CRISPR/Cas bei Pflanzen: Was die Gen-Schere kann - und was (noch) nicht

Mit dem CRISPR/Cas-Verfahren lässt sich das Erbgut so einfach und präzise umschreiben wie noch nie. Das Potenzial der „Gen-Schere“ ist vor allem in der Pflanzenzüchtung gewaltig. Es könnten sich Pflanzen züchten lassen, die Schädlingen trotzen, Pestizide einsparen und dabei mehr Ertrag liefern. Womöglich auch Pflanzen, die Trockenheit und salzhaltige Böden tolerieren. Doch sind die Erwartungen gerechtfertigt? Was kann Genome Editing tatsächlich leisten?

Um den Hype um Genome Editing, insbesondere um CRISPR/Cas zu verstehen, hilft ein kurzer Blick in die Geschichte der Pflanzenzucht. Die Ahnen von Mais und Weizen waren Wildgräser mit ziemlich kümmerlichen Fruchtständen. Jahrtausende lang wählte der Mensch die ertragreicheren unter ihnen zur Zucht aus und fuhr mit der Zeit bessere Ernten ein. Das war möglich, weil sich Pflanzen einer Art genetisch unterscheiden, sie weisen unterschiedliche DNA-Veränderungen auf, so genannte Mutationen. Manchmal führen solche Mutationen zu gewünschten Merkmalen wie größere Fruchtstände. Indem der Mensch immer nur jene Pflanzen mit hohem Ertrag auswählte, wählte er also für ihn vorteilhafte Mutationen aus.

Einen gewaltigen Schub erhielt die Pflanzenzucht Mitte des 20. Jahrhunderts als entdeckt wurde, dass man Mutationen auch künstlich hervorrufen kann: Setzt man Pflanzensamen ionisierenden Strahlen oder Chemikalien aus, löst das massenweise Mutationen aus, die zu potenziell interessanten, neuen Eigenschaften führen können. Durch diese ungerichtete Mutagenese erhält man immer eine Mischung aus Mutationen: Die meisten sind neutral, wenige sind negativ und sehr wenige positiv. Das heißt, so behandelte Pflanzen weisen zunächst meist erwünschte wie unerwünschte Merkmale auf. Um eine neue Sorte zu erhalten, die altbewährte und neuen Eigenschaften in sich vereint, sind oft mehrere, sich über Jahre hinziehende Rückkreuzungsschritte erforderlich. Auf diese Weise sind die über 3000 weltweit erhältlichen Kulturpflanzen entstanden, etwa Hartweizen, aus dem Nudeln gefertigt werden.

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