Lathyrus sativus and their possible physiological mechanisms. In: Food Chem Toxicol. Band 49, 2011, S. 543–549. doi:10.1016/j.fct.2010.04.050</ref> Da Oxalyldiaminopropionsäure über Oxalate entsteht, hat man ein Gen, das für die Oxalate-Decarboxylase codiert, in die Saatplatterbse eingefügt. Diese transgene Erbse enthält über 70 % weniger Oxalate und damit auch Oxalyldiaminopropionsäure. Sie wächst wie die Ausgangspflanze; 2016 fehlten noch aussagekräftige Freilandversuche.<ref>V. Kumar u. a.: Improving nutritional quality and fungal tolerance in soya bean and grass pea by expressing an oxalate decarboxylase. In: Plant Biotechnology Journal Band 14, Nr. 6, 2016, S. 1394–1405. doi:10.1111/pbi.12503</ref> Da die Oxalate-Decarboxylase aus einem Speisepilz, dem Gemeinen Samtfußrübling, stammt, ist beim Verzehr mit keiner direkten gesundheitlichen Gefährdung zu rechnen.
Pharmazeutisch und medizinisch wichtige Substanzen
Für pharmazeutische und medizinische Anwendungen kann die Produktion von Proteinen und anderen Substanzen in Pflanzen (s. Pharmapflanzen) gegenüber derjenigen in Tieren vorteilhaft sein, da die Produktion relativ billig und die Gefahr einer Kontaminierung mit Krankheitserregern weitaus geringer ist. Im Gegensatz zu einer Produktion in Bakterien sind Modifikationen der Proteine wie zum Beispiel Glykosylierungen in Pflanzen möglich, obwohl sie unter Umständen nicht den tierischen Modifikationen entsprechen.<ref>E. Stoger, R. Fischer, M. Moloney, J. K. Ma: Plant molecular pharming for the treatment of chronic and infectious diseases. In: Annu Rev Plant Biol. Band 65, 2014, S. 743–768. doi:10.1146/annurev-arplant-050213-035850</ref> Die Produktion erfolgt teilweise auch in Pflanzenzellkulturen. Als Beispiel gehört hierzu das menschliche Enzym Glucocerebrosidase, das in Kulturen von Möhrenzellen produziert wird, und als Medikament (Taliglucerase alfa) für die Behandlung von Morbus Gaucher eingesetzt wird.<ref>G. A. Grabowski, M. Golembo, Y. Shaaltiel: Taliglucerase alfa: an enzyme replacement therapy using plant cell expression technology. In: Mol Genet Metab. Band 112, 2014, S. 1–8. doi:10.1016/j.ymgme.2014.02.011</ref> Mittlerweile produzieren mehr als zehn Firmen in transgenen Pflanzen kommerziell rekombinante Proteine, die für zellbiologische Forschungsarbeiten verwendet oder als Pharmazeutika in klinischen Studien getestet werden.<ref>M. Sack, A. Hofbauer, R. Fischer, E. Stoger: The increasing value of plant-made proteins. In: Current Opinion in Biotechnology. Band 32, 2015, S. 163–170. doi:10.1016/j.copbio.2014.12.008</ref>
Anfangserfolge gibt es auch bei der Züchtung transgener Mais- und anderer Kulturpflanzen, welche Antigene produzieren, mit denen bei oraler Anwendung eine aktive, die Bildung körpereigener Antikörper auslösende, Schutzimpfung gegen gefährliche Infektionskrankheiten möglich ist. So wurde eine transgene Maispflanze hergestellt, die ein Antigen gegen TGEV ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}) produziert. Nach Verfütterung dieses transgenen Maises an Schweine sind die Tiere gegen das Virus immun, so dass keine Durchfallerkrankung auftritt.<ref>J. A. Howard: Commercialization of plant-based vaccines from research and development to manufacturing. In: Anim Health Res Rev. Band 5, 2004, S. 243–245. doi:10.1079/AHR200476</ref> Ob solche essbare Impfstoffe, die in transgenen Pflanzen produziert werden, auch für den Menschen entwickelt werden können, ist zurzeit offen.<ref>H.-T. Chan, H. Daniell: Plant-made oral vaccines against human infectious diseases-Are we there yet? In: Plant Biotechnology Journal. Band 13, Nr. 8, 2015, S. 1056–1070. doi:10.1111/pbi.12471</ref>
Eine vielversprechende Anwendung ist auch die Herstellung monoklonaler Antikörper in transgenen Pflanzen. Der so hergestellte Antikörper, der auch als Plantibody bezeichnet wird, kann für vielfältige immunchemische Nachweise oder als infektionshemmender (neutralisierender) Antikörper eingesetzt werden. Ein im Tabak gebildeter Antikörper gegen ein Oberflächenantigen von Streptococcus mutans, dem Hauptverursacher der Zahnkaries, hat sich bei lokaler Anwendung als wirksam erwiesen und kann die Rückbesiedelung der Zahnoberfläche durch die Bakterien wirksam verhindern.<ref>J. K. Ma, B. Y. Hikmat, K. Wycoff, N. D. Vine, D. Chargelegue, L. Yu, M. B. Hein, T. Lehner: Characterization of a recombinant plant monoclonal secretory antibody and preventive immunotherapy in humans. In: Nature medicine. Band 4, 1998, S. 601–606. doi:10.1038/nm0598-601</ref> Im Jahr 2011 wurde in einer klinischen Studie (Phase I) die Verträglichkeit eines HIV-neutralisierenden Antikörpers, der in Tabakpflanzen hergestellt wurde, bei der Applikation in die Vagina nachgewiesen.<ref>J. K. Ma, J. Drossard, D. Lewis, F. Altmann, J. Boyle, P. Christou, T. Cole, P. Dale, C. J. van Dolleweerd, V. Isitt u. a.: Regulatory approval and a first-in-human phase I clinical trial of a monoclonal antibody produced in transgenic tobacco plants. In: Plant Biotechnol J. 2015, doi:10.1111/pbi.12416</ref> Interessant ist auch ZMapp, eine Mischung von drei neutralisierenden Antikörpern gegen das Ebolavirus, die in Tabakpflanzen produziert und während der Ebolafieber-Epidemie 2014 eingesetzt wurden.<ref>K. Kupferschmidt, J. Cohen: Infectious diseases. Ebola drug trials lurch ahead. In: Science. Band 347, 2015, S. 701–702. doi:10.1126/science.347.6223.701</ref>
Psychoaktivität
Im jahr 2021 erreichten die ersten CRISPR-editierten Lebensmittel den öffentlichen Handel: in Tomaten, die in Japan angeboten werden, wurde der GABA-Gehalt auf das ca. fünffache erhöht.<ref name="crispr1">{{#if: | [[{{{authorlink}}}|Vorlage:Cite book/Name]] | Vorlage:Cite book/Name
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Marktdaten
Der weltweite Einsatz der grüne Gentechnik durch 18 Millionen Landwirte hat durch verbesserte Ernteerträge und Kosteneinsparungen im Jahr 2015 einen Mehrertrag von 15,4 Mrd. USD ergeben. Dies entspricht einem Anstieg um 5,2 %. Wenn man die 20 Jahre, in denen Gentechpflanzen angepflanzt wurden (1996 bis 2015), betrachtet, ergibt sich ein Mehrertrag von 168 Mrd. USD. Dies widerspiegelt vor allem, dass im Zeitraum von 1996 bis 2015 Gentechsorten global zu einer Mehrproduktion von 180 Mio. t Soja, 358 Mio. t Mais, 25 Mio. t Baumwollfasern und 11 Mio. t Raps geführt haben. Die größten Anteile des Mehrertrags wurden in den USA (72 Mrd. USD), Südamerika (39 Mrd. USD), sowie für Baumwollfasern in China und Indien (38 Mrd. USD) erwirtschaftet. Im Jahr 2015 sind 48,7 % des Mehrertrags in Entwicklungsländern angefallen, wobei dies vorwiegend auf den Anbau insektenresistenter Baumwolle und herbizidtoleranter Soja zurückzuführen ist.<ref>G. Brookes, P. Barfoot: Farm income and production impacts of using GM crop technology 1996–2015. In: GM Crops Food. Band 8, Nr. 3, 2017, S. 156–193. doi:10.1080/21645698.2017.1317919</ref> Eine umfassende Bewertung des wirtschaftlichen Nutzens der GV-Pflanzen durch die National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine weist darauf hin, dass ein gesteigerter finanzieller Ertrag für große Betriebe, die Baumwolle, Soja, Mais und Raps anpflanzen, die Regel ist, dass aber bei kleineren Betrieben andere Rahmenbedingungen wie Kreditvergabe einen wesentlichen Einfluss haben.<ref>Genetically Engineered Crops: Experiences and Prospects. The National Academies Press, Washington, DC, 2016, Chapter 6. doi:10.17226/23395</ref>
Saatguterzeuger
Im Jahr 2016 waren Monsanto, DuPont, Syngenta, Limagrain, Dow Chemical, KWS Saat und Bayer AG mit 10, 6,7, 2,6, 1,8, 1,6, 1,5 und 1,5 Mrd. USD die umsatzstärksten Saatguthersteller. Dabei betrug der Anteil an gentechnisch verändertem Saatgut 33 %. Aus diesen Marktführern entstanden im Jahr 2017 durch Fusionen, die zum Teil noch nicht vollzogen sind, drei Großkonzerne (Bayer + Monsanto, Dow + Dupont, ChemChina + Syngenta) deren Vormachtstellung kritisch bewertet wird, da sie nicht nur Innovationen verzögert, sondern auch wirtschaftliche Monopole bedingt.<ref>S. Bonny: Corporate Concentration and Technological Change in the Global Seed Industry. In: Sustainability. Band 9, Nr. 9, 2017. doi:10.3390/su9091632</ref>
Anbau
Im Jahr 2016 wurden GV-Pflanzen weltweit auf 185,1 Millionen Hektar angebaut. Das entspricht 12,3 % des weltweit nutzbaren Ackerlandes (laut FAO-Definition 1,5 Milliarden Hektar),<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:FAO|FAO: }}{{#if:|{{#if:Statistical Pocketbook 2015|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Statistical Pocketbook 2015}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.fao.org/economic/ess/ess-publications/ess-yearbook/en/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Statistical Pocketbook 2015}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.fao.org/economic/ess/ess-publications/ess-yearbook/en/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Statistical Pocketbook 2015}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-02-19 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Im Jahr 2021 wurde der gentechnisch veränderte Mais (Bt-Mais, MON810) innerhalb der EU nur noch in Spanien und Portugal angebaut. Er wurde in Spanien auf einer Fläche von 96.606 Hektar und in Portugal von 4.313 Hektar angebaut.<ref>ESTIMACIÓN DE LA SUPERFICIE TOTAL DE VARIEDADES OMG CULTIVADAS EN ESPAÑA GVO-Anbaustatistik des spanischen Landwirtschaftsministeriums (Spanisch) (PDF)</ref><ref>United States Department of Agriculture: Gain Report EU: Biotechnology and Other New Production Technologies Annual, 29. Dezember 2021</ref> 17 Mitgliedsländer (Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Kroatien, Österreich, Malta, Niederlande, Polen, Slowenien, Ungarn, Zypern) und vier Regionen (Wallonie, Nordirland, Wales, Schottland) haben von einer in 2015 im EU-recht eingeführten Ausstiegsklausel Gebrauch gemacht und den Anbau von GV-Pflanzen auf ihrem Territorium von vornherein untersagt.
Die zehn Länder mit den größten Anbauflächen (GVO-Fläche 2016,<ref name="ISAAA_Brief_52" /> Anteil an der gesamten Ackerfläche 2015<ref>{{#if:2014-06-26|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:FAOSTAT|FAOSTAT: }}{{#if:https://web.archive.org/web/20140626153237/http://faostat.fao.org/site/377/default.aspx%7C{{#if:ResourceSTAT: Land: Arable land|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://web.archive.org/web/20140626153237/http://faostat.fao.org/site/377/default.aspx}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=ResourceSTAT: Land: Arable land}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://faostat.fao.org/site/377/default.aspx%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=ResourceSTAT: Land: Arable land}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://faostat.fao.org/site/377/default.aspx}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=ResourceSTAT: Land: Arable land}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:https://web.archive.org/web/20140626153237/http://faostat.fao.org/site/377/default.aspx{{#if: 2018-02-19 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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| 2 | Brasilien | 49,1 | 61 % | Soja, Mais, Baumwolle |
| 3 | Argentinien | 23,8 | 61 % | Soja, Mais, Baumwolle |
| 4 | Kanada | 11,6 | 27 % | Raps, Soja, Mais, Zuckerrüben, Luzerne, Äpfel, Kartoffeln |
| 5 | Indien | 10,8 | 7 % | Baumwolle |
| 6 | Paraguay | 3,6 | 75 % | Soja, Mais, Baumwolle |
| 7 | Pakistan | 2,9 | 10 % | Baumwolle |
| 8 | China | 2,8 | 2 % | Baumwolle, Papaya, Pappeln,<ref>Anita Greiter, Berthold Heinze, Michael Eckerstorfer, Corinna Reinisch, Michael Mengl, Bernhard Schwarzl, Daniela Jahn, Vedhu Krvstufek, Helmut Gaugitsch: Transgene Bäume - Spezielle Anforderungen an die Umweltrisikoabschätzung sowie mögliche Auswirkungen auf den österreichischen Wald in seinen Wirkungen und Funktionen, Endbericht, 2015. In: Umweltbundesamt.at</ref> |
| 9 | Südafrika | 2,7 | 22 % | Mais, Soja, Baumwolle |
| 10 | Uruguay | 1,3 | 54 % | Soja, Mais |
Regulierung: Zulassung, Kennzeichnung und Koexistenz
Bestehende Regelungen
Es gibt kein weltweit einheitliches Verfahren für die Zulassung von Gv-Pflanzen zum Anbau oder zur Verwendung als Lebens- und Futtermittel. Jedes Land hat seine eigenen Gesetze dazu. Einige Länder regulieren Gv-Pflanzen auf Basis bestehender Gesetzgebung, andere erschaffen neue Gesetze, die spezifisch für Gv-Pflanzen gelten. Eine Herangehensweise ist das in der EU befolgte Vorsorgeprinzip. Lebensmittel mit Gv-Anteil werden aufgrund des Herstellungsprozesses als neuartige Lebensmittel behandelt (prozessbezogen, process based). Ein neues Gv-Produkt gilt unabhängig von seiner Zusammensetzung zunächst als riskant, bis ausreichende Tests durchgeführt wurden, um seine Sicherheit zu gewährleisten. Eine Kennzeichnung von Lebensmitteln mit Gv-Anteilen ist außerhalb festgelegter Beimischungsgrenzen verpflichtend.<ref name="Wesseler-2011a">Justus Wesseler, Nicholas Kalaitzandonakes: Present and Future EU GMO policy. In: Arie Oskam, Gerrit Meesters, Huib Silvis (Hrsg.): EU Policy for Agriculture, Food and Rural Areas. 2. Auflage. Wageningen Academic Publishers, Wageningen 2011, S. 23–323–23-332.</ref> Im Gegensatz basieren die Regeln in den USA in erster Linie auf dem Prinzip der Substanziellen Äquivalenz. Lebensmittel mit Gv-Anteil werden wie Lebensmittel ohne Gv-Anteil behandelt, wenn dieselbe Zusammensetzung im Endprodukt besteht (produktbezogen, product based). Kennzeichnung ist freiwillig.
Es gibt in den USA und möglicherweise weltweit keine Zertifizierungen für Lebensmittel, die nachweislich sowohl gentechnisch verändert sind – insbesondere in einer Weise, bei der gewährleistet ist, dass sie ausreichend gut verstanden, sicher und umweltfreundlich ist – als auch ökologisch (etwa ohne Verwendung chemischer Pestizide) hergestellt wurden, so dass die Verbraucher hierbei eine binäre Wahl zwischen gentechnisch veränderten und ökologischen Lebensmitteln haben.<ref>{{#if:Vorlage:Cite book/URL|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:{{#if:
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EU
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2003 wurden die Leitlinien für die Koexistenz gentechnisch veränderter, konventioneller und ökologischer Kulturen (Richtlinie 2003/556/EG vom 23. Juli 2003) formuliert.<ref name="2003/556/EG">Vorlage:CELEX Bekannt gegeben unter Aktenzeichen K(2003) 2624, ABl. L, Nr. 189, 29. Juli 2003.
