Sehr viele essbare Pflanzen stehen als Nahrungsquellen zur Verfügung, aber quasi nur acht Hauptnutzpflanzen - Weizen, Mais, Reis, Gerste, Kartoffeln, Süßkartoffeln, Sojabohnen und Maniok - ernähren die Weltbevölkerung. Weizen (Sommer- bzw. Winterweizen) wird in sehr vielen Regionen der Erde angebaut. Triticum aestivum ist weltweit die am meisten angebaute Weizenvarietät (95%) und der Rest verteilt sich auf Hartweizen (T. urgidum ssp durum) und Nacktweizen (T. polonicum). Hauptproduzenten von Weizen sind China, Indien, Russland, die EU-Staaten und die USA. 2014/2015 betrug die Welternte 736,9 Mill. Tonnen. Unter den EU-Staaten sind Frankreich, Deutschland, Großbritannien, Polen und Italien die Hauptproduzenten.
Das Weizengenom ist bislang aufgrund seiner enormen Größe noch nicht gänzlich aufgeklärt. Die Arbeiten zur Sequenzierung des Weizengenoms werden u.a. in einem europäischen Forschungsprojekt (IWGSC) koordiniert. Triticum aestivum ist hexaploid. Er besitzt drei doppelte Chromosomensätze (AA, BB, DD), die aus dem wilden Einkorn und letztlich zwei Wildgräsern stammen. Weizengenom enthält 42 Chromosomen und ist mit 16.000 Mbp das größte unter allen Getreidearten (z.B. Reis 430 Mbp, Mais 2600 Mbp). 94000 - 96000 Gene werden im Weizen vermutet. Bereits die Größe des Genoms macht genetische und gentechnische Eingriffe beim Weizen schwierig. Interessante Eigenschaften wie z.B. Pilzresistenz, Grannen-, Spelzenformen, usw. konnten aber bereits auf den Chromosomen lokalisiert und teilweise sequenziert werden.
► IWGSC:
Overview of International Wheat Genome Sequencing Consortium
Activities
► Analysis of the bread wheat genome using whole genome shotgun sequencing
► Hong-Qing Ling et al.
(2013), Draft genome of the wheat A-genome progenitor
Triticum urartu .Nature 496, 87–90
► WheatGenome.info:
An integrated database and portal for wheat genome information
Australien
Schwerpunkte der Forschungen sind Toleranzen gegen Trockenheit, häufig verbunden mit einer Salztoleranz. Bereits 2007 wurden 30 Weizenvarietäten mit transferierten Gene für eine Trockentoleranz aus sehr unterschiedlichen Organismen im Freiland getestet und entsprechend der Versuchsergebnisse weiter optimiert. Fast bis zur Zulassungsreife ist ein Salz-toleranter Weizen mit dem NAX 2–Gen aus dem Nacktweizen T. monococcum. Diese Toleranz ist mit einer Ertragsteigerung von durchschnittlich 25% verbunden.
Überblick zu Forschungsvorhaben und Freisetzungen:
► GM wheat field-trial approvals - Regulating gene technology in Australia
Genehmigungen für Freisetzungen seit 2004: 12
China
Nur wenige zuverlässige oder publizierte Daten liegen vor. Bekannt ist, dass die
► chinesische Regierung (2012/2013) die Akademie der Wissenschaften angewiesen hat, ihre Aktivitäten zur Entwicklung von gv-Pflanzen zu verstärken. Dies wurde nun auch in dem Innovationplan für
► "GM Crops (2016-2020)
" bestärkt. Motivation war nicht allein das Ziel einer Produktionssteigerung von Nahrungsmittel sondern auch das Bestreben nach Unabhängigkeit von Importen und in der Forschung. Die Übernahme des schweizerischen Saatgutunternehmens »Syngenta« würde dem Ziel näher kommen.
Geforscht werden an der Vermittlung von Resistenzen gegenüber Erkrankungen (YMV-Virus-, Mehltau-Resistenz, Ährenschorf), zur Verbesserung der Qualität, zu Toleranzen gegenüber abiotischen Stress, zur Insektenresistenz, Ertragssteigerung und sprossungstoleranten Weizen.
► Xia L. et al. (2012)
: GM wheat development in China: Current status and challenges to commercialization. Journal of Experimental Botany 63, 1785–1790, doi:10.1093/jxberr342
► Yu X.D. et al. (2010):
Wheat transformation technology and its applications. Scientia Agricultura Sinica 43, 1539-1553
Europäische Union (EU)
Forschungsprojekte in der Europäischen Union mit Freisetzungen.
2013 Reduzierung der Zölikakie-Toxizität
Spanien: Instituto de Agriculture Sostenible
2012 Proteinqualität – Kornertragssteigerung
Deutschland: IPK Gatersleben
2011 Alarmpheromon – Blattläuse
England: Rothemsted Research Institute
2008 Pilzrestistenz – Stinkbrand (Tilletia caries)
Deutschland: Universität Rostock
Pilzresistenz - Rotbrand
Ungarn: Cereal Research
2006 Proteinqualität
Deutschland: IPK Gatersleben
2004 Fusarium-Resistenz
Deutschland: Syngenta
Syngenta hat aufgrund der
► ständigen Feldzerstörungen
die Forschungen zur Fusarium-Resistenz zumindest in Deutschland beendet.
2000 – 2005 BMBF Leitprojekt zur Reduzierung der Zöliakie-Toxizität
• Isolierung von Genen für Weizen-Glutenine und Expression in
Saccharomyces cerevisiae
• Transfer von Genen für Weizen-Glutenine auf Mais
• Prüfung der aus gv-Hefe und gv-Mais gewonnenen Glutenine auf ihre
Zöliakie-Toxizität
►
Genehmigungen für Freisetzungen: 36
Schweiz
Vereinigte Staaten von Amerika (USA)