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Molekularbiologische Pflanzenzüchtung als Anwendungsfeld Grüner Gentechnik

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Recht und Ethik der Risikoregulierung in der Grünen Gentechnik

  • 208 Accesses

Zusammenfassung

Die vorsorgebasierte Risikoregulierung von GVO ist hinsichtlich ihrer naturwissenschaftlichen Grundlagen zu betrachten, um das Spannungsfeld von Recht und Ethik vollumfänglich abzubilden. Im Jahr 2019 wurden weltweit in 29 Ländern auf 190,4 Mio ha Ackerland gentechnisch veränderte Pflanzen angebaut, was eine 112- fache Steigerung gegenüber der Anbaufläche von 1,7 Mio ha im Jahr 1996 darstellt. Vor diesem Hintergrund werden im Folgenden molekularbiologische Pflanzenzüchtungsverfahren als Anwendungsfeld Grüner Gentechnik erläutert.

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Notes

  1. 1.

    ISAAA, Executive Summary, Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops in 2019, 2 f.

  2. 2.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 8.

  3. 3.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 8 f; als weitere Ziele werden die Erhaltung und Erweiterung der genetischen Diversität genannt, siehe Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 12.

  4. 4.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 48.

  5. 5.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 67 f.; Beispiele für unterschiedliche Qualitätsanforderungen an Raps, Weizen und Kartoffeln finden sich bei Becker, Pflanzenzüchtung, 70 ff.

  6. 6.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 81; die Resistenzzüchtung ist eine Möglichkeit, Pflanzenkrankheiten zu bekämpfen; daneben bestehen pflanzenbauliche Maßnahmen (bspw. Fruchtfolgengestaltung) oder der chemische und biologische Pflanzenschutz, Becker, Pflanzenzüchtung, 90.

  7. 7.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 84.

  8. 8.

    Einen ausführlichen Überblick über die Geschichte der Pflanzenzüchtung gibt Kingsbury, Hybrid; besonders anschaulich wird die Entwicklung des Einsatzes von Gentechnik in der Landwirtschaft beschrieben bei Van Montagu, It Is a Long Way to GM Agriculture, Annu. Rev. Plant Biol. 62 (2011), 1.

  9. 9.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 11 f.

  10. 10.

    Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 4 f.

  11. 11.

    Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 6.

  12. 12.

    Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 8; Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 12.

  13. 13.

    Die folgende Beschreibung der klassischen Züchtung als dreistufiger Prozess erfolgt nach Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 9.

  14. 14.

    Siehe zu alledem Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 9.

  15. 15.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 9 f.

  16. 16.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 10; die Zeitangaben variieren, es werden an anderer Stelle 15–20 Jahre Entwicklungsdauer angegeben, siehe Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 8.

  17. 17.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 230; Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 11.

  18. 18.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 230; Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 11 f.

  19. 19.

    Siehe Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 12; Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 126; Becker, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 152; Lassoued et al., Benefits of genome-edited crops: expert opinion, Transgenic Res. 28 (2019), 247 (251).

  20. 20.

    ISAAA, Executive Summary, Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops in 2019, 3.

  21. 21.

    ISAAA, Executive Summary, Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops in 2019, 4.

  22. 22.

    Wolf/Soppa, Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 1 (1).

  23. 23.

    Wolf/Soppa, Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 1 (1).

  24. 24.

    Wolf/Soppa, Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 1 (4).

  25. 25.

    Wolf/Soppa, Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 1 (6).

  26. 26.

    Wolf/Soppa, Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 1 (8).

  27. 27.

    Wolf/Soppa, Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 1 (9).

  28. 28.

    Wolf/Soppa, Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 1 (8).

  29. 29.

    Wolf/Soppa, Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 1 (9).

  30. 30.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 21.

  31. 31.

    Wolf/Soppa, Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 1 (4).

  32. 32.

    Wolf, Formalgenetik, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 254 (258).

  33. 33.

    Nethe-Jaenchen, Genomstruktur, in Munk (Hrsg.), Genetik 50 (50).

  34. 34.

    Wolf, Formalgenetik, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 254 (254).

  35. 35.

    Medianer, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 30.