Aufgehoben mit Vorlage:CELEX Empfehlung der Kommission vom 13. Juli 2010/C 200/01, cf. Vorlage:CELEX. (SEK(2009) 408) KOM/2009/0153 endg. (EUR-Lex)</ref> Dabei wurde seitens der EU, die es bis in die 2000er abgelehnt hatte, EU-weite Regelungen und klare Haftungsbestimmungen zu Herstellung und Inverkehrbringen von Produkten aus oder durch GVO zu erarbeiten, weil sie keine pauschalen Einschränkungen einer wirtschaftlichen Maßnahme erlaubt, der Begriff der Koexistenz<ref name="Beckmann-2006">Volker Beckmann, Claudio Soregaroli, Justus Wesseler: Co-Existence Rules and Regulations in the European Union. In: American Journal of Agricultural Economics. Band 88, Nr. 5, 2006, S. 1193–1199.</ref><ref name="Beckmann-2007">Volker Beckmann, Justus Wesseler: Spatial Dimension of Externalities and the Coase Theorem: Implications for Coexistence of Transgenic Crops. In: W. Heijman (Hrsg.): Regional Externalities. Springer, Berlin 2007, S. 215–234.</ref><ref name="Groeneveld-2013">Rolf Groeneveld, Justus Wesseler, Paul Berentsen: Dominos in the dairy: An analysis of transgenic maize in Dutch dairy farming. In: Ecological Economics. Band 86, Nr. 2, 2013, S. 107–116.</ref> geschaffen, der in der Kernaussage bedeutet, {{
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Um einen bewussten Einsatz der Gentechnik von einer zufälligen, technisch nicht mehr beeinflussbaren Beimischung rechtlich abzugrenzen, werden Schwellenwerte eingeführt. In der EU beträgt dieser Wert für Futter- und Lebensmittel 0,9 %, auch für Bio-Lebensmittel. Dieser Wert gilt allerdings nur dann, wenn der betreffende Hersteller nachweisen kann, dass es sich bei den Beimischungen um zufällige GVO-Einträge handelt. Bei Überschreitung besteht eine Kennzeichnungspflicht. Zusatzstoffe sind hiervon grundsätzlich ausgenommen, ebenso die Erzeugnisse konventioneller Nutztiere, die mit Gv-Futtermitteln gefüttert wurden.<ref>Nicht kennzeichnungspflichtig. Transgen.de, 10. Januar 2007.</ref> In Deutschland gibt es die freiwillige Kennzeichnung Ohne Gentechnik, die Vermischungen bis zum EU-Schwellenwert sowie die Fütterung mit Gv-Futterpflanzen bis zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Schlachtung/Eiablage toleriert.<ref>Ohne Gentechnik – Etwas Gentechnik ist erlaubt. Transgen.de, 14. September 2010.</ref>
Für Saatgut existiert ein Vorschlag der EU-Kommission. Der Wert soll so bemessen sein, dass die Ernteprodukte mit Sicherheit unter der Kennzeichnungspflicht liegen. Für Raps sollen 0,3 % nicht überschritten werden, für Zuckerrüben, Mais und Kartoffeln 0,5 %. Von Kritikern wird ein Wert von 0,1 % gefordert, ab der eine quantitative Bestimmung technisch möglich ist.<ref>Saatgut: Grundsatzkonflikt um Schwellenwert. Transgen.de.</ref> Für in der EU nicht zugelassene Gv-Pflanzen gilt eine Nulltoleranz, auch wenn sie in anderen Ländern erlaubt sind oder wenn es sich um eine Kreuzung zugelassener Sorten handelt. Die Europäische Kommission und einige Mitgliedsstaaten sprachen sich in der Vergangenheit für eine Anhebung der Toleranzschwelle auf 0,1 % aus; diese Vorschläge waren jedoch nicht mehrheitsfähig.<ref>EU: Entscheidung über Gentechnik-Spuren in Futtermittelimporten erneut verschoben. Transgen.de, 9. Februar 2011.</ref> Behörden reagieren auf die geringfügige Beimischung von GVO-Saatgut in konventionellen Chargen uneinheitlich.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20090827032046
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Die Auflagen der EU gelten weltweit als die höchsten. Zusätzlich zu den Auflagen der EU können die Mitgliedsstaaten weitere Auflagen bestimmen. Beispielsweise variieren die Abstandsregelungen für Gv-Felder zu Anbaustandorten konventioneller oder biologischer Produkte zwischen den EU-Ländern. In Spanien, dem EU-Staat mit der größten Gv-Anbaufläche, ist für Mais ein Abstand zu konventionellen Feldern von 50 m vorgeschrieben. In Deutschland gilt ein Mindestabstand von 150 m zwischen Gv- und konventionellen Maisfeldern und 300 m zwischen Gv- und ökologischen Maisfeldern. In Österreich sind Landwirte verpflichtet, für jedes Feld und jede Pflanzenart eine behördliche Genehmigung einzuholen, wenn transgenes Saatgut verwendet werden soll. Spezielle Trainingskurse sind zu absolvieren. Die Haftungsregeln gelten als streng für den Anbauer gentechnisch veränderter Organismen. Der Europäische Gerichtshof erklärte den 2003 erfolgten Versuch Oberösterreichs sowie in der Folge sieben weiterer österreichischer Bundesländer, sich als Gentechnikfreie Zonen nach der Charta von Florenz zu etablieren, als Verstoß gegen die Wahlfreiheit von Landwirten und Verbrauchern.<ref name="lenghts">K. Ramessar, T. Capell, R. Twyman, P. Christou: Going to ridiculous lengths – European coexistance regulations for GM crops. In: Nature Biotechnology. Vol. 28, Nr. 2, Februar 2010. (pdf)</ref>
Die Empfehlung 2010/C 200/01,<ref name="2003/556/EG" /> die die alte 2003/556/EG aufhebt, schlug hingegen vor, dass Mitgliedsstaaten in Zukunft Verbote auch aus nichtwissenschaftlichen Gründen verfügen dürfen.<ref>Vorschlag für eine VERORDNUNG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS (PDF)</ref> Es wurden verschiedene Bedenken gegen sie geäußert, wie mögliche Verstöße gegen die Welthandels- und EU-Binnenmarktverträge.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20110113010840
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}}</ref> Laut einem im November 2010 vorgelegten Gutachten des juristischen Dienstes des Europäischen Rats verstoßen die Pläne der EU-Kommission gegen die Welthandelsverträge und die Verträge des Europäischen Binnenmarkts.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20110113010621
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}}</ref> Im Dezember 2014, nach mehreren gescheiterten Anläufen und zuletzt monatelangen Verhandlungen, einigten sich Kommission, Rat und Parlament. Dem im April 2015 inkraftgetretenen Beschluss zufolge ist es Mitgliedsstaaten erlaubt, den Anbau einzelner, in der EU zugelassener gv-Pflanzen auf ihrem Gebiet zu untersagen.<ref>{{#if:{{#invoke:Expr|TemplateBooland}}|Vorlage:CELEX}}{{#invoke:TemplatePar|match
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Andere Länder
In den USA sind für die Regulation von Gv-Pflanzen das USDA, die EPA und die FDA verantwortlich. Die Gesetzgebung ist produktbezogen (product based), Kennzeichnungen sind freiwillig, und die Beimischungsgrenze beträgt 5 %.<ref name="intreg">K. Ramessar, T. Capell, R. Twyman, H. Quemada, P. Christou: Calling the tunes on transgenic crops: the case for regulatory harmony. In: Molecular Breeding. Vol. 23, 2009, S. 99–112. (link.springer.com, PDF; 229 kB)</ref> Im Juli 2016 wurde ein Gesetz verabschiedet, laut dem das Landwirtschaftsministerium innerhalb von zwei Jahren verpflichtende Kennzeichnungsregeln für gv-Lebensmittel festlegen muss. Das Gesetz verbietet außerdem separate gv-Kennzeichnungsregeln auf US-Bundesstaatsebene.<ref>Obama signs bill requiring labeling of GMO foods. Jurist, 30. Juli 2016.</ref>
In der Schweiz wurden bestimmte gentechnisch veränderte Pflanzen als Futter- und Lebensmittel zugelassen. Deren Anbau hingegen wurde durch ein Moratorium verboten.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Bundesamt für Landwirtschaft|Bundesamt für Landwirtschaft: }}{{#if:|{{#if:Neue Techniken der Pflanzenzüchtung|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Neue Techniken der Pflanzenzüchtung}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.blw.admin.ch/blw/de/home/nachhaltige-produktion/gentechnologie/neue-zuechtungstechnologien.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Neue Techniken der Pflanzenzüchtung}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.blw.admin.ch/blw/de/home/nachhaltige-produktion/gentechnologie/neue-zuechtungstechnologien.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Neue Techniken der Pflanzenzüchtung}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:admin.ch{{#if: 2021-02-10 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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In Kanada, Taiwan, Bangladesch, auf den Philippinen sowie in Argentinien und Südafrika ist die Gesetzgebung ebenfalls produktbezogen (product based). Im Vereinigten Königreich, in Australien, Neuseeland, China, Japan, Indien, Brasilien, Mexiko, Burkina Faso, Ägypten, Kenia, Sambia und Nigeria ist die Gesetzgebung prozessbezogen (process based). Kennzeichnung ist freiwillig in Kanada, auf den Philippinen, in Argentinien und Südafrika; verpflichtend im Vereinigten Königreich, in Australien, Neuseeland, China, Japan, Taiwan, Chile, Brasilien und Mexiko. Die Beimischungsschwelle liegt bei 5 % in Kanada, Japan, Taiwan und auf den Philippinen. In anderen Ländern, für die Informationen vorliegen, liegt sie bei 1 %.<ref name="intreg" />
Viele Entwicklungsländer haben noch keine umfassenden gesetzlichen Grundlagen für die Zulassung von und den Verkehr mit transgenen Pflanzen geschaffen.
Internationale Abkommen
Die nationale Gesetzgebung bewegt sich innerhalb von Spielräumen, die durch internationale Abkommen abgesteckt sind, welche eine Harmonisierung vorantreiben sollen:<ref name="intreg" />
- Die WTO zielt auf einen Abbau von Handelsbarrieren. Das Abkommen über sanitäre und phytosanitäre Maßnahmen (SPS) setzt Richtlinien bezüglich Lebensmittelsicherheit und Pflanzengesundheit. Das Übereinkommen über technische Handelshemmnisse (TBT) soll den Abbau von unnötigen Vorschriften zu Zulassungen, Tests und Standards vorantreiben, die den Handel behindern.
- Der Internationale Vertrag über pflanzengenetische Ressourcen für Ernährung und Landwirtschaft der FAO soll Nutzung und Austausch von pflanzengenetischen Ressourcen regeln.
- Der Codex Alimentarius der FAO bietet Empfehlungen und Richtlinien bezüglich der Lebensmittelsicherheit. Schlichtungsverfahren (Adjudication) der WTO greifen auf den Codex zurück.
- Das Cartagena-Protokoll regelt den internationalen Verkehr von GVO, wenn dieser mögliche Auswirkungen auf die Biodiversität hat.
- Die OECD ist bestrebt, internationale Regulationen und Standards zu harmonisieren.
Unterschied zwischen USA und EU: Gründe
In den USA dauert der Zulassungsprozess eines transgenen Events durchschnittlich 15 Monate, in der EU 40.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20160305044400
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}} (PDF; 657 kB)</ref> Für die Unterschiede zwischen den USA und der EU bei der Regulierung der grünen Gentechnik gibt es unterschiedliche wissenschaftliche Erklärungsansätze, die seit Jahren diskutiert werden. Einige gehen davon aus, dass die Konsumenten in der EU der Gentechnik gegenüber negativer eingestellt wären als US-Konsumenten, dass Lebensmittelskandale (z. B. BSE oder Dioxin) in den 1990er Jahren stärkere Regulierung zur Folge hatten oder dass das Vertrauen der Konsumenten in die Regulierungsbehörden in der EU niedriger ist. Andere Forscher argumentieren, dass die Regulierung in den USA deswegen weniger strikt ist, weil die dortigen Landwirte aus der grünen Gentechnik einen größeren Nutzen ziehen könnten als EU-Landwirte. Ein weiterer Erklärungsansatz lautet, der Unterschied sei durch die relative Stärke europäischer Unternehmen auf dem traditionellen Pflanzenschutzmarkt begründet, zu dem die transgenen Pflanzen der ersten Generation in Konkurrenz stehen.<ref name="agbioforum.org">Johan F.M. Swinnen, Thijs Vandemoortele: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20121119123318
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}} In: AgBioForum. Band 13, Nr. 4, 2010.</ref> Eine weitere Erklärung zur restriktiven Haltung der EU sehen Tait und Barker (2011) in einer erheblichen Einflussnahme von Nichtregierungsorganisationen und Branchenvertretern der ökologischen Landwirtschaft, welche die grüne Gentechnik ablehnen. Die Möglichkeit dieser Einflussnahme sei in den 1980er Jahren geschaffen worden, als Europa sich von einer Top-down-Regierung auf eine Bottom-up-Governance hinbewegte, in welcher der Staat nicht mehr primär der alleinige Macher von Politik ist, sondern die Interaktionen zwischen gesellschaftlichen Gruppen fördert. Mitte der 1980er Jahre wurde das in Deutschland geltende Vorsorgeprinzip zur Regulierung neuer Technologien in Europa übernommen.<ref name="taitbarker">Joyce Tait, Guy Barker: Global food security and the governance of modern biotechnologies. In: EMBO reports. Band 10, Nr. 8, 2011, S. 763–768.</ref>
Jeder dieser Erklärungsversuche weist jedoch Schwächen auf; es besteht kein wissenschaftlicher Konsens über die Ursachen für die Unterschiede.<ref name="agbioforum.org" />
Kritik der Restriktion
Viele Wissenschaftler kritisieren die starken rechtlichen Einschränkungen der Entwicklung und des Einsatzes transgener Pflanzen in einigen Ländern. Die Regulierung grüner Gentechnik im Gegensatz zu anderen Verfahren der Pflanzenzüchtung sei ungerechtfertigt, da das Endprodukt eines Züchtungsprozesses, nicht aber die Methode, ausschlaggebend sei.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Durch eine solche „Überregulierung“ entstünden hohe Kosten durch den entgangenen Nutzen, insbesondere in Entwicklungsländern.<ref name="taitbarker" /><ref name="qaimreview">M. Qaim: The Economics of Genetically Modified Crops. In: Annual Review of Resource Economics. Vol. 1, 2009, S. 665–694.</ref> Auch hätten viele Vorschriften, wie Koexistenzregeln, keine wissenschaftliche Basis.<ref name="lenghts" /><ref name="taitbarker" /><ref name="EUcoex">Y. Devos, M. Demont, K. Dillen, D. Reheul, M. Kaiser, O. Sanvido: Coexistence of Genetically Modified and Non-GM Crops in the European Union: A Review. In: E. Lichtfouse, M. Navarrete, P. Debaeke, V. Souchère, C. Alberola (Hrsg.): Sustainable Agriculture. Springer, 2009.</ref> Insbesondere in Europa würde ein „repressives System“ mögliche Risiken betonen und dabei positive Folgen für Wirtschaft, Umwelt und Gesundheit außer Acht lassen.<ref name="intreg" /><ref>Maite Sabalza, Bruna Miralpeix, Richard M Twyman, Teresa Capell, Paul Christou: EU legitimizes GM crop exclusion zones. In: Nature Biotechnology. Band 29, 2011, S. 315–317. doi:10.1038/nbt.1840.</ref><ref>Sonia Gómez-Galera, Richard M. Twyman, Penelope A.C. Sparrow, Bart Van Droogenbroeck, René Custers, Teresa Capell, Paul Christou: Field trials and tribulations—making sense of the regulations for experimental field trials of transgenic crops in Europe. In: Plant Biotechnology Journal. Band 10, 2012, S. 511–523.</ref><ref>Torbjörn Fagerström, Christina Dixelius, Ulf Magnusson, Jens F. Sundström: Stop worrying; start growing. In: EMBO Reports. Band 13, 2012, S. 493–497.</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Eine Kernempfehlung einer von der päpstlichen Akademie der Wissenschaften im Mai 2009 einberufenen Expertenrunde lautet, die grüne Gentechnik von „exzessiver und unwissenschaftlicher Regulierung zu befreien“. Insbesondere spricht sie sich für eine Revision des Cartagena-Protokolls aus, das europäisch geprägte Regulierung in Entwicklungsländer exportiere (der Vatikan erklärte, das Abschlussdokument dürfe nicht als Erklärung der päpstlichen Akademie der Wissenschaften oder des Vatikans verstanden werden<ref name="oecumene.radiovaticana.org">{{#if:2010-12-06|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:https://web.archive.org/web/20101206121222/http://www.oecumene.radiovaticana.org/ted/Articolo.asp?c=443562%7C{{#if:Vatikan: Lombardi zu Genpflanzen|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://web.archive.org/web/20101206121222/http://www.oecumene.radiovaticana.org/ted/Articolo.asp?c=443562}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Vatikan: Lombardi zu Genpflanzen}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.oecumene.radiovaticana.org/ted/Articolo.asp?c=443562%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Vatikan: Lombardi zu Genpflanzen}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.oecumene.radiovaticana.org/ted/Articolo.asp?c=443562}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Vatikan: Lombardi zu Genpflanzen}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Radio Vaticana2010-12-01https://web.archive.org/web/20101206121222/http://www.oecumene.radiovaticana.org/ted/Articolo.asp?c=443562{{#if: 2017-11-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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}}
}}
}}</ref>
Im März 2015 empfahlen die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina, die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften – acatech und die Union der deutschen Akademien der Wissenschaften, das Recht auf nationaler und europäischer Ebene solle für die Risikobewertung zukünftig vor allem auf die spezifischen Eigenschaften neuer Pflanzensorten und nicht auf den Prozess ihrer Erzeugung abstellen. Des Weiteren sprachen sich die Akademien gegen wissenschaftlich unbegründete pauschale Anbauverbote für GVO aus und empfahlen mit Nachdruck wissenschaftsbasierte Einzelfallprüfungen.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20150402150951
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}}
}}. Abgerufen am 27. März 2015.</ref>
Im Juni 2016 kritisierten mehr als 100 Nobelpreisträger in einem offenen Brief Anti-Gentechnik-Kampagnen. In der an die Greenpeace-Führung, die UNO und die „Regierungen der Welt“ gerichteten Erklärung forderten sie insbesondere Greenpeace auf, die Ablehnung von Goldenem Reis aufzugeben. Grüne Gentechnik sei mindestens so sicher wie herkömmliche Methoden.<ref>Laureates Letter Supporting Precision Agriculture (GMOs) supportprecisionagriculture.org, Wortlaut der Erklärung (englisch; deutsche Version abrufbar).</ref><ref>Nobelpreisträger fordern Einsatz von Gentechnik in der Landwirtschaft Der Standard, 30. Juni 2016.</ref><ref>Nobelpreisträger schiessen gegen Greenpeace NZZ, 30. Juni 2016.</ref><ref>Nobelpreisträger fordern Greenpeace zum Umdenken auf Spektrum der Wissenschaften, 30. Juni 2016.</ref> Von damals knapp 300 lebenden Nobelpreisträgern unterzeichneten zunächst 107 die gemeinsame Erklärung.<ref>Offener Brief an Greenpeace: 107 Nobelpreisträger fordern ein Ende der Anti-Gentechnik-Kampagne Trends der Zukunft, 30. Juni 2016.</ref> Die Anzahl der Unterzeichner stieg danach auf 160.<ref>160 Laureates Supporting Precision Agriculture (GMOs) supportprecisionagriculture.org, Liste der Unterzeichner, abgerufen am 21. April 2023.</ref>
Zulassung
Vor der Zulassung neuer transgener Sorten müssen oft jahrelange Versuchsreihen durchgeführt werden. Es wird geschätzt, dass die Kosten für die Zulassung einer transgenen Maissorte in einem Land zwischen 6 und 15 Millionen US$ betragen. Diese Summen werden vom Antragsteller bezahlt.<ref>N. Kalaitzandonakes, J. Alston, K. Bradford: Compliance costs for regulatory approval of new biotech crops. In: Nature Biotechnology. Vol. 25, 2007, S. 509–511.</ref> Die hohen Kosten reduzieren die Innovationsraten und behindern insbesondere die Verbreitung transgener Pflanzen in kleineren Ländern mit schwächerer Nachfrage. Die hohen Kosten tragen auch zu einer Konzentration der Saatgutindustrie bei, da kleinere Firmen und öffentliche Forschungseinrichtungen sich die hohen Summen oft nicht leisten können.<ref name="taitbarker" /><ref name="qaimreview" />
Zusätzlich entstehen Kosten, die sich durch den entgangenen Nutzen einer möglicherweise sicheren, aber noch nicht zugelassenen Sorte ergeben (Fehler 2. Art). Es wird geschätzt, dass ein zweijähriger Verzug der Zulassung einer Bt-Baumwollsorte in Indien Verluste für die Landwirte von mehr als 100 Millionen US$ bedeutet.<ref>C. Pray, P. Bengali, B. Ramaswami: The cost of biosafety regulations: the Indian experience. In: Quarterly Journal of International Agriculture. Vol. 44, 2005, S. 267–289.</ref> Ein Jahr Verzug bei der Zulassung einer schädlingsresistenten Kuhbohne in Nigeria kosteten das Land in einer Modellrechnung 33–46 Millionen US-Dollar und zwischen 100 und 3000 Menschenleben.<ref>Foregone benefits of important food crop improvements in Sub-Saharan Africa</ref>
Laut einem der Entwickler des Goldenen Reises, Ingo Potrykus, ist die mehr als zehnjährige Verzögerung der Zulassung seiner Erfindung für den Verlust von Millionen Menschenleben verantwortlich. Die von ihm als „extrem“ bezeichnete Auslegung des Vorsorgeprinzips anstelle einer auf wissenschaftlichen Nachweisen basierenden Regulierung empfindet er als „Verbrechen gegen die Menschheit“. Wissenschaftliche Studien veranschlagen die möglichen Positiveffekte Goldenen Reises deutlich geringer. So geht etwa Matin Qaim von lediglich 40.000 Menschenleben aus, die weltweit pro Jahr mit Goldenem Reis gerettet werden könnten.<ref name="qaim2010-556" />
Verbraucher- und Umweltschutzorganisationen fordern dagegen strengere Zulassungskriterien, da ungeklärte Gesundheits- und Umweltrisiken bestünden.<ref name="CI" />
Kennzeichnungspflicht
Da in den USA und anderen Ländern transgene Lebensmittel als gesundheitlich unbedenklich eingestuft sind, wenn sie zugelassen werden, wird argumentiert, dass eine Kennzeichnungspflicht unsinnig sei. Wenn Konsumenten für gentechnikfreie Nahrungsmittel mehr bezahlen wollen, würden die Lebensmittelhersteller freiwillig kennzeichnen. In der EU besteht hingegen eine Kennzeichnungspflicht, die erstens deutlich teurer ist und zweitens suggeriere, dass transgene Lebensmittel ein gesundheitliches Risiko bergen.<ref>E. Golan, F. Kuchler, L. Mitchell: Economics of food labeling. In: Journal of Consumer Policy. Vol. 24, 2001, S. 117–84.</ref> Diese Pflicht wird begründet mit dem Right-to-know-Prinzip, welches im Gegensatz zum Need-to-know-Prinzip zur Rechtfertigung der Vermittlungspflicht praktisch jeder Art von Information verwendet werden kann und daher kritisiert wird.<ref>G. Moschini: Biotechnology and the development of food markets: retrospect and prospects. In: European Review of Agricultural Economics. Vol. 35, 2008, S. 331–55.</ref>
Verbraucher- und Umweltschutzorganisationen hingegen befürworten eine Kennzeichnungspflicht, da ungeklärte Gesundheitsrisiken bestünden und der Verbraucher daher ein Informationsrecht habe.<ref name="CI" /> Weiterhin besteht eine Nachfrage bei Verbrauchern nach Nahrungsmitteln, die als gentechnikfrei gekennzeichnet sind. Dies Verbraucheranliegen wird vom Verband für Lebensmittel ohne Gentechnik unterstützt (VLOG).<ref name="Venus-2012">Thomas Venus, Nicholas Kalaitzandonakes, Justus Wesseler: Ist das Angebot von Nahrungsmitteln “Ohne Gentechnik” wirtschaftlich Nachhaltig? In: Quarterly Journal of Economic Research. Band 81, Nr. 4, 2012, S. 93–110.</ref><ref>VLOG – Lebensmittel ohne Gentechnik</ref>
Koexistenz
Die EU-Richtlinien zur Koexistenz (2003/556/EC)<ref name="2003/556/EG" /> sehen vor, dass Abstandsregeln den wissenschaftlichen Kenntnisstand bezüglich der Beimischungswahrscheinlichkeit widerspiegeln sollen. Einige Wissenschaftler kritisieren, dass sich viele EU-Mitgliedsstaaten darüber hinwegsetzen und dass die Mindestabstände willkürlich, exzessiv und politisch motiviert seien.<ref name="lenghts" /><ref name="taitbarker" /><ref name="EUcoex" /> So gilt in Luxemburg ein Mindestabstand von 600 m für Mais, während er in den Niederlanden bei 25 m liegt. In Spanien sind 50 m vorgeschrieben, in Portugal 200 m.<ref>Coexistence of genetically modified crops with conventional and organic agriculture. Website der Europäischen Kommission. ec.europa.eu.</ref> In Lettland ist für Raps ein Abstand von 4 km (bzw. 6 km zu ökologischen Feldern) vorgeschrieben. Dies würde erhebliche Kosten für Landwirte darstellen, die transgenes Saatgut verwenden wollen, und ihre Wahlfreiheit unnötig einschränken. Eine Metaanalyse von Auskreuzungsstudien bei Mais kam zu dem Schluss, dass ein Abstand von 50 m ausreichen würde, um eine Auskreuzung unter 0,5 % sicherzustellen.<ref name="lenghts" />
Probleme im Agrarhandel
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Die teils schnelle Einführung der grünen Gentechnik in anderen Ländern der Welt und die Zulassungspraxis in Europa, die auf dem Vorsorgeprinzip beruht, soll verschiedentlich geäußerter Meinung zufolge zu immer größeren Problemen im Agrarhandel führen. Die USA, Kanada und Argentinien hatten 2003 die EU vor der WTO verklagt und bekamen 2005 in den meisten Punkten Recht. Seither wird über eine Regelung verhandelt.<ref>WTO Dispute Settlement: EC — Approval and Marketing of Biotech Products. USA, Kanada, Argentinien, alle wto.org (englisch)</ref> Nachdem die EU im März 2009 die Einfuhr von gentechnisch verändertem T45-Raps als Lebens- und Futtermittel erlaubt hatte,<ref> <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20090606123913
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}} Transgen.de</ref> legten im Juli 2009 Kanada und die EU ihren Streit nieder und vereinbarten, sich zweimal jährlich zu weiteren Konsultationen zu treffen.<ref>EU and Canada settle WTO case on Genetically Modified Organisms. europa.eu (englisch).</ref>
Ein Gutachten der Gemeinsamen Forschungsstelle der EU-Kommission befürchtet, dass die Preise für Agrarprodukte ohne Beimischungen der zahlreichen Gv-Pflanzen, die in anderen Ländern angebaut werden, deutlich steigen werden. Bis 2015 wird ein Anstieg der kommerziell genutzten Gv-Merkmale von 30 auf 120 im Jahr 2009 erwartet.<ref> <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20090716151725
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}}. Transgen.de.</ref> Eine Arbeitsgemeinschaft Innovativer Landwirte sieht sich gegenüber der Konkurrenz aus anderen Ländern zunehmend benachteiligt.<ref>Innovative Landwirte fordern Wahlfreiheit. In: Mitteldeutsche Zeitung vom 17. Februar 2009, abgerufen am 16. August 2021.</ref>
Der europäischen Tierhaltung und Futtermittelbranche entstünde laut Deutscher Verband Tiernahrung e. V. ein Schaden von 3,5 bis 5 Mrd. €, da immer wieder Lieferungen mit Spuren von GVO zurückgewiesen werden müssten. Im außereuropäischen Ausland könnten dieselben Futtermittel verwendet werden und damit erzeugte tierische Lebensmittel hätten im Prinzip ungehindert Marktzutritt in Europa.<ref>Ungelöstes Problem GVO-Nulltoleranz belastet Futtermittelbranche und Veredlung. In: Agrar-Nachrichten. proplanta.de.</ref>
Neue Verfahren der Pflanzenzüchtung
Neue Verfahren der Pflanzenzüchtung, die seit der Etablierung der ersten Regulierungsmaßnahmen von gv-Pflanzen entwickelt wurden, stellen eine regulatorische Herausforderung dar, weil der Status der aus ihnen hervorgehenden Pflanzen häufig unklar ist. Ein Vergleich (2010) zwischen Argentinien, Australien, der EU, Japan, Kanada, Südafrika und den USA zeigt, dass sich Gesetzgebung, Definitionen und Regulierung zwischen den Ländern stark unterscheiden. Entscheidungen werden häufig auf der Basis unterschiedlicher Techniken oder sogar auf Einzelfallbasis getroffen. Auch haben manche Länder bereits eine klare Gesetzgebung fertig gestellt, während in anderen erst die Diskussionen beginnt. Es kann davon ausgegangen werden, dass dieselbe oder eine sehr ähnliche Züchtungsmethode in verschiedenen Ländern als GVO oder nicht-GVO eingestuft werden wird. Dies hat bereits zu asynchronen Zulassungen geführt, welche den internationalen Handel gestört haben.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Beispielsweise ist in der EU noch nicht geklärt, wie Genome-Editing-Verfahren reguliert werden sollen. In den USA sind solche Pflanzen von der für GVO geltenden Regulierung ausgenommen, sofern sie keine fremde Erbsubstanz enthalten. In den EU-Mitgliedsländern gibt es unterschiedliche Auffassungen.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20150403031303
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}}
}}. Transgen.de, 30. März 2015.</ref> So hat das BVL im März 2015 eine durch Oligonukleotid-gerichtete Mutagenese (ODM) hergestellte Rapslinie als nicht-gv eingestuft. Die Entscheidung fiel auf Basis einer Stellungnahme der Zentralen Kommission für Biologische Sicherheit aus dem Jahr 2012.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20150417022216
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}}
}}
}}. Transgen.de, 10. März 2015.</ref>
Datenbank für die in der EU verwendeten GVO
Dem Auffinden exakter Informationen in Bezug auf das Vorhandensein, den Nachweis und die Identifizierung von in der EU verwendeten GVO dient die Datenbank EUginius (European GMO Initiative for a Unified Database System), die Unternehmen, interessierte private Nutzerm und zuständige Behörden unterstützen soll.
Sozioökonomische Auswirkungen
2011 und 2012 veröffentlichte, länderübergreifende Metaanalysen zu Bt-Mais, Bt-Baumwolle und herbizidtoleranter Sojabohne ergaben, dass diese gv-Pflanzen konventionellen Pflanzen in agronomischer und ökonomischer Hinsicht überlegen sind. Diese Überlegenheit ist größer in Entwicklungs- als in Industrieländern und besonders groß bei Bt-Baumwolle.<ref>Robert Finger, Nadja El Benni, Timo Kaphengst, Clive Evans, Sophie Herbert, Bernard Lehmann, Stephen Morse, Nataliya Stupak: A Meta Analysis on Farm-Level Costs and Benefits of GM Crops. In: Sustainability. Band 3, Nr. 5, 2011, S. 743–762, doi:10.3390/su3050743</ref><ref>F. J. Areal, L. Riesgo, E. Rodríguez-Cerezo: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20121111081517
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}}
}}
}} In: The Journal of Agricultural Science. 2012.</ref>
Eine 2014 veröffentlichte Metaanalyse kam zu dem Schluss, dass sich im Durchschnitt große und signifikante agronomische und ökonomischen Vorteile durch den Einsatz von gv-Pflanzen nachweisen lassen. Laut den Autoren besteht dabei insbesondere eine Varianz bzgl. der konkret veränderten Eigenschaften und der Anbaugebiete: Der Ertrag und die Reduktion der Pestizidmenge ist am größten bei insektenresistenten Pflanzen, der Ertrag und der Erzeugergewinn ist am größten in Entwicklungsländern.<ref>Wilhelm Klümper, Matin Qaim: A Meta-Analysis of the Impacts of Genetically Modified Crops. In: PLoS ONE. 9, 2014, S. e111629, doi:10.1371/journal.pone.0111629.</ref>
Wahrgenommener Nutzen für Konsumenten
Im internationalen Rahmen wurden mehrere Studien zur Reaktion von Konsumenten auf Nahrungsmittel durchgeführt, die unter Verwendung von Rohstoffen aus gentechnisch veränderten Organismen hergestellt wurden. Die Konsumenten kritisieren mehrheitlich aus ihrer Sicht derzeit unzureichende Kennzeichnungsvorschriften.<ref>W. Moon, S. K. Balasubramaian: Public attitudes toward agrobiotechnology: The mediating role of risk perveptions on the impact of trust, awareness, and outrage. In: Review of Agricultural Economics. Band 26, Nr. 2, 2004, S. 186–208.</ref> Eine umfassende Übersichtsstudie kommt zum Ergebnis, dass ein um 5–110 % höherer Preis von Konsumenten für ansonsten gleiche Produkte akzeptiert wird, die ohne grüne Gentechnik hergestellt wurden.<ref>Montserrat Costa-Font, Jose M. Gil, W. Bruce Traill: Consumer acceptance, valuation of and attitudes towards genetically modified food: Review and implications for food policy. In: Food Policy. Band 33, 2007, S. 99–111.</ref> Eine kürzlich veröffentlichte Studie zum großflächigen Anbau von Bt-Mais und HR-Raps in Deutschland zeigt, dass allein die Lebensmittelkennzeichnung „mit GVP“ (gentechnisch veränderten Pflanzen) zu einem Preisabschlag von etwa 1/3 führt. Wohlfahrtsökonomisch handelt es sich hier um eine Nutzeneinbuße seitens der Konsumenten. Betriebswirtschaftlichen Anbauvorteilen von weniger als 100 Mio. € stünden Nutzeneinbußen von 360 Mio. € bis zu knapp 6 Mrd. € pro Jahr gegenüber.<ref>J. Barkmann, C. Gawron, R. Marggraf, L. Theuvsen, M. Thiel: Großflächiger Anbau von Bt-Mais und HR-Raps: Zahlungsbereitschaft und Nutzen-Kosten-Analyse. In: B. Breckling, G. Schmidt, W. Schröder: GeneRisk – Systemische Risiken der Gentechnik: Analyse von Umweltwirkungen gentechnisch veränderter Organismen in der Landwirtschaft. 2012, S. 207–220.</ref>
Einkommensverbesserung
Einkommenszuwächse konnten bei transgener Baumwolle, transgenem Mais, transgenem Raps und transgener Sojabohne nachgewiesen werden. Ein 49 Studien umfassendes Review der wissenschaftlichen Literatur zu den Auswirkungen transgener Pflanzen auf landwirtschaftliche Einkommen zeigt in 72 % der Resultate einen positiven, in 11 % einen neutralen und in 16 % einen negativen Einfluss. In Entwicklungsländern ist der Anteil positiver Ergebnisse signifikant höher (ca. 75 %) als in Industrieländern (ca. 65 %). Hinzu kommen nicht-monetäre Nutzenzuwächse in Form von Arbeitseinsparungen, erhöhter Flexibilität, geringerem Risiko sowie größerer Sicherheit, die für die USA auf durchschnittlich $12 pro Hektar für herbizidresistente Pflanzen bzw. $10 für insektenresistente Pflanzen geschätzt wurden.<ref name="carpenter">Peer-reviewed surveys indicate positive impact of commercialized GM crops. In: Nature Biotechnology. Vol. 28, Nr. 4, April 2010, S. 319–321.</ref> Zudem profitierte der konventionelle Anbau vom Anbau insektenresistenter Pflanzen in seiner Umgebung (siehe Abschnitt Umweltschutz).
In Studien, die Einkommensverbesserungen durch Gv-Pflanzen entlang unterschiedlicher Betriebsgrößen gemessen haben, ergaben sich zumeist insbesondere Vorteile für Haushalte mit geringerem Landbesitz. Hinzu kommt eine Verringerung des Einkommensrisikos, das für Kleinbauern vergleichsweise wertvoller ist als für größere Betriebe, die über mehr Instrumente zur Risikoreduktion verfügen.<ref name="carpenter" />
Die FAO erwartet, dass transgene Pflanzen ebenso wie andere verbesserte Saatguttechnologien in der Vergangenheit in Zukunft eine wichtige Rolle bei ländlicher Einkommenssteigerung und Armutsbekämpfung spielen werden.<ref>S. Fan, C. Chan-Kang, K. Qian, K. Krishnaiah: National and international agricultural research and rural poverty: the case of rice research in India and China. In: Agricultural Economics. Vol. 33, 2005, S. 369–379.</ref><ref>P. Hazell, C. Ramasamy: The Green Revolution Reconsidered: The Impact of High-Yielding Rice Varieties in South India. Johns Hopkins University Press, Baltimore, MD 1991.</ref><ref name="FAO2004">FAO: The State of Food and Agriculture 2003-04; Agricultural Biotechnology: Meeting the Needs of the Poor? FAO, Rom 2004.</ref>
Eine Langzeitstudie unter Leitung von Matin Qaim zeigt etwa, dass indische Kleinbauern, die Bt-Baumwolle anbauen, einen um 50 % höheren Gewinn erwirtschaften als Bauern, die konventionelle Baumwolle anbauen. Außerdem seien die „Vorteile im Zeitablauf sogar tendenziell weiter angestiegen“, sodass „Befürchtungen von Kritikern, die Gentechnik würde eine zunehmende Ausbeutung der Bauern durch Großkonzerne zur Folge haben“, widerlegt worden seien.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Gentechnik erhöht Erträge und Lebensstandard von Kleinbauern|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Gentechnik erhöht Erträge und Lebensstandard von Kleinbauern}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://idw-online.de/de/news486193%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Gentechnik erhöht Erträge und Lebensstandard von Kleinbauern}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://idw-online.de/de/news486193}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Gentechnik erhöht Erträge und Lebensstandard von Kleinbauern}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Informationsdienst Wissenschaft2011-07-02{{#if: 2012-07-04 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Eine Studie unter der Mitarbeit von Justus Wesseler untersuchte die Akzeptanz einer hypothetisch eingeführten gentechnisch veränderten Banane. Insbesondere Kleinbauern zeigten mehr Akzeptanz gegenüber der veränderten Banane. Die besser verdienende urbane Bevölkerung stand dieser kritischer gegenüber.<ref name="Kikulve-2011">Enoch Kikulwe, Ekin Birol, Justus Wesseler, José Falck-Zepeda: A Latent Class Approach to Investigating Developing Country Consumers’ Demand for Genetically Modified Staple Food Crops: The Case of GM Banana in Uganda. In: Agricultural Economics. 2011.</ref><ref name="Kikulve-2011a">Enoch Kikulwe, Justus Wesseler, José Falck-Zepeda: Attitudes, Perceptions, and Trust: Insights from a Consumer Survey Regarding Genetically Modified Banana in Uganda. In: Appetite. Band 57, Nr. 2, 2011, S. 401–413.</ref>
Einkommens- und Klagerisiken
Die Hersteller genveränderten Saatgutes prüfen Patentrechtsverletzungen und setzen Schadenersatzforderungen gerichtlich durch. Basis dafür bilden zusätzliche Verträge der Saatguthersteller mit den Bauern, die Voraussetzung für eine Belieferung sind. Diese Verträge untersagen den Bauern beispielsweise die Selbstvermehrung und räumen den Saatgutherstellern weitreichende Rechte ein. Auch das Klagerecht bei Ertragsausfällen ist ausgeschlossen.<ref>Roundup Ready© Raps Technologievertrag – Bedingungen und Abmachungen. Monsanto, Dezember 2005, aufgerufen am 20. Oktober 2017.</ref> Bei der im Mai 2003 vom Zentrum für Nahrungsmittelsicherheit (Center for Food Safety, CFS) gestarteten Untersuchung zu Rechtsstreitigkeiten US-amerikanischer Bauern die patentierte, gentechnisch veränderte Pflanzen anbauten wurde festgestellt, dass Marktführer Monsanto Bauern verklagte, selbst wenn die Patentrechtsverletzungen gar nicht vom Bauern zu verantworten waren.<ref>Monsanto gegen Bauern. (PDF; 3,3 MB). aktualisiert November 2007, aufgerufen am 20. Oktober 2017.</ref> Aus den USA und Kanada wurden Fälle bekannt, bei denen durch Rechtsstreitigkeiten mit Saatgutherstellern Bauern finanziell ruiniert wurden und ihre Höfe aufgeben mussten.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20171021003720
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}} Gen-ethisches-Netzwerk, Juni 2005, aufgerufen am 20. Oktober 2017.</ref> Tewolde Berhan Gebre Egziabher wirft Saatgutherstellern vor, sie würden Landwirte in eine Abhängigkeit von ihren Produkten zwingen, und bezeichnet dies als effektiven Kolonialismus.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Selbst ungewollte und unerwünschte Kontaminierung/Einkreuzung auf andern, konventionellen Feldern ist mit einem hohen Klagerisiko für die Bauern verbunden.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20171020141926
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}}
}} Umweltinstitut München, Dezember 2005, abgerufen am 20. Oktober 2010.</ref>
Für Bauern, die langjährig genverändertes Saatgut und angepasste Herbizide einsetzen, besteht die Gefahr der Ausbildung von Superunkräutern, welche beispielsweise im Nordosten der Vereinigten Staaten 92 Prozent der Baumwoll- und Sojafelder befallen haben.<ref>Gentechnik: Super-Unkraut resistent gegen Vernichtungsmittel. Deutsche Wirtschafts Nachrichten, 2. Februar 2014, aufgerufen am 20. Oktober 2017.</ref> Insgesamt war 2013 in den USA bereits auf 24 Millionen Hektar dadurch teilweise oder völlig der Anbau von Nutzpflanzen nicht mehr möglich.<ref>USA: „Superunkraut“ durch genmanipulierte Pflanzen. In: Kronenzeitung. 12. Dezember 2013, aufgerufen am 20. Oktober 2017.</ref>
Dominanz multinationaler Konzerne
Heute befinden sich mehr als 75 % aller Patente der grünen Biotechnologie in privater Hand, größtenteils von wenigen multinationalen Konzernen.<ref>G. Graff, S. Cullen, K. Bradford, D. Zilberman, A. Bennett: The public-private structure of intellectual property ownership in agricultural biotechnology. In: Nature Biotechnology. Vol. 21, 2003, S. 989–995.</ref> Die Möglichkeit, Patente gewinnbringend auszubeuten, stellt einen Anreiz für die Forschung dar. Gleichzeitig hat dies dazu geführt, dass die Entwicklung neuer transgener Sorten durch Nichtinhaber relevanter Patente häufig mit hohen Transaktionskosten und Lizenzgebühren verbunden ist.<ref>V. Santaniello, R. Evenson, D. Zilberman, G. Carlson (Hrsg.): Agriculture and Intellectual Property Rights: Economic, Institutional and Implementation Issues in Biotechnology. CABI Publishing, Oxfordshire, UK 2000.</ref> Dies könnte den Konzentrationsprozess weiter verstärken. Durch eine sinkende relative Bedeutung von öffentlicher Forschung und Entwicklung könnte insbesondere die gentechnische Verbesserung von weniger verbreiteten Pflanzenarten sowie in kleinen Entwicklungsländern vernachlässigt werden.<ref name="FAO2004" /><ref>M. Lipton: Reviving global poverty reduction: what role for genetically modified plants? In: Journal of International Development. Vol. 13, 2001, S. 823–846.</ref><ref>M. Qaim, A. Krattiger, J. von Braun (Hrsg.): Agricultural Biotechnology in Developing Countries: Towards Optimizing the Benefits for the Poor. Kluwer, New York 2000.</ref>
Ronald Herring hat während der raschen Adoption von Bt-Baumwolle in Indien beobachtet, dass legale Bt-Saaten unter starken Konkurrenzdruck gerieten, wenn die Preise zu hoch waren oder die Beschaffung zu bürokratisch. Die massenhafte unautorisierte Vermehrung von Bt-Pflanzen und Einkreuzung in lokale Sorten durch die Landwirte widersetze sich den „europäischen Erzählungen von Macht über Bio-Eigentum“.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20100617180200
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}}
}} (englisch)</ref>
Den Fragen, ob die grüne Gentechnik Konzentrationsprozesse in der Saatgutindustrie verstärkt hat und ob Konzentrationsprozesse die Innovation verlangsamt haben, ging eine Untersuchung (2011) im Auftrag der niederländischen Kommission für genetische Modifikation (COGEM) nach. Eine deutliche Konsolidierung hat in den letzten Jahren stattgefunden, so lag der Marktanteil der neun größten Saatgutunternehmen 1985 bei 12,7 % und 1996 bei 16,7 %, während der Marktanteil der drei größten Saatgutunternehmen 2009 auf 34 % angestiegen war. Neben Fortschritten der Pflanzenwissenschaften und -züchtung haben geistige Eigentumsrechte im Bereich der Pflanzenzüchtung und Biotechnologie sowie steigende Ausgaben für Forschung und Entwicklung zu diesem Konsolidierungsprozess beigetragen. Da sich auch in Märkten mit von der Gentechnik nicht berührten Züchtungstechnologien Konzentrationen ereigneten, variiert die Bedeutung der Gentechnik als Treiber dieser Prozesse. Befragungen von 11 Topmanagern der Saatgutindustrie ergaben, dass geistige Eigentumsrechte und Patente von einigen als förderlich und von anderen als behindernd für Innovation gesehen werden. Einer ökonomischen Analyse der relativ stark konzentrierten Saatgutmärkte für Baumwolle, Mais und Sojabohne in den USA zufolge hatte die Konzentration keine negativen Auswirkungen auf die Innovationsraten. Die Autoren der Studie erwarten, dass hohe Kosten für Forschung und Entwicklung sowie für Zulassungen, Monitoring und Beimischungen kleinere Unternehmen und öffentliche Forschungseinrichtungen behindern und weitere Konzentration der Saatgutindustrie befördern werden.<ref>Drivers of Consolidation in the Seed Industry and its Consequences for Innovation (CGM 2011-01). COGEM, 29. März 2011.</ref>
Lebensmittelpreise
Yu u. a. (2010) gehen davon aus, dass Ertragssteigerungen durch grüne Gentechnik die Lebensmittelpreise senken können, was positive sozioökonomische Folgen für Konsumenten haben kann. Sie schätzten die Höhe der globalen Preisminderungen im Jahr 2007 auf 5,8 % (Mais), 9,6 % (Sojabohnen) bzw. 3,8 % (Raps) ein. Substitute dieser Getreide und Ölsaaten seien ihrer Analyse zufolge dadurch ebenfalls um 3–4 % billiger geworden.<ref>Graham Brookes, Tun Hsiang „Edward“ Yu, Simla Tokgoz, Amani Elobeid: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20121119124409
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}}
}} In: AgBioForum. Band 13, Nr. 1, 2010, S. 25–52.</ref>
Aufgrund einer Simulation schätzten Sexton und Zilberman (2012) für das Jahr 2008 die Preissenkung folgendermaßen ein: Ohne die grüne Gentechnik wären die Weltmarktpreise um 35 % (Mais), 43 % (Sojabohnen), 27 % (Weizen) und 33 % (Raps) höher gewesen.<ref>Steven Sexton, David Zilberman: Land for Food and Fuel Production: The Role of Agricultural Biotechnology. In: Joshua S. Graff Zivin, Jeffrey M. Perloff, Hrsg.: The Intended and Unintended Effects of U.S. Agricultural and Biotechnology Policies. University Of Chicago Press, 2012, ISBN 978-0-226-98803-0, S. 269–288.</ref>
Mahaffey u. a.(2016) schätzten die Auswirkungen eines weltweiten Verbots von gv-Pflanzen. Demzufolge würden die Lebensmittelpreise je nach Region um 0,27 % bis 2,2 % ansteigen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Resistenzbildung
Ein bekanntes Problem des Pflanzenschutzes ist die Resistenzbildung von Schädlingen gegen Pflanzenschutzmittel über den natürlichen Mechanismus von Mutation und Selektion. Dass Schadinsekten bzw. Unkräuter auch bei Einsatz der grünen Gentechnik Resistenzen gegen Bt-Toxine bzw. Herbizide entwickeln können, ist wissenschaftlich unbestritten. Verschiedene Gegenmaßnahmen, wie Refugienflächen und die Kombination mehrerer Wirkstoffe, erschweren die Resistenzbildung.<ref>Bruce E. Tabashnik, J. B. J. Van Rensburg, Yves Carrière: Field-Evolved Insect Resistance to Bt Crops: Definition, Theory, and Data. In: Journal of Economic Entomology. Vol. 102, Nr. 6, Dezember 2009, S. 2011–2025.</ref><ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20101204071748
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Es besteht die Möglichkeit, dass Gene transgener Nutzpflanzen auf ihre wilden Verwandten übergehen. Manche Pflanzen gehen schnell Hybridisierungen mit ihren wilden Verwandten ein. Im Falle gentechnisch veränderter Pflanzen sehen Wissenschaftler die Möglichkeit, dass durch Auskreuzung der transgenen Eigenschaft sogenannte Superunkräuter entstehen können. Dies betrifft nicht nur die Übertragung der Eigenschaft der Herbizidresistenz, sondern auch Merkmale wie Trockentoleranz, Krankheits- und Schädlingsresistenz oder auch erhöhte Erträge. Weiterhin wird die Möglichkeit gesehen, dass gentechnisch veränderte Pflanzen selbst zu einem Unkraut werden. Ein Beispiel hierfür ist herbizidresistenter Raps, der u. a. aufgrund der Langlebigkeit seiner Samen bei einem Fruchtwechsel ein Unkrautproblem für den Landwirt werden kann.<ref>Murray W. Nabors: Botanik. Pearson Studium, 2007, ISBN 978-3-8273-7231-4, S. 579.</ref> Laut einer 2011 erschienenen Übersichtsarbeit (Kwit u. a., 2011) sind mögliche negative Folgen einer Auskreuzung transgener Eigenschaften auf verwandte Unkräuter bisher nicht nachgewiesen.<ref name="kwit">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Resistenz gegen Glyphosat
Eine zwischen 2000 und 2004 durchgeführte britische Studie untersuchte, inwiefern herbizidresistenter Raps seine Resistenzeigenschaft auf verwandte Arten überträgt. Im ersten Versuchjahr konnte bei einer Untersuchung von 95.459 artverwandten Pflanzen eine Auskreuzung des Resistenzgens auf zwei Rübsenpflanzen festgestellt werden. Im Folgejahr konnte in den Versuchsfeldern die Auskreuzung der Resistenz auf eine Acker-Senf-Pflanze nachgewiesen werden.<ref name="defra">Monitoring movement of herbicide resistant genes from farm-scale evaluation field sites to populations of wild crop relatives. (englisch)</ref> Die an der Studie beteiligten Wissenschaftler betonen hingegen, dass keine zweite Studie eine Auskreuzung feststellen konnte, dass die Wahrscheinlichkeit einer Auskreuzung sehr gering sei und dass die Auskreuzung in wilde Verwandte kein Problem darstelle, da Herbizidresistenz in der Wildnis keinen Fitnessgewinn bringe.<ref name="defra" /> Sie weisen aber darauf hin, dass der Anbau herbizidresistenter Raps-Sorten dazu führen könne, dass herbizidresistenter Durchwuchsraps (d. h. Rapspflanzen, die als Folge des Überlebens von Rapssamen in Folgekulturen wieder heranwachsen) die Unkrautbekämpfung bei der Folgefrucht erschweren könnte, insbesondere, wenn in der Fruchtfolge andere herbizidresistente Ackerfrüchte verwendet werden.<ref name="defra" /> Die Schweizer Arbeitsgruppe Gentechnik (SAG) fügt hinzu, dass mehrfach resistenter Raps (d. h. Rapssorten, die nach der Übertragung von Genen aus anderen Sorten neue und damit mehrfache Resistenzen gegen Herbizide ausgebildet haben) ebenfalls agronomische Probleme bereiten könne, und behauptete 2003, dass transgener Durchwuchsraps in manchen Gegenden Kanadas schon zu den häufigsten Unkräutern gehöre.<ref name="SAG">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Daniel Ammann|Daniel Ammann: }}{{#if:|{{#if:Fact Sheet: Unsicherheiten und Schadensbeispiele|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Fact Sheet: Unsicherheiten und Schadensbeispiele}}]{{#if:PDF; 14 kB| (PDF; 14 kB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://gentechfrei.ch/images/stories/pdfs/papiere/fs_unsicherheit.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Fact Sheet: Unsicherheiten und Schadensbeispiele}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://gentechfrei.ch/images/stories/pdfs/papiere/fs_unsicherheit.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Fact Sheet: Unsicherheiten und Schadensbeispiele}}}}]}}{{#if:PDF; 14 kB| (PDF; 14 kB{{#if:Schweizerische Arbeitsgruppe Gentechnologie2003-09{{#if: 2017-11-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Wahrscheinlicher als eine Auskreuzung des für die Herbizidresistenz verantwortlichen Gens von transgenen Nutzpflanzen auf Unkräuter ist die Herausbildung von Resistenzen durch zufällige Mutation und natürliche Selektion von Unkräutern. Resistenzen gegen Glyphosat in Feldern mit herbizidresistenten transgenen Nutzpflanzen wurden bis 2008 bei 9 Arten beobachtet, davon fast alle in den USA. In argentinischen Sojaanbau kam es seit 2002 zu einer Ausbreitung von Populationen glyphosatresistenter Wilder Mohrenhirse, was in der Zukunft eventuell den Einsatz stärker toxischer Herbizide zur Folge haben kann.<ref>R. Binimelis, W. Pengue, I. Monterroso: „Transgenic treadmill“: responses to the emergence and spread of glyphosate-resistant johnsongrass in Argentina. In: Geoforum. Vol. 40, Nr. 4, 2009, S. 623–633, doi:10.1016/j.geoforum.2009.03.009</ref> Resistenzen gegen Glyphosat in Feldern ohne herbizidresistente transgene Nutzpflanzen wurden bis 2008 bei 6 Arten in 12 Ländern auf allen Kontinenten beobachtet.<ref name="powles08">Stephen B Powles: Evolved glyphosate-resistant weeds around the world: lessons to be learnt. In: Pest Management Science. Band 64, 2008, S. 360–365, doi:10.1002/ps.1525. PMID 18273881.</ref> Laut der Organisation WeedScience gibt es weltweit 19 glyphosatresistente Unkräuter (Stand: 2010). Mit 107 resistenten Unkrautarten ist die Gruppe der ALS-Inhibitoren (Acetolactat-Synthase), welche die Grundlage für andere häufig verwendete chemische Unkrautbekämpfungsmittel sind, am stärksten betroffen. Bei allen Herbizidkategorien zusammengenommen sind es 347 (Stand: 2010).<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20090727022810
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}}
}} (englisch)</ref> Wissenschaftler fordern eine stärkere Diversifikation der Unkrautbekämpfung, etwa mithilfe von Herbiziden, in denen Glyphosat mit anderen Wirkstoffen kombiniert wird, mithilfe von transgenen Nutzpflanzen mit entsprechend zusätzlichen Herbizidresistenzen und nicht-Herbizid-basierten Unkrautbekämpfungsmaßnahmen. So soll die Resistenzentwicklung von Unkräutern verlangsamt werden, damit Glyphosat weiter effektiv verwendet werden kann.<ref name="powles08" /> Die in den USA beobachtete Glyphosatresistenz des Unkrauts Amaranthus palmeri beruht auf einer starken Genamplifikation des EPSPS-Gens und nicht auf einer Auskreuzung des Transgens.<ref>S. B. Powles: Gene amplification delivers glyphosate-resistant weed evolution. In: Proc Natl Acad Sci U S A. Band 107, Nr. 3, 19. Jan 2010, S. 955–956.</ref>
Resistenz gegen Bt-Toxine
Ebenso wie sich in der Vergangenheit Resistenzen von Schadinsekten gegen chemische Insektizide gebildet haben, könnten sich in Zukunft Resistenzen gegen Bt-Toxine entwickeln. Im Feld wurde diese Möglichkeit 2002 für Schmetterlinge dokumentiert. In Mississippi und Arkansas hat die Empfindlichkeit des Baumwollkapselbohrers gegenüber dem in den ersten Bt-Sorten vorrangig eingesetzten Bt-Toxin Cry1Ac bereits deutlich abgenommen. Eine Resistenzbildung wurde nicht in anderen Regionen der USA oder in China, Spanien oder Australien festgestellt. Auch bei 5 anderen wichtigen Schädlingen wurden bisher keine Resistenzen gegen Bt-Toxine beobachtet.<ref name="tabashnik08">Bruce E Tabashnik, Aaron J Gassmann u. a.: Insect resistance to Bt crops: evidence versus theory. In: Nature Biotechnology. Band 26, 2008, S. 199–202, doi:10.1038/nbt1382.</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Um Resistenzbildungen zu verzögern, werden sogenannte „refuge strategies“ (Zuflucht-Strategien) empfohlen. So schreibt die EPA die Entwicklung und Umsetzung von Resistenzvermeidungsstrategien bei Bt-Pflanzen vor. Auch in Indien wird die Einhaltung von Refugienflächen empfohlen. Hierbei wird auf einem Teil des Bt-Felds (5–20 %) konventionelles Saatgut gesät. Hierdurch können Bt-empfindliche Individuen überleben und sich mit Bt-resistenten Individuen paaren, womit die Entwicklung von Resistenzen verlangsamt wird.<ref name="tabashnik08" /><ref>T. Hurley: Bacillus thuringiensis resistance management: experiences from the USA. In: Justus Wesseler (Hrsg.): Environmental Costs and Benefits of Transgenic Crops. Springer, Dordrecht 2005.</ref> Eine weitere Option zur Unterdrückung der Resistenzbildung ist die Freisetzung von sterilen Schadinsekten, was laut Computersimulationen möglich ist und in einem vierjährigen Feldversuch bestätigt wurde.<ref>Bruce E Tabashnik, Mark S Sisterson, Peter C Ellsworth, Timothy J Dennehy, Larry Antilla, Leighton Liesner, Mike Whitlow, Robert T Staten, Jeffrey A Fabrick, Gopalan C Unnithan, Alex J Yelich, Christa Ellers-Kirk, Virginia S Harpold, Xianchun Li, Yves Carrière: Suppressing resistance to Bt cotton with sterile insect releases. In: Nature Biotechnology. 7. November 2010 (online veröffentlicht)</ref>
In vier Distrikten des indischen Bundesstaats Gujarat wurden Anfang 2010 erstmals Resistenzen des Roten Baumwollkapselwurms gegen Bt-Baumwollsorten der ersten Generation (Bollgard I, seit 2002) beobachtet. Dies könnte auf die mangelhafte Einhaltung von Refugienflächen oder auch auf den illegalen Anbau von Bt-Sorten mit geringerem Toxingehalt zurückzuführen sein. Für die zweite Generation von Bt-Sorten (Bollgard II, seit 2006), die zwei Bt-Gene enthält, wurden keine Resistenzen festgestellt. Derzeit entwickelt wird Bollgard III, das drei Bt-Gene aufweist. Mehrere voneinander unabhängige Insektizide erschweren die Resistenzbildung.<ref>Resistente Schädlinge in Indien nachgewiesen. Trangen, 16. März 2010.</ref>
Der Mechanismus der Resistenzbildung ist wissenschaftlich noch unzureichend geklärt. Im Falle einer unspezifischen Resistenz gegen alle Bt-Toxine müssten Landwirte Bt-Pflanzen und konventionelle Pflanzen abwechselnd verwenden, damit die Resistenz in den Schädlingspopulationen zurückgeht. Falls sich Resistenzen spezifisch gegen einzelne Bt-Toxine entwickeln, könnte eine Bt-Maissorte mit einer anderen der über 200 Cry Proteine genutzt werden. Sorten mit mehreren Cry Proteinen (stacked traits) könnten in diesem Fall möglicherweise ebenfalls helfen.<ref>E. Stockstad: First Light on Genetic Roots of Bt Resistance. In: Science. Vol. 293, Nr. 5531, 3. August 2001, S. 778.</ref><ref name="fedoroff" />
Eine im Juni 2011 veröffentlichte Untersuchung von seit 1996 weltweit aufgetretenen Resistenzen kommt zu dem Schluss, dass eine high-dose/refuge-Strategie, also die Kombination aus Pflanzen, welche eine hohe Dosis bt-Proteine exprimieren, mit Refugien nichtexprimierender Pflanzen die Resistenzbildung erfolgreich verhindern kann. Besondere Bedeutung sollte in einer Fortführung dieser Strategie Pflanzen zukommen, welche mehrere bt-Proteine kombinieren.<ref>Fangneng Huang, David A. Andow, Lawrent L. Buschman: Success of the high-dose/refuge resistance management strategy after 15 years of Bt crop use in North America. In: Entomologia Experimentalis et Applicata. Band 140, 2011, S. 1–16, doi:10.1111/j.1570-7458.2011.01138.x.</ref>
Umweltauswirkungen
Positiv bewertete Wirkungen
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}}
}} In: AgBioForum. Band 13, Nr. 1, 2010, S. 76–94.</ref>
|
Pflanze | Einsatz von Pestiziden (Millionen kg) |
Umweltbelastung durch Pestizide (%) |
Verbrauch von Kraftstoff (Millionen Liter) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Herbizidresistente Sojabohne | −50,45 | −16,6 | −835 (USA) / −1.636 (Argentinien) / −196 (Rest) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Herbizidresistenter Mais | −111,58 | −8,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Herbizidresistenter Raps | −13,74 | −24,3 | −347 (Kanada) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Herbizidresistente Baumwolle | −6,29 | −5,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bt-Mais | −29,89 | −29,4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bt-Baumwolle | −140,60 | −24,8 | −125 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Herbizidresistente Zuckerrübe | +0,13 | −2,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gesamt | -352,42 | -16,3 | -3.139 |
Transgene Pflanzen können einigen Studien zufolge positive Auswirkungen auf die Umwelt haben. Durch die Verwendung transgener Pflanzen konnten demnach im Zeitraum 1996–2008 Pflanzenschutzmitteln um geschätzte 352.000 t (8,4 %) eingespart werden, was einer verringerten Umweltbelastung durch Pestizide in diesen Pflanzen um 16,3 % entspräche. Dabei spielte einerseits die Einsparung der ausgebrachten Menge eine Rolle als auch die Reduktion der Toxizität der ausgebrachten Mittel. Die Einsparung der Emissionen von Treibhausgasen wäre 2008 äquivalent zum Ausstoß von 6,9 Millionen Autos.<ref name="env1966–2008" /> Die Adoption von herbizidresistenten Pflanzen führte zu einer verstärkten Ausbringung von Herbiziden geringer Toxizität (v. a. Glyphosat, WHO Toxizitätsstufe IV) bei gleichzeitiger Reduktion stärker toxischer Wirkstoffe (der WHO-Toxizitätsstufen II und III) und damit verbunden einer Ausweitung der pfluglosen Bewirtschaftung, wodurch Bodenerosion, Kraftstoffverbrauch und Treibhausgasemissionen zurückgingen.<ref>M. Qaim, G. Traxler: Roundup Ready soybeans in Argentina: farm level and aggregate welfare effects. In: Agricultural Economics. Vol. 32, 2005, S. 73–86.</ref><ref name="NRC2010">National Research Council: The Impact of Genetically Engineered Crops on Farm Sustainability in the United States. The National Academies Press, Washington, D.C. 2010.</ref> In der Studie von Barfoot und Brookes geht es allerdings nicht um tatsächliche Reduktion, vielmehr wird der aktuelle Verbrauch bei grüner Gentechnik mit dem hypothetischen Verbrauch der gleichen Fläche bei konventionellem Anbau verglichen. Nach einer argentinischen Studie in der Pampas-Region hat die Einführung der pfluglosen Bewirtschaftung aber zu einer starken Ausweitung und Intensivierung landwirtschaftlicher Nutzung geführt, so dass es in der Folge im Ergebnis zu einer verstärkten Herbizidausbringung, Resistenzbildung, einer Erhöhung des Energieverbrauchs und einem Rückgang der Biodiversität kam.<ref>Walter Alberto Pengue: Transgenic Crops in Argentina and its Hidden Costs. In: E. Ortega, S. Ulgiati (Hrsg.): Proceedings of IV Biennial International Workshop “Advances in Energy Studies” Unicamp, Campinas, SP, Brazil. June 16–19, 2004. S. 91–101.</ref> In Indien wurden anlässlich der Beobachtung von Resistenzbildung des Roten Baumwollkapselwurms gegen Bt-Baumwollsorten als geeignete Vorkehrungen u. a. tiefes Pflügen, eine breit angelegte Fruchtfolge sowie die Entfernung von Ernterückständen als notwendig erachtet.<ref name="bis">Resistente Schädlinge in Indien nachgewiesen. In: Biosicherheit. 16. März 2010.</ref><ref name="tabashnik2010">Bruce E. Tabashnik, Yves Carrière: Field-Evolved Resistance to Bt Cotton: Bollworm in the U.S. and Pink Bollworm in India. In: Southwestern Entomologist. Band 35, Nr. 3, 2010, S. 417–424, doi:10.3958/059.035.0326.</ref>
Die Adoption von Bt-Pflanzen führte zu einem starken Rückgang des Insektizideinsatzes, insbesondere dem der giftigsten Substanzen. So wird geschätzt, dass zwischen 1996 und 2008 durch den Einsatz von Bt-Baumwolle 140.000 t an Pestiziden eingespart wurden, was einem Rückgang der Umweltbelastungen durch Pestizidanwendungen bei Baumwolle von knapp 25 % gleichkommt.<ref name="env1966–2008" /> Ein 2010 veröffentlichtes Review der wissenschaftlichen Literatur ergab, dass die Insektizidanwendungen durch insektenresistente Pflanzen um 14–75 % zurückgingen und in keinem Fall stiegen. Häufig wurden auch weniger giftige Insektizide und Herbizide ausgebracht als in konventionellen Feldern.<ref name="carpenter" />
Durch den geringeren Insektizideinsatz bei Bt-Pflanzen überleben mehr Nichtzielorganismen. Eine Metastudie von 42 Feldexperimenten kommt zu dem Schluss, dass wirbellose Nichtzielorganismen in Bt-Mais und -Baumwollfeldern häufiger vorkommen als in Feldern, die mit Insektiziden behandelt werden (jedoch seltener als in Feldern, die nicht mit Insektiziden behandelt werden).<ref>M. Marvier, C. McCreedy, J. Regetz, P. Kareiva: A Meta-Analysis of Effects of Bt Cotton and Maize on Nontarget Invertebrates. (PDF; 181 kB). In: Science. Vol. 316, Juni 2007, S. 1475–1477.</ref>
Zudem kann die grüne Gentechnik die Sortenvielfalt fördern, da sich einzelne Eigenschaften relativ leicht in lokal angepasste Sorten einbauen lassen. Die konventionelle Züchtung benötigt für einen ähnlichen Prozess mehr Zeit und finanziellen Aufwand. Anstatt lokal angepasste Sorten zu ersetzen, erhöhte sich in den Anbauländern die Zahl der Sorten mit transgenen Eigenschaften schnell.<ref>M. Qaim, C. Pray, D. Zilberman: Economic and social considerations in the adoption of Bt crops. In: J. Romeis, A. Shelton, G. Kennedy (Hrsg.): Integration of Insect-Resistant Genetically Modified Crops within IPM Programs. Springer, New York 2008, Kapitel 12.</ref>
Längerfristige Beobachtungen von Schädlingspopulationen in den USA und China haben ergeben, dass die Verwendung von Bt-Baumwolle nicht nur zu einem geringeren Schädlingsbefall in den Bt-Feldern, sondern auch zu einem geringeren Schädlingsbefall in konventionellen Baumwoll- und anderen Nutzpflanzenfeldern geführt hat (Positive Externalität).<ref name="NRC2010" /> US-amerikanische Maisbauern, die keinen Bt-Mais anbauten, haben auf diese Weise massiv vom Anbau des Bt-Mais durch andere Bauern profitiert.<ref>W. D. Hutchison, E. C. Burkness, P. D. Mitchell, R. D. Moon, T. W. Leslie, S. J. Fleischer, M. Abrahamson, K. L. Hamilton, K. L. Steffey, M. E. Gray, R. L. Hellmich, L. V. Kaster, T. E. Hunt, R. J. Wright, K. Pecinovsky, T. L. Rabaey, B. R. Flood, E. S. Raun: Areawide Suppression of European Corn Borer with Bt Maize Reaps Savings to Non-Bt Maize Growers. In: Science. 8. Oktober 2010.</ref> Andererseits zeigten Untersuchungen in China beim Anbau gentechnisch veränderter Baumwolle, dass Nichtzielorganismen sich zeitweise ausbreiten konnten und zu einer Schädigung bei Bt-Baumwolle als auch konventionellen Anbaufrüchten geführt haben (Negative Externalität).<ref name="Lu">Yanhui Lu, Kongming Wu, Yuying Jiang, Bing Xia, Ping Li, Hongqiang Feng, Kris A. G. Wyckhuys, Yuyuan Guo: Mirid Bug Outbreaks in Multiple Crops Correlated with Wide-Scale Adoption of Bt Cotton in China. In: Science. Vol. 328, Nr. 5982, 28. Mai 2010, S. 1151–1154. doi:10.1126/science.1187881</ref>
