Schädlingsbekämpfung: Grüne Gentechnologie will aufrüsten
Drei unabhängige Forscherteams schlagen Wege vor, mit denen gentechnisch manipulierte, schädlingsresistente Pflanzen längerfristig vor den unausweichlichen Gegenmaßnahmen ihrer Fraßfeinde geschützt werden könnten.
Im Mittelpunkt der ersten Studien steht dabei das agrarindustriell häufig in Nutzpflanzen eingeschleuste, für Schadinsekten tödliche Bt-Toxin-Gen. Gentechnisch veränderte Pflanzen wie Bt-Mais produzieren in ihren Zellen ein in der Natur nur bei Bakterien vorkommendes Gift, welches die Darmwände ihrer Fraßfeinde, etwa den Maiszünsler, schädigt und tötet. Das Gift wirkt dabei selektiv nur gegen bestimmte Insekten, da der Wirkstoff an spezielle Cadherinproteine in der Darmwand der Tiere binden muss, die nur in den Schädlingen, nicht aber in anderen Organismen vorkommen. Mittlerweile existieren aber Resistenzen von Insekten, deren Cadherinmoleküle eine veränderte Form aufweisen und daher nicht mehr vom Bt-Toxin erkannt werden.
Diese Resistenzen wollen Mario Soberon von der Autonomen Staatsuniversität Mexikos und seine Kollegen nun mit einer veränderten Bt-Toxin-Variante umgehen, die auch dann tödlich wirkt, wenn im Insektendarm keine typischen Cadherine vorhanden sind. Das Toxin treffe damit auch resistente Schädlinge mit veränderten Cadherinen [1]. Der Ansatz eröffne zusätzliche Möglichkeiten der gentechnischen Bt-Schädlingsbekämpfung, noch nicht untersucht sei allerdings die zu erwartende Wirkung des unspezifischen Toxins auf andere Insekten, kommentiert William Moar von der Auburn University [2].
Forschergruppen um Xiao-Ya Chen von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften sowie James Roberts vom US-Agrarkonzern Monsanto beschäftigten sich unterdessen mit Alternativen zum Bt-Toxin. Beide Gruppen untersuchten de Möglichkeit, den Tod von Schädlingen mit Hilfe des gene silencing zu bewerkstelligen. Bei dieser RNA-Interferenz sorgen kurze, doppelsträngige RNA-Schnipsel für die gezielte Blockade bestimmter Genprodukte in den Zellen der Insekten.
Den Forschern gelang es gentechnologisch modifizierte Pflanzen zu produzieren, die in ihren Blättern größere Mengen bestimmter dsRNA produzierten [3, 4]. Wurden diese Blätter von Schädlingen wie dem Baumwollkapselwurm verspeist, so blockierten die pflanzlichen RNA-Schnipsel die Produktion lebenswichtiger Enzyme im Insekt und töteten es schließlich, wie die Forscher zeigten. Diese Wirkung war bislang nur durch eine gezielte Injektion der tödlichen Blockademoleküle in die Insekten erreicht worden.
Mit dsRNA könnte im Prinzip eine sehr hohe Selektivität bei der Bekämpfung erreicht werden, hoffen die Gentechniker: Es sollen nur solche RNA-Schnipsel eingesetzt werden, die ausschließlich gegen wichtige Enzyme eines Fraßfeindes gerichtet sind, der die gentechnisch modifizierten Blätter verspeist. (jo)
Im Mittelpunkt der ersten Studien steht dabei das agrarindustriell häufig in Nutzpflanzen eingeschleuste, für Schadinsekten tödliche Bt-Toxin-Gen. Gentechnisch veränderte Pflanzen wie Bt-Mais produzieren in ihren Zellen ein in der Natur nur bei Bakterien vorkommendes Gift, welches die Darmwände ihrer Fraßfeinde, etwa den Maiszünsler, schädigt und tötet. Das Gift wirkt dabei selektiv nur gegen bestimmte Insekten, da der Wirkstoff an spezielle Cadherinproteine in der Darmwand der Tiere binden muss, die nur in den Schädlingen, nicht aber in anderen Organismen vorkommen. Mittlerweile existieren aber Resistenzen von Insekten, deren Cadherinmoleküle eine veränderte Form aufweisen und daher nicht mehr vom Bt-Toxin erkannt werden.
Diese Resistenzen wollen Mario Soberon von der Autonomen Staatsuniversität Mexikos und seine Kollegen nun mit einer veränderten Bt-Toxin-Variante umgehen, die auch dann tödlich wirkt, wenn im Insektendarm keine typischen Cadherine vorhanden sind. Das Toxin treffe damit auch resistente Schädlinge mit veränderten Cadherinen [1]. Der Ansatz eröffne zusätzliche Möglichkeiten der gentechnischen Bt-Schädlingsbekämpfung, noch nicht untersucht sei allerdings die zu erwartende Wirkung des unspezifischen Toxins auf andere Insekten, kommentiert William Moar von der Auburn University [2].
Forschergruppen um Xiao-Ya Chen von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften sowie James Roberts vom US-Agrarkonzern Monsanto beschäftigten sich unterdessen mit Alternativen zum Bt-Toxin. Beide Gruppen untersuchten de Möglichkeit, den Tod von Schädlingen mit Hilfe des gene silencing zu bewerkstelligen. Bei dieser RNA-Interferenz sorgen kurze, doppelsträngige RNA-Schnipsel für die gezielte Blockade bestimmter Genprodukte in den Zellen der Insekten.
Den Forschern gelang es gentechnologisch modifizierte Pflanzen zu produzieren, die in ihren Blättern größere Mengen bestimmter dsRNA produzierten [3, 4]. Wurden diese Blätter von Schädlingen wie dem Baumwollkapselwurm verspeist, so blockierten die pflanzlichen RNA-Schnipsel die Produktion lebenswichtiger Enzyme im Insekt und töteten es schließlich, wie die Forscher zeigten. Diese Wirkung war bislang nur durch eine gezielte Injektion der tödlichen Blockademoleküle in die Insekten erreicht worden.
Mit dsRNA könnte im Prinzip eine sehr hohe Selektivität bei der Bekämpfung erreicht werden, hoffen die Gentechniker: Es sollen nur solche RNA-Schnipsel eingesetzt werden, die ausschließlich gegen wichtige Enzyme eines Fraßfeindes gerichtet sind, der die gentechnisch modifizierten Blätter verspeist. (jo)
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