  36. 36.

    Siehe die Übersicht bei Medianer, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 30.

  37. 37.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 68.

  38. 38.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 36.

  39. 39.

    Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (370, 387).

  40. 40.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 37; ein Überblick über Mutationsraten in lebenden Organismen findet sich in Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (386).

  41. 41.

    Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (370); Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 37.

  42. 42.

    Daneben gibt es die Chromosomenmutation und die Genommutation. Bei der Chromosomenmutation kommt es zur Veränderung innerhalb der Struktur von Chromosomen. Bei der Genommutation kommt es zur Änderung der Anzahl ganzer Chromosomensätze, siehe Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (370).

  43. 43.

    Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (370 ff.).

  44. 44.

    Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (371).

  45. 45.

    Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (372).

  46. 46.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 36.

  47. 47.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 51.

  48. 48.

    Transformation ist die genetisch stabile Veränderung durch Übertragung von Genen, wobei der genetisch transformierte Organismus als transgen bezeichnet wird und das übertragene Gen als Transgen, siehe Becker, Pflanzenzüchtung, 230.

  49. 49.

    Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 12.

  50. 50.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 233; hier kann weiter hinsichtlich der Herkunft differenziert werden: Transgene Organismen sind solche mit Fremd-DNA und cisgene Organismen solche mit DNA aus derselben oder einer nah verwandten Art, ebd.

  51. 51.

    Durch die Einführung der Fremd-DNA ist das genetische Material so verändert worden, wie es auf natürliche Weise durch Kreuzen und/oder natürliche Rekombination nicht möglich ist, vgl. Art. 2 Nr. 2 FreisetzungsRL.

  52. 52.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 231.

  53. 53.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 231; kritisch wird hier angemerkt, dass die molekulargenetischen Kenntnisse über die meisten agronomisch interessanten Eigenschaften noch nicht ausreichend sind, um die wichtigsten Gene isolieren zu können, ebd.; ebenfalls kritisch Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 121.

  54. 54.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 231.

  55. 55.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 231; Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 118.

  56. 56.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 234.

  57. 57.

    Die Beschreibung der Transformation durch Agrobacterium tumefaciens erfolgt nach Becker, Pflanzenzüchtung, 233 f.; hierzu ebenfalls Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 117.

  58. 58.

    Zu alledem Becker, Pflanzenzüchtung, 233 f.; hierzu auch Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 117.

  59. 59.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 232.

  60. 60.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 232.

  61. 61.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 232.

  62. 62.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 235.

  63. 63.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 235.

  64. 64.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 208 f.

  65. 65.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 207 f.

  66. 66.

    Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (391).

  67. 67.

    Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (396).

  68. 68.

    Der Erwägungsgrund 17, lautet in der deutschen Fassung: „Diese Richtlinie soll nicht für Organismen gelten, die mit Techniken zur genetischen Veränderung gewonnen wurden, die herkömmlich bei einer Reihe von Anwendungen angewandt wurden und seit langem als sicher gelten“.

  69. 69.

    Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (401).

  70. 70.

    Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (401).

  71. 71.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 209; des Weiteren ist die Wahrscheinlichkeit, dass in einer Pflanze polygenetische Merkmale durch gleichzeitige Mutation an mehreren Genorten verbessert werden, vernachlässigbar gering, siehe Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 37.

  72. 72.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 213.

  73. 73.

    Cathomen/Puchta, Basiswissen CRISPR/Cas, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 1 (2).

  74. 74.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 213.

  75. 75.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 214.

  76. 76.

    Die folgende Beschreibung der Anwendungsmöglichkeiten von SDN-1, SDN-2 und SDN-3 erfolgt nach Becker, Pflanzenzüchtung, 215.

  77. 77.

    Als Rekombination bezeichnet man in der Genetik die Aufspaltung und Neuverknüpfung von DNA-Strängen, wobei es drei unterschiedliche Arten gibt, siehe Soppa, Rekombination, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 316 (316); bei der nichthomologen Rekombination sind nur wenige oder gar keine überlappenden Sequenzen zwischen den wieder zu verbindenden DNA-Einzelsträngen vorhanden, sodass ein Prozessieren der DNA-Enden notwendig ist, wobei die Nucleotidabfolge verändert werden kann, siehe Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (415).