Ein 2011 veröffentlichtes Review der Auswirkungen der grünen Gentechnik auf die Biodiversität kommt zu dem Schluss, dass die bisher angebauten Gv-Pflanzen die negativen Effekte der Landwirtschaft auf die Biodiversität reduziert haben, und zwar durch die verstärkte Anwendung konservierender Bodenbearbeitung, die Reduzierung des Insektizideinsatzes und die Nutzung umweltfreundlicherer Herbizide sowie die Schonung nichtlandwirtschaftlicher Flächen durch Ertragssteigerungen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Umweltrisiken
Wissenschaftlicher Forschungsstand
2010 veröffentlichte die Europäische Kommission ein Kompendium, in dem sie die Ergebnisse EU-finanzierter Studien durch über 400 unabhängige Arbeitsgruppen aus dem Zeitraum 2001–2010 zusammentrug, wonach es bisher keine wissenschaftlichen Hinweise dafür gebe, dass gentechnisch veränderte Pflanzen mit höheren Risiken für die Umwelt verbunden seien als konventionelle.<ref name="EUcompendium2010">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref name="EUcompendiumPM">Kommission veröffentlicht Sammlung von Ergebnissen EU-unterstützter Forschung über genetisch veränderte Nutzpflanzen. 9. Dezember 2010</ref> Ein 2007 veröffentlichtes Review wissenschaftlicher Literatur und Studien internationaler Organisationen aus 10 Jahren kam zu dem Schluss, dass bisher keine wissenschaftlichen Beweise für Umweltschäden durch die bisher kommerzialisierten transgenen Pflanzen existierten.<ref name="env_review">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Andere Untersuchungen widersprechen dem.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> So bezeichnen Hilbeck u. a. in ihrem Paper „No scientific consensus on GMO safety“<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> den angeblichen wissenschaftlichen Konsens als „künstliches Konstrukt, welches fälschlich durch diverse Foren verbreitet wurde“. Vor der Zulassung einer neuen transgenen Sorte zum Anbau sind umfangreiche Sicherheitsstudien erforderlich, die in der Regel mehrere Jahre dauern. Eine neue Sorte darf nur dann zugelassen werden, wenn eine Unbedenklichkeit für die Umwelt bestätigt wurde. Nach dem Beginn des kommerziellen Anbaus einer neuen Sorte ist in der EU zudem ein anbaubegleitendes Monitoring vorgesehen.<ref name="Btsicher">Bt-Mais: Sicher für Mensch und Umwelt? {{#switch:
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Die deutsche Bundesregierung förderte seit 1987 über 140 Projekte zur Sicherheitsbewertung von gv-Pflanzen (insbesondere Mais, Kartoffeln, Getreide, Raps), an der über 60 Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen beteiligt waren. Neben Laborexperimenten wurden auch zahlreiche Freilandversuche durchgeführt. Das BMBF veröffentlichte nach 25 Förderjahren eine Bilanz. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen für den Anbau gv-Pflanzen im Vergleich zu konventionell gezüchteten Pflanzen kein höheres Risiko für Umweltbeeinträchtigungen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Im Zuge der aktuellen Diskussion über die Verwendung Neuer genomischer Techniken (NGT) in der Landwirtschaft gibt die Gesellschaft für Ökologie in einem Statement zu bedenken: Auch wenn der Umweltnutzen von NGTs noch bewertet werden muss, so gibt es doch zahlreiche wissenschaftliche Belege für ökologische Lösungen, die schnell und effizient sind und keine Umweltrisiken bergen.<ref name=":0" />
Kontroversen
Das Bundesamt für Naturschutz (BfN) geht davon aus, dass alle Freisetzungen von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) dem von der EU mit der Freisetzungsrichtlinie von 2001 bestimmten Zulassungsverfahren und dem danach in Deutschland verabschiedeten Naturschutzgesetz sowie dem Gentechnikgesetz unterliegen und dementsprechend eine spezielle Umweltrisikoprüfung vorzunehmen sei. Hierfür seien folgende Kriterien maßgebend:
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Entscheidend sei dabei die Frage, wie GVO in die Umwelt gelangen und welche Wirkungen sie dort ausüben können.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Bundesinstitut für Naturschutz|Bundesinstitut für Naturschutz: }}{{#if:|{{#if:Umweltrisikoprüfung|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Umweltrisikoprüfung}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.bfn.de/die-umweltrisikopruefung-im-zulassungsverfahren%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Umweltrisikoprüfung}}}}%7C[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.bfn.de/die-umweltrisikopruefung-im-zulassungsverfahren}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Umweltrisikoprüfung}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:2024{{#if: 2024-02-09 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Nichtzielorganismen
Das Bt-Toxin Cry1Ab ist für einige Arten der Ordnung Schmetterlinge giftig. Anders als der Maiszünsler ernähren sich nur sehr wenige Schmetterlingsarten von Mais, könnten aber theoretisch indirekt über Bt-Maispollen geschädigt werden, die auf ihrer Nahrung landen. Eine 1999 veröffentlichte Laborstudie stellte eine Schädigung von Monarchfaltern fest, wenn sie mit Bt-Maispollen des Events 11 gefüttert wurden.<ref>J. Losey, L. Rayor, M Carter: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20120128151020
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}} (PDF; 158 kB). In: Nature. Vol. 399, 1999, S. 214.</ref> Seitens Teilen der Wissenschaft wurde dargestellt, dass das Fütterungsexperiment diese Befürchtungen nicht rechtfertige. Weitere Laborexperimente fanden, dass Pollen des Events 176 Monarchfalterlarven schädigen, woraufhin das Event vom Markt genommen wurde. Feldstudien hingegen fanden keine Effekte auf Larven durch die verbreiteten Bt-Maisevents (MON810 und Bt 11), die 80-mal weniger Toxin produzieren als Event 176. Feldstudien zeigten zudem, dass die in den Laborstudien verwendeten Pollenmengen unter Feldbedingungen unrealistisch hoch seien, und legten nahe, dass die Pollen von Event 11 möglicherweise mit anderen Pflanzenteilen vermischt wurden. Für die derzeit zugelassenen Events seien extrem hohe Pollendichten notwendig, um Larvenschädigung zu erreichen. Felduntersuchungen zeigten, dass ein geringer Anteil von 0,8 % der Monarchfalterpopulation Bt-Maispollen ausgesetzt sei. Die natürliche Mortalität von 80 % während der Larvenphase müsse zudem berücksichtigt werden, ebenso wie andere Faktoren, wie Verluste durch Habitatzerstörung, Insektizideinsatz sowie Kollisionen mit Autos.<ref name="env_review" /> Eine 2010 veröffentlichte Simulation zeigt, dass selbst unter pessimistischen Annahmen ein flächendeckender Anbau von Bt-Mais in Europa kaum negative Effekte auf Schmetterlingsarten hätte. In allen Regionen war die maximale errechnete Sterblichkeitsrate bei Tagpfauenauge und Admiral weniger als einer von 1572 Schmetterlingen, bei der Kohlmotte eine von 392. Im Mittel aller Regionen lag sie für Tagpfauenauge und Admiral bei einem von 5000, für die Kohlmotte bei einer auf 4367.<ref>J. N. Perry, Y. Devos, S. Arpaia, D. Bartsch, A. Gathmann, R. S. Hails, J. Kiss, K. Lheureux, B. Manachini, S. Mestdagh, G. Neemann, F. Ortego, J. Schiemann, J. B. Sweet: A mathematical model of exposure of nontarget Lepidoptera to Bt-maize pollen expressing Cry1Ab within Europe. In: Proceedings of the Royal Society. 2010. online veröffentlicht.</ref><ref>Selbst bei flächendeckendem Anbau von Bt-Mais kaum Gefährdung für Schmetterlinge. Biosicherheit, 7. Juni 2010.</ref>
Zudem wurden die Auswirkungen auf Nützlinge wie natürliche Feinde und Bestäuber untersucht. Bt-Mais gilt als unbedenklich für gesunde Honigbienen. Weiterer Forschungsbedarf zu der Wirkung des Bt-Toxins auf Bienen, die an Mikrosporidien erkrankt sind, wird aus den Ergebnissen eines Forschungsprojekts abgeleitet.<ref name="env_review" /><ref>Projektleiter: Prof. Dr. Hans-Hinrich Kaatz: Auswirkungen von BT-Maispollen auf die Honigbiene – Schlussbericht 2004. (PDF; 520 kB).</ref><ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20151222091006
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}} Biosicherheit, 12. Oktober 2005.</ref> In Labor- und Gewächshausstudien waren natürliche Feinde wie Florfliegen dann negativ betroffen, wenn ihre Beute durch Bt-Toxine geschädigt wird. Feldstudien zeigten, dass natürliche Feinde aufgrund der geringeren Beuteverfügbarkeit in Bt-Feldern seltener vorhanden waren, diese Reduktion jedoch keine Auswirkungen auf die Population habe. Florfliegen und andere natürliche Feinde sind polyphag und daher von der Reduktion bestimmter Beutearten nicht stark betroffen.<ref name="env_review" /> Zudem würden auch andere Instrumente der Schädlingsbekämpfung das Nahrungsangebot von natürlichen Feinden beeinflussen, und die meisten gegenwärtig genutzten Insektizide (vor allem Breitbandinsektizide wie Pyrethroide und Organophosphate) hätten stärkere negative Auswirkungen auf natürliche Feinde als Bt-Toxine. Bei zahlreichen Untersuchungen konnten keine negativen Effekte von Bt-Pflanzen auf Bodenmakroorganismen (Fadenwürmer, Springschwänze, Landasseln, Milben und Regenwürmer) festgestellt werden.<ref name="env_review" /><ref>Langzeit-Studie: Anbau von Bt-Mais ohne Einfluss auf Regenwürmer. Biosicherheit, 18. Mai 2010.</ref><ref>FAL-Daten zeigen keine Gefahr von Gen-Mais für Bodenmikroorganismen.</ref>
Auskreuzung auf wilde Artverwandte und Biodiversität
Bei Untersuchungen zum Genfluss bei wilden Baumwollpflanzen der Art Gossypium hirsutum in Mexiko wurden in Wildpopulationen Transgene gentechnisch veränderter Pflanzen gefunden. Bei ungefähr einem Viertel der 270 untersuchten wilden Baumwollsamen wurden Transgene insektenresistenter, antibiotikaresistenter oder herbizidresistenter Baumwolle festgestellt. Ein Samen stammte aus einer Population, die in einer Entfernung von 755 Kilometern zur nächsten GM-Baumwollplantage gelegen war. Andere Samen konnten als Nachfolger der ersten Hybridgeneration identifiziert werden, da sie mehrere und verschiedene Transgene aufwiesen. Ana Wegier, führende Autorin der Studie gab an, dass Genfluss von GM-Baumwollpflanzen zu wilden Verwandten die genetische Vielfalt der Baumwolle reduziere und Auswirkungen auf die Umwelt, Nahrungsmittelsicherheit und Gesundheit sowie auf gesetzliche und Handelsbestimmungen haben könne.<ref>A. Wegier, A. Pineyro-Nelson, J. Alarcon, A. Galvez-Mariscal, E. R. Álvarez-Buylla, D. Pinero: Recent long-distance transgene flow into wild populations conforms to historical patterns of gene flow in cotton (Gossypium hirsutum) at its centre of origin. In: Molecular Ecology. Vol. 20, Nr. 19, Oktober 2011, S. 4182–4194. doi:10.1111/j.1365-294X.2011.05258.x</ref>
In Mexiko ist der Anbau transgenen Maises seit 1998 verboten, um Landrassen und wilde Verwandte vor möglichen Auskreuzungen zu schützen. 2001 veröffentlichte Nature eine kontroverse Studie, die über einen Transgenfund in mexikanischen Mais-Landrassen berichtete. Nature zog die Veröffentlichung wenige Monate später zurück, da „die Datenlage die Veröffentlichung nicht rechtfertige“.<ref>Transgenic DNA discovered in native Mexican corn, according to a new study by UC Berkeley researchers. Press Release, 29. November 2001, UC Berkeley.</ref> Eine 2009 veröffentlichte Studie fand in 1 % von über 100 untersuchten Feldern in Mexiko Bt-Gene in Mais-Landrassen. Dabei ist unklar, ob eine gentechnische Einbringung des Bt-Gens in Landrassen illegalerweise vorgenommen wurden oder ob die Gene regulärer, illegal angebauter Bt-Maissorten unbeabsichtigt ausgekreuzt wurden.<ref>R. Dalton: Modified genes spread to local maize. In: Nature. Band 456, Nr. 7219, November 2008, S. 149, doi:10.1038/456149a. PMID 19005518.</ref><ref>Mexiko: Spuren von gentechnisch verändertem Mais bestätigt. Biosicherheit, 11. März 2009.</ref> Im Oktober 2009 wurden zwei Genehmigungen für den Versuchsanbau von transgenem Mais auf knapp 13 ha erteilt. Thema der Untersuchungen ist unter anderem die Frage, ob Mexiko mit transgenen Sorten seine Abhängigkeit von Importen verringern kann.<ref>Mexico issues first permits to grow GM corn. (englisch)</ref> Fast 2000 Wissenschaftler protestierten in einer Petition gegen die Genehmigungen, da ihrer Ansicht nach Auskreuzungen auf Landrassen nicht verhindert werden können.<ref name="underfire">R. Dalton: Mexico's transgenic maize under fire. In: Nature. Band 462, Nr. 7272, November 2009, S. 404, doi:10.1038/462404a. PMID 19940892.</ref> Die Zulassungsbehörden gaben an, dass ein Abstand von 500 m zu konventionellen Feldern eingehalten wird. Zudem soll die Aussaat zu unterschiedlichen Zeitpunkten stattfinden und umliegende Bauern bezüglich möglicher Auskreuzung befragt werden.<ref name="underfire" /> Es gibt bisher keine wissenschaftlichen Hinweise dafür, dass eine mögliche Auskreuzung von Transgenen die Biodiversität des Mais verringern könnte. Der Genfluss, der Genaustausch zwischen Kultur- und Wildsorten, ist ein natürlicher Vorgang. Ob sich Gene aus konventionellen Hochleistungssorten oder transgenen Sorten in Landsorten dauerhaft etablieren und dadurch die Biodiversität verringern, hängt letztlich davon ab, ob sie den Nachkommen einen Selektionsvorteil verleihen. Laut dem internationalen Mais- und Weizenforschungsinstitut nimmt die Vielzahl der Maisrassen in Mexiko allein durch Einkreuzungen aus Kultursorten nicht ab.<ref>Fremdgene in Landsorten: Gefahr für die biologische Vielfalt? 10. Februar 2003.</ref>
Laut einer 2011 erschienenen Übersichtsarbeit (Kwit u. a., 2011) sind mögliche negative Folgen einer Auskreuzung transgener Eigenschaften auf wilde Artverwandte, etwa das Aussterben wilder Populationen, bisher nicht nachgewiesen.<ref name="kwit" />
Gesundheitliche Auswirkungen
Gesundheitsschutz
Durch die verminderte Anwendung von Pflanzenschutzmitteln hat sich bei transgenen Pflanzen der ersten Generation die Zahl der Vergiftungsfälle durch direkten Kontakt mit Pestiziden verringert. Dieser Effekt ist besonders stark in Ländern wie China, Südafrika und Indien, wo Pestizide häufig mit Gartenspritzen ausgebracht werden.<ref>J. Huang, R. Hu, C. Pray, F. Qiao, S. Rozelle: Biotechnology as an alternative to chemical pesticides: a case study of Bt cotton in China. In: Agricultural Economics. Vol. 29, 2003, S. 55–68.</ref><ref>R. Bennett, S. Morse, Y. Ismael: Bt cotton, pesticides, labour and health: a case study of smallholder farmers in the Makhathini Flats, Republic of South Africa. In: Outlook Agriculture. Vol. 32, 2003, S. 123–128.</ref><ref>Shahzad Kousera, Matin Qaim: Impact of Bt cotton on pesticide poisoning in smallholder agriculture: A panel data analysis. (PDF; 477 kB). In: Ecological Economics. Band 70, Nr. 11, 15. September 2011, S. 2105–2113.</ref>
Auch kann die grüne Gentechnik die Lebensmittelqualität erhöhen. So wurden für Bt-Mais signifikant geringere Spuren von Mykotoxinen gefunden, was auf die verbesserte Schädlingskontrolle zurückzuführen ist.<ref>F. Wu: Bt corn's reduction of mycotoxins: regulatory decisions and public opinion. In: R. Just, J. Alston, D. Zilberman (Hrsg.): Regulating Agricultural Biotechnology: Economics and Policy. Springer, New York 2006, Kapitel 9.</ref>
Mithilfe der grünen Gentechnik kann der Gehalt von Allergenen in Nahrungsmitteln vermindert werden, was bereits für Tomaten und Erdnüsse ohne Ertragseinbußen möglich ist.<ref>M. Singha, P. Bhallaa: Genetic engineering for removing food allergens from plants. In: Trends in Plant Science. Vol. 13, Nr. 6, 2008, S. 257–260.</ref>
Mangelernährung
Ernährungsphysiologisch verbesserte Pflanzen können die Gesundheit von Konsumenten erhöhen.<ref>H. Bouis: The potential of genetically modified food crops to improve human nutrition in developing countries. In: Journal of Developmen Studies. Vol. 43, 2007, S. 79–96.</ref><ref>L. Unnevehr, C. Pray, R. Paarlberg: Addressing micronutrient deficiencies: alternative interventions and technologies. In: AgBioForum. Vol. 10, 2007, S. 124–134.</ref> Es wird geschätzt, dass der Anbau von goldenem Reis die Kosten der Vitamin-A-Versorgung in Indien um bis zu 60 % senken könnte.<ref>A. Stein, H. Sachdev, M. Qaim: Genetic engineering for the poor: Golden Rice and public health in India. In: World Development. Vol. 36, 2008, S. 144–158.</ref> Übersetzt man eine gesteigerte Gesundheit in Arbeitsproduktivität, wird ein globaler Wohlfahrtszuwachs von 15 Milliarden US$ pro Jahr geschätzt, das meiste davon in Asien. In China könnte Goldener Reis Schätzungen zufolge einen Wachstumseffekt von 2 % bedeuten.<ref>K. Anderson, L. Jackson, C. Nielsen: Genetically modified rice adoption: implications for welfare and poverty alleviation. In: Journal of Economic Integration. Vol. 20, 2005, S. 771–788.</ref> Auch für transgene Pflanzen mit erhöhtem Gehalt an Nährstoffen wie Eisen oder Zink sowie erhöhtem Gehalt an essentiellen Aminosäuren werden positive ökonomische und gesundheitliche Effekte erwartet.<ref>M. Qaim, A. Stein, J. Meenakshi: Economics of biofortification. In: Agricultural Economics. Vol. 37, 2007, S. 119–133.</ref>
Gesundheitsrisiken
Wissenschaftlicher Konsens
Es existiert ein weitgehender wissenschaftlicher Konsens darüber, dass die Anwendungen der grünen Gentechnik nicht mit höheren Risiken verbunden sind als konventionelle Verfahren der Pflanzenzüchtung. Dem New Scientist zufolge wird diese Position von allen größeren wissenschaftlichen Einrichtungen und Akademien weltweit vertreten. Dieser Konsens werde lediglich von Anti-GVO-Lobbygruppen bestritten, die von einem alternativen Konsens reden, sowie von einer kleinen Gruppe von Wissenschaftlern, die sich jenseits des wissenschaftlichen Mainstreams bewegen.<ref>“This is a position supported by every major scientific institution in the world, and all the scientific academies of countries and regions, but denied by the anti-GMO lobby, which promotes its own alternative „consensus“ of a small ragtag group of academics out on the fringes of the mainstream.” Síle Lane: Don’t scrap Europe’s chief scientific adviser. In: New Scientist. Online vom 15. Juli 2014.</ref><ref>M. A. Sánchez, W. A. Parrott: Characterization of scientific studies usually cited as evidence of adverse effects of GM food/feed. In: Plant Biotechnology Journal. Band 15, Nr. 10, Oktober 2017, doi:10.1111/pbi.12798.</ref>
Ein 2001 veröffentlichtes Review der Europäischen Kommission von 81 Studien aus 15 Jahren fand keine Hinweise auf Gesundheitsrisiken durch transgene Pflanzen. 2010 veröffentlichte die Europäische Kommission erneut ein Kompendium, in dem sie die Ergebnisse EU-finanzierter Studien durch über 400 unabhängige Arbeitsgruppen aus dem Zeitraum 2001–2010 zusammentrug, wonach es keine wissenschaftlichen Hinweise dafür gebe, dass gentechnisch veränderte Pflanzen mit höheren Risiken für die menschliche Gesundheit verbunden seien als konventionelle.<ref name="EUcompendiumPM" /><ref name="EUcompendium2010" /> Die American Association for the Advancement of Science, die American Medical Association, das National Institute of Medicine, der National Research Council und die National Academy of Sciences vertreten ebenfalls diese Auffassung.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20130218002624
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}} (PDF; 68 kB). AAAS, 20. Oktober 2012.</ref><ref>Safety of Genetically Engineered Foods: Approaches to Assessing Unintended Health Effects. NAP, 2004.</ref><ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20141218031659
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}} (PDF; 24 MB). NAP, 1987.</ref> Die FAO, WHO, OECD sowie deutsche, französische und britische Wissenschaftsakademien und die US-amerikanische FDA kamen zum selben Ergebnis. Zukünftige Gesundheitsschäden vollständig auszuschließen sei wissenschaftlich unmöglich. Kritiker fordern häufig einen „Beweis“ der Sicherheit. Dies ist laut Befürwortern jedoch unverhältnismäßig, nach einem derart strengen Standard dürfte keine Technologie zugelassen werden, weder neue noch existierende.<ref name="paarlberg">R. Paarlberg: Starved for Science: How Biotechnology is Being Kept Out of Africa. Harvard Univ. Press, Cambridge, MA 2008.</ref><ref>L. Thompson: Are Bioengineered Foods Safe? FDA Consumer magazine. Januar-Februar 2000.</ref>
Eine 2014 erschienene Übersichtsarbeit fasst die wissenschaftliche Literatur bezüglich der Auswirkungen von gv-Futtermitteln auf die Leistung und Gesundheit von Nutztieren zusammen (Eenennaam & Young, 2014). Danach kommen zahlreiche experimentelle Studien zu dem konsistenten Ergebnis, dass kein Unterschied zwischen gv- und konventionellen Futtermitteln hinsichtlich dieser Auswirkungen auf Nutztiere besteht. Des Weiteren habe keine Studie signifikante Auswirkungen von gv-Futtermitteln auf das Nährstoffprofil der tierischen Endprodukte gefunden. Auch ließen sich gv-Komponenten in Milch, Fleisch und Eiern nicht nachweisen oder zuverlässig quantifizieren.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Bis 2007 gab es weltweit über 270 Studien zur Sicherheit von GVO.<ref>270+ published safety assessments on GM foods and feeds (englisch)</ref> Für die Überwachung zuständige Behörden belegen mit umfangreichen Untersuchungen die Umweltsicherheit, und Politiker wie die ehemalige Bundesforschungsministerin Schavan oder Forscher wie die Nobelpreisträgerin Christiane Nüsslein-Volhard vertreten die Ansicht, dass es nach 20 Jahren Forschung keine wissenschaftlichen Hinweise für eine Gefährdung durch die Gentechnik gäbe.<ref>Stellungnahme der ZKBS zur Risikobewertung von MON810 – Neue Studien zur Umweltwirkung von MON810 – Kurzfassung – . {{#switch:
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Kontroversen
Einige Wissenschaftler und Nichtregierungsorganisationen befürchten, dass transgene Pflanzen Gesundheitsrisiken bergen, wie zum Beispiel verminderten Nährstoff- oder erhöhten Toxingehalt. Transgene Pflanzen könnten bisher unbekannte Allergene produzieren oder den Gehalt von bekannten Allergenen verändern. Auch könnte der Einsatz von Antibiotika-Resistenzgenen als Marker Antibiotikaresistenzen bei pathogenen Bakterien nach sich ziehen.<ref name="CI" />
Während der Erforschung möglicher Transgene für die Kartoffelzüchtung Ende der 1990er Jahre führte der britische Forscher Árpád Pusztai Fütterungsversuche durch. Es sollte getestet werden, ob transgene Kartoffeln, die Schneeglöckchen-Lektin bilden, ein mögliches Gesundheitsrisiko darstellten. Schneeglöckchen-Lektin ist ein gegen Schadinsekten wirksames Protein, das für den Menschen als unbedenklich angesehen wird. Pusztai erklärte, dass die mit den transgenen Kartoffeln gefütterten Ratten weniger gesund seien als die übrigen Versuchstiere. Dies löste eine Kontroverse unter Wissenschaftlern aus. Dabei wurde die statistische Signifikanz der Ergebnisse infrage gestellt, auf mögliche Fehler im Versuch hingewiesen und die Erklärung der Ergebnisse in anderen Faktoren als dem Gentransfer vermutet. Pusztai blieb in der Folge bei seiner Interpretation, dass der Gentransfer zur Produktion neuer Toxine geführt hätte.<ref>Stanley Ewen, Arpad Pusztai: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20131105160757
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{{#if: || }}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Im Parameter 'archiv-url' wurde URL von WebCite erkannt, bitte Parameter 'webciteID' benutzen.|1}}
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| {{#if: {{#invoke:WLink|isBracketedLink|Effect of diets containing genetically modified potatoes expressing Galanthus nivalis lectin on rat small intestine.}}
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}}
}} (PDF; 42 kB). In: The Lancet. Band 354, 1999, S. 1353–1354.</ref><ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20131105162358
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}}
}} Transgen, 20. Dezember 2002.</ref>
Prinzipiell können mithilfe der Gentechnik Allergene in andere Organismen übertragen werden. Dadurch können bislang ungefährliche Lebensmittel Allergien auslösen, ohne dass die Ursache für den Verbraucher erkennbar wäre.<ref>Patrick Schwan: Der informierte Verbraucher?: Das verbraucherpolitische Leitbild auf dem Prüfstand. Eine Untersuchung am Beispiel des Lebensmittelsektors. Springer DE, 2009, ISBN 978-3-531-16400-7, S. 125.</ref> In der Entwicklungsphase einer transgenen Sojabohne mit erhöhtem Methioningehalt stellte der Hersteller Pioneer Hi-Bred im Jahr 1996 beispielsweise fest, dass es sich bei dem aus der Paranuss eingebrachten Gen um das bis dato nicht identifizierte Hauptallergen der Paranuss handelte. Die Produktentwicklung wurde daraufhin abgebrochen.<ref>R. Goodman, S. Vieths, H. Sampson, D. Hill, M. Ebisawa, S. Taylor, R. van Ree: Allergenicity assessment of genetically modified crops—what makes sense? In: Nature Biotechnology. Vol. 26, Nr. 1, 2008.</ref> Neue gv-Pflanzen werden daher in einem von der WHO entwickelten Verfahren auf ihr Allergiepotenzial geprüft. Bisher ist kein Fall einer Einbringung eines Allergens in zugelassene transgene Pflanzen bekannt geworden. Bei herkömmlichen Züchtungen, bei denen durch Mutationen ungeplante Veränderungen bereits vorhandener Gene hervorgerufen werden oder durch Kreuzungen bereits im Genpool einer Art vorhandene Gene rekombiniert werden, sind keine derartigen Prüfungen vorgeschrieben. Daher schätzt die Union der deutschen Akademien der Wissenschaften das Allergenitäts-Risiko bei gv-Pflanzen deutlich geringer ein als bei Produkten einer konventionellen Züchtung.<ref>{{#if:2014-08-18|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:https://web.archive.org/web/20140818063813/http://www.akademienunion.de/_files/memorandum_gentechnik/MemorandumGG.pdf%7C{{#if:Gibt es Risiken für den Verbraucher beim Verzehr von Nahrungsprodukten aus gentechnisch veränderten Pflanzen|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://web.archive.org/web/20140818063813/http://www.akademienunion.de/_files/memorandum_gentechnik/MemorandumGG.pdf}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Gibt es Risiken für den Verbraucher beim Verzehr von Nahrungsprodukten aus gentechnisch veränderten Pflanzen}}]{{#if:PDF; 122 kB| (PDF; 122 kB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.akademienunion.de/_files/memorandum_gentechnik/MemorandumGG.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Gibt es Risiken für den Verbraucher beim Verzehr von Nahrungsprodukten aus gentechnisch veränderten Pflanzen}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.akademienunion.de/_files/memorandum_gentechnik/MemorandumGG.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Gibt es Risiken für den Verbraucher beim Verzehr von Nahrungsprodukten aus gentechnisch veränderten Pflanzen}}}}]}}{{#if:PDF; 122 kB| (PDF; 122 kB{{#if:Union der deutschen Akademien der Wissenschaftenhttps://web.archive.org/web/20140818063813/http://www.akademienunion.de/_files/memorandum_gentechnik/MemorandumGG.pdf{{#if: 2017-11-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Laut einigen Wissenschaftlern sei es extrem unwahrscheinlich, dass sich die in der grünen Gentechnik als Marker verwendeten Antibiotika-Resistenzgene auf Krankheitserreger des Menschen übertragen könnten, da ein entsprechendes Resistenzgen erstens den Verdauungstrakt unzerstört passieren müsse, zweitens in Kontakt mit einem passenden krankheitserregenden Bakterium kommen müsse, und drittens sich mit dem Bakterienchromosom rekombinieren müsse, und zwar an einer ganz bestimmten Stelle und auf eine ganz bestimmte Weise. Jeder einzelne dieser Schritte sei für sich genommen schon sehr unwahrscheinlich, die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens aller Schritte extrem gering.<ref name="fedoroff" /><ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20120417190619
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}} Transgen, 26. Oktober 2007.</ref><ref>Gutachten des Wissenschaftlichen Gremiums für gentechnisch veränderte Organismen über die Verwendung von Antibiotikaresistenzgenen als Markergene in gentechnisch veränderten Pflanzen. (PDF; 48 kB)</ref> Andere Wissenschaftler beurteilen eine Übertragung dieser Resistenzen auf Bakterien, die Krankheiten bei Pflanzen und Tieren auslösen können, als selten, aber im Bereich des Möglichen. Zum Beispiel könnte eine solche Übertragung im Darm von Bienen, die den Pollen einer transgenen Pflanze fressen, stattfinden.<ref>Murray W. Nabors: Botanik. Pearson Studium, 2007, ISBN 978-3-8273-7231-4, S. 368.</ref> Um dieses Risiko auszuschalten, geben Zimmermann u. a. an, dass keine Antibiotika-Resistenzgene mehr eingesetzt würden. Die Verbraucherzentrale Nordrhein-Westfalen gibt an, dass in gentechnisch veränderten Nutzpflanzen trotz risikoärmeren Verfahren noch Gene mit Antibiotikaresistenz eingebaut werden würden.<ref name="zimmermann">M. Zimmermann, E. Porceddu: Agricultural Biotechnology: Concepts, Evolution, and Applications. In: J. Cooper, L. Lipper, D. Zilberman (Hrsg.): Agricultural Biodiversity and Biotechnology in Economic Development. Springer, New York 2005.</ref><ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20140808053928
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}}
}} vom 9. April 2014.</ref>
Ähnlich gering sei das Risiko des Einsatzes von Promotoren. Promotoren müssen verwendet werden, um ein Gen zu aktivieren. So wird ein Promotor eines Blumenkohlvirus verwendet, um das Bt-Gen zu aktivieren. Dieser Promotor funktioniert jedoch nur in Pflanzen, Hefe und Bakterien und wird in menschlichen Zellen nicht aktiv. Da Menschen seit Jahrtausenden Viren und Bakterien sowie Blumenkohl zu sich nehmen, ohne dass deren Promotoren einen negativen Einfluss gehabt hätten, seien die Bedenken fehl am Platz.<ref name="fedoroff" /> Um dieses Risiko auszuschalten, würden ab der zweiten Generation nur noch artenspezifische Promotoren verwendet.<ref name="zimmermann" />
Wissenschaftler erklären zudem, die Gentechnik sei nicht so künstlich oder unpräzise wie oft angenommen. Es würden Verfahren genutzt, die auch in der Natur vorkommen, und diese würden ständig verbessert.<ref>Agrobakterien: Natürlicher Austausch von Genen über Artgrenzen</ref><ref>Rekombination: Neue Arrangements der Gene</ref> Auch die Eigenschaften der Zielgene seien sehr genau bekannt, und die resultierenden Pflanzen würden strenger überwacht als die konventionell erzeugten. Sorten, die nicht die gewünschten oder gar negative Eigenschaften besitzen, würden nicht weiterentwickelt.<ref name="gr_faq"><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20110311012322
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Ethische Aspekte
Laut Joachim von Braun ist es im Kampf gegen den Welthunger ethisch erforderlich, die grüne Gentechnik Bauern in Entwicklungsländern zur Verfügung zu stellen.
Der Nuffield Council on Bioethics kam in Bezug auf eine möglicherweise unethische Unnatürlichkeit transgener Pflanzen zu dem Schluss, dass der Unterschied zur konventionellen Züchtung nicht groß genug sei, um eine inhärente moralische Fragwürdigkeit der grünen Gentechnik festzustellen. In Bezug auf das Vorsorgeprinzip sei es angebracht, die Risiken des Status quo zu berücksichtigen. Da der Status quo erheblichen Schaden unter Hungernden und Armen anrichte und die grüne Gentechnik Chancen biete, diesen Schaden zu verringern, sei eine Einschränkung der grünen Gentechnik nicht unbedingt konsistent mit dem Vorsorgeprinzip.
Die Eidgenössische Ethikkommission für die Biotechnologie im Ausserhumanbereich geht einstimmig von dem Beurteilungsmodell aus, das grundsätzlich die Möglichkeit gegeben sieht, dass GV-Pflanzen unbeabsichtigte und unerwartete Wirkungen zeigen hinsichtlich pleiotroper, epigenetischer oder kumulativer Effekte. Entscheidungen werden daher im Kontext einer typischen Risikosituation auf der Basis unvollständigen Wissens getroffen. Die Konsequenz daraus ist, dass für eine GV-Pflanze eine abschließende Bewertung als sicher oder nicht sicher nicht möglich ist. Lediglich Angaben zur Wahrscheinlichkeit eines Schadensereignisses sind möglich. Die Entscheidung über die versuchsweise Freisetzung einer Gv-Pflanze ist daher abhängig von der Qualitätseinschätzung des unvollständigen Wissens sowie den Möglichkeiten, diese Unvollständigkeit zu reduzieren. Eine kleine Minderheit dieses Gremiums schätzt die Auswirkungen eines gentechnischen Eingriffs so komplex ein, dass eine Freisetzung bis auf Weiteres nicht vertretbar erscheint.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Freisetzung gentechnisch veränderter Pflanzen – ethische Anforderungen|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Freisetzung gentechnisch veränderter Pflanzen – ethische Anforderungen}}]{{#if:PDF| (PDF)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.ekah.admin.ch/inhalte/ekah-dateien/dokumentation/publikationen/d-Broschuere_Freisetzung_von_GV-Pflanzen.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Freisetzung gentechnisch veränderter Pflanzen – ethische Anforderungen}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.ekah.admin.ch/inhalte/ekah-dateien/dokumentation/publikationen/d-Broschuere_Freisetzung_von_GV-Pflanzen.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Freisetzung gentechnisch veränderter Pflanzen – ethische Anforderungen}}}}]}}{{#if:PDF| (PDF{{#if:Eidgenössische Ethikkommission für die Biotechnologie im Ausserhumanbereich EKAH2012-08-10{{#if: 2024-07-26 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Rezeption in der Öffentlichkeit
Im Gegensatz zur Roten Biotechnologie trifft die grüne Gentechnik insbesondere in der Öffentlichkeit von Industriestaaten auf Ablehnung. Umweltschutzorganisationen wie Greenpeace oder Friends of the Earth verstehen sich als grundsätzliche Gegner dieser Technik. Verbände der ökologischen Landwirtschaft treten für eine gentechnikfreie Landwirtschaft ein. Auch innerhalb der Parteienlandschaft wird das Thema „grüne Gentechnik“ kontrovers diskutiert. Der Protest gegen gentechnisch veränderte Pflanzen kommt unter anderem in sogenannten Feldbefreiungen zum Ausdruck, wobei entsprechende Anbaugebiete rechtswidrig von Umweltaktivisten besetzt oder beschädigt werden.
In einer Meinungsumfrage von 2000 in 35 Ländern wurden 35.000 Menschen gefragt, ob die Vorteile transgener Nahrungspflanzen größer als die mit ihnen verbundenen Risiken seien. Transgene Nahrungspflanzen fanden wenig Zustimmung bei Bürgern reicher Nationen wie Japan und Frankreich mit nur 22 %. In Indien und China lag die Zustimmung mit über 65 % deutlich höher, am höchsten war sie in Kuba und Indonesien mit etwa 80 %.<ref>Thomas J. Hoban: Public Attitudes towards Agricultural Biotechnology. ESA Working Paper No. 04–09. Agricultural and Development Economics Division. FAO 2004. (fao.org)</ref> Einer 2006 durchgeführten Befragung von Menschen, die sich der Existenz GVO bewusst waren, zufolge glaubten 89 % der Griechen, dass GVO schädlich seien, hingegen nur 33 % der Südafrikaner.<ref name="paarlberg" /> Umfragen (2001, 2003) ergaben, dass in den USA die Akzeptanz von gv-Lebensmitteln geringer ist bei Menschen über 64, bei Frauen und bei Personen mit niedrigerem Bildungsabschluss. Ablehnung gentechnisch veränderter Lebensmittel zeigte sich positiv korreliert mit vegetarischer/veganer Ernährungsweise. Die Akzeptanz von Gv-Lebensmitteln ist etwas geringer bei Menschen, die eine gesundheitsbewusste Ernährung sowie naturbelassene und wenig verarbeitete Lebensmittel bevorzugen. Die Ablehnung von Gv-Lebensmitteln ist am geringsten bei Menschen mit postgradualen Abschlüssen. 94 % der Amerikaner sprachen sich 2003 für eine Kennzeichnung von Gv-Lebensmitteln aus.<ref>W. Hallman u. a.: Public Perception of Genetically Modified Foods: A National Study of American Knowledge and Opinion. (PDF; 908 kB). Food Policy Institute, Cook College, Rutgers University, 2003.</ref> Dem Eurobarometer 1999 zufolge nahm die Ablehnung von gv-Lebensmitteln in allen 16 europäischen Ländern gegenüber 1996 zu. Am stärksten war die Ablehnung 1999 in Griechenland (81 %), am schwächsten in den Niederlanden (25 %). Gegenüber gv-Pflanzen war die Zustimmung in Portugal und Spanien am höchsten und in Norwegen, Luxemburg und Österreich am geringsten. Gegner von gv-Lebensmitteln gaben zu über 80 % an, Gv-Lebensmittel gefährdeten die „natürliche Ordnung“, seien „fundamental unnatürlich“, mit „unakzeptablen Risiken“ und „Gefahren für zukünftige Generationen“ verbunden.<ref>G. Gaskell u. a.: Biotechnology and the European public. (PDF; 139 kB). In: Nature Biotechnology. Vol. 18, 2000, S. 935–938.</ref> Laut dem Eurobarometer 2010 ist die Bevölkerung in allen EU-Ländern gegenüber gentechnisch veränderten Lebensmitteln überwiegend negativ eingestellt. Mit wenigen Ausnahmen hat die Ablehnung in den letzten Jahren zugenommen. Als wichtigste Gründe, Gv-Lebensmittel abzulehnen, werden angeführt, sie seien „nicht sicher“ und „unnatürlich“.<ref>Europäische Kommission. Eurobarometer Spezial-Biotechnologie-Bericht (PDF; 8,6 MB).</ref><ref>G. Gaskell u. a.: Europeans and Biotechnology in 2010. Winds of change? (PDF; 1,5 MB) European Union, 2010.</ref> Die aktuellste Naturbewusstseinstudie zeigt, dass auch Menschen in Deutschland Gentechnik in der Landwirtschaft stark ablehnen: 2017 sprechen sich 79 Prozent für ein Verbot aus. Außerdem sind 93 Prozent der Befragten der Meinung, mögliche Auswirkungen auf die Natur sollten immer untersucht werden, wenn Pflanzen gezielt gentechnisch verändert werden.<ref>{{#switch:
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Einige Wissenschaftler sehen eine Teilerklärung für diese Auffassung in einem Mangel an Wissen über die grüne Gentechnik.<ref name="fedoroff">N. Fedoroff, N. Brown: Mendel in the Kitchen. John Henry Press, Washington, D.C 2004.</ref> Umfragen Ende der 90er Jahre ergaben, dass 35 % der EU-Bürger und 65 % der US-Amerikaner glaubten, dass nicht-transgene Tomaten keine Gene enthielten.<ref>T. Hoban: Trends in Consumer Attitudes about Agricultural Biotechnology. In: Ag-BioForm. Vol. 1, No. 1 1998, S. 3–7.</ref> Eine andere Umfrage zeigte, dass ein Viertel der Europäer glaubte, dass der Verzehr einer transgenen Pflanze eine Veränderung der menschlichen Gene nach sich ziehen könne.<ref>R. Marchant: From the Test Tube to the Table. In: European Molecular Biology Organization Reports. Vol. 2, No. 5, 2001, S. 354–357.</ref> Die Ablehnung der grünen Gentechnik in reicheren Ländern sei deswegen stärker, weil sich aus der ersten Generation gentechnisch veränderter Pflanzen hauptsächlich Nutzen für Landwirte in Entwicklungsländern, aber kaum Vorteile für reiche Konsumenten ergeben würden.<ref name="paarlberg" /><ref>H. Miller, G. Conko: The Frankenfood Myth—How Protest and Politics Threaten the Biotech Revolution. Praeger, Westport, CT 2004.</ref>
Seitens Teilen der Wissenschaft wird die Vorgehensweise der Kritiker selbst kritisiert. So kommt die Union der deutschen Akademien der Wissenschaften zu dem Schluss, Kampagnen gegen die grüne Gentechnik mangele es an wissenschaftlicher Grundlage.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>
2009 gab es eine «Gemeinsame Erklärung der Wissenschaftsorganisationen zur grünen Gentechnik»<ref>Gemeinsame Erklärung der Wissenschaftsorganisationen zur Grünen Gentechnik</ref> (eine Erklärung der Allianz der Wissenschaftsorganisationen) und eine «Stellungnahme der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina»,<ref>Vorlage:Webarchiv</ref> in denen von der Politik gefordert wurde, für eine Versachlichung der Diskussion einzutreten und verlässliche Rahmenbedingungen für die Forschung zu schaffen. Eine von der Päpstlichen Akademie der Wissenschaften im Mai 2009 einberufene Expertenrunde hält es für einen moralischen Imperativ, den Nutzen der Grünen Gentechnik einer größeren Zahl von Armen zugänglich zu machen, und erinnert die Gegner an den Schaden, die ein Vorenthalten der Technologien für die Bedürftigsten bedeute.<ref name="pontifical" /> (Der Vatikan erklärte, das Abschlussdokument dürfe nicht als Erklärung der päpstlichen Akademie der Wissenschaften oder des Vatikans verstanden werden, und er distanzierte sich von der Befürwortung des Anbaus gentechnisch veränderter Nutzpflanzen durch die Expertenrunde.<ref name="oecumene.radiovaticana.org" />)
Literatur
- Deutsche Forschungsgemeinschaft: Grüne Gentechnik. (PDF; 3,7 MB). Informationsbroschüre. 2009.
- Frank Kempken: Mit Grüner Gentechnik gegen den Hunger?. In: APuZ. Nr. 6–7, 2009, S. 21–26.
- Peggy G. Lemaux: Genetically Engineered Plants and Foods: A Scientist's Analysis of the Issues (Part I). (PDF; 342 kB). In: Annual Review of Plant Biology. Band 59, 2008, S. 771–812.
- Peggy G. Lemaux: Genetically Engineered Plants and Foods: A Scientist's Analysis of the Issues (Part II). (PDF; 405 kB). In: Annual Review of Plant Biology. Band 60, 2009, S. 511–559.
- National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. Genetically Engineered Crops: Experiences and Prospects. The National Academies Press, Washington, DC 2016. doi:10.17226/23395.
- Ingo Potrykus, Klaus Ammann (Hrsg.): Transgenic plants for food security in the context of development – proceedings of a study week of the pontifical academy of sciences. (PDF; 564 kB). In: New Biotechnology. Vol. 27, Nr. 5, November 2010.
- Bernd Müller-Röber, Mathias Boysen, Lilian Marx-Stölting, Angela Osterheider (Hrsg.): Grüne Gentechnologie. Aktuelle wissenschaftliche, wirtschaftliche und gesellschaftliche Entwicklungen. Dornburg 2013, ISBN 978-3-940647-05-4. (Download Kurzfassung als PDF)
- Matin Qaim: Genetically Modified Crops and Agricultural Development. Palgrave Macmillan, 2016.
- Stuart J. Smyth, Peter W.B. Phillips, David Castle: Handbook On Agriculture, Biotechnology And Development. Edward Elgar Publishing, Cheltenham 2014.
- Glenn Davis Stone: Genetically Modified Crops in Oxford Research Encyclopedia of Anthropology, März 2021, doi:10.1093/acrefore/9780190854584.013.296.
Berichte aus den Medien
- Freiheit für den Acker? – Europa entscheidet über neue Genpflanzen, Deutschlandfunk – Wissenschaft im Brennpunkt vom 27. Mai 2018
- Gentechnik als Lösung für die Landwirtschaft?, Terra Xplore – ZDF vom 26. Oktober 2021
- Genschere - Wer blickt über den Tellerrand?, Der Freitag, November 2018
Weblinks
- Übersicht zu Forschung und Anbau aller gentechnisch veränderten Pflanzen
- Viele Lebensmittel sind vom Klimawandel bedroht – und die Agrarindustrie hat keine Lösung für dieses Problem, Correctiv, Oktober 2016
- Datenbank zur Auswertung molekularbiologischer Screenings auf gentechnisch veränderte Pflanzen in Lebensmitteln
- Science Cops: Die Akte grüne Gentechnik: Tod vom Acker?, WDR/Quarks, 20. März 2023
Einzelnachweise
<references responsive> <ref name="qaim2010-556"> M. Qaim: Benefits of genetically modified crops for the poor: household income, nutrition, and health. In: New Biotechnology. Band 27, Nr. 5, 2010, S. 552–557. doi:10.1016/j.nbt.2010.07.009, hier S. 556. </ref> </references>
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