  78. 78.

    Hierdurch kommt es zur Problematik der Identizierung und Rückverfolgbarkeit zielgerichteter Mutageneseverfahren als ein Anwendungsfall von Genomeditierungsverfahren, siehe hierzu 4.4.2.

  79. 79.

    Bei der homologen Rekombination zur Reparatur des DNA-Doppelstrangbruchs liegt eine zweite, intakte DNA-Doppelhelix vor, die als Vorlage für eine Neusynthese oder zum Austausch dient, siehe Langer, Mutation und Reparatur, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 370 (414); dazu werden größere Abschnitte identischer DNA-Sequenz benötigt und es kann zum Austausch von DNA-Sequenzen zwischen den beiden DNA-Molekülen identischer Sequenz kommen, siehe Soppa, Rekombination, in: Munk (Hrsg.), Genetik, 316 (318).

  80. 80.

    Zu alledem Becker, Pflanzenzüchtung, 215.

  81. 81.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 215.

  82. 82.

    Beck, Self-Spreading Biotechnology and International Law, 56.

  83. 83.

    Cathomen/Puchta, Basiswissen CRISPR/Cas, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 1 (3); seit den 1990er Jahren werden Studien über Meganukleasen durchgeführt, siehe Rouet/Smih/Jasin, Introduction of Double-Strand Breaks into the Genome of Mouse Cells by Expression of a Rare-Cutting Endonuclease, Mol. Cell. Biol. 14 (1994), 8096; die Herstellung der ersten künstlichen Meganuklease gelang 2003 durch Epinat et al., A novel engineered meganuclease induces homologous recombination in yeast and mammalian cells, Nucleic Acids Res. 31 (2003), 2952.

  84. 84.

    Kim/Cha/Chandrasegaran, Hybrid restriction enzymes: Zinc finger fusions to Fok I cleavage domain, Nat. Acad. Sci. USA 93 (1996), 1156.

  85. 85.

    Bibikova et al., Targeted Chromosomal Cleavage and Mutagenesis in Drosophila Using Zink-Finger-Nucleases, Genetics 161 (2002), 1169.

  86. 86.

    Beck, Self-Spreading Biotechnology and International Law 59 ff.; siehe hierzu Gross/Charpentier, The Development and Impact of Genome Editing Techniques, in: Ethics Council of the Max Planck Society (Hrsg.), Discussion paper focusing on the scientific relevance of genome editing and on the ethical, legal and societal issues potentially involved, 3 (3 f.).

  87. 87.

    Christian et al., Targeting DNA Double-Strand Breaks with TAL Effector Nucleases, Genetics 186 (2010), 757.

  88. 88.

    Joung/Sander, TALENs: a widely applicable technology for targeted genome editing, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 14 (2013), 49 (49); Chaudhary/Pratap/Sharma, Transcription activator-like effector nucleases (TALENs): An efficient tool for plant genome editing, Eng. Life Sci. 16 (2016), 330 (334).

  89. 89.

    Cathomen/Puchta, Basiswissen CRISPR/Cas, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 1 (4); Knox, Gezielter Eingriff ins Erbgut, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 7 (11); zum Unterschied zu CRISPR-Cas-Systemen Gross/Charpentier, The Development and Impact of Genome Editing Techniques, in: Ethics Council of the Max Planck Society (Hrsg.), Discussion paper focusing on the scientific relevance of genome editing and on the ethical, legal and societal issues potentially involved, 3 (3 f.).

  90. 90.

    Jinek et al., A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity, Science 337 (2012), 816 ff.; dieser Entdeckung waren jahrzehntelange Forschungen zu CRISPR-Cas-Systemen vorausgegangen, denn CRISPR-Cas wurde schon 1987 entdeckt, siehe für einen Überblick Beck, Self-Spreading Biotechnology and International Law, 59 ff.; siehe zu den Hintergründen der langjährigen Forschung an CRISPR-Cas Lander, The Heroes of CRISPR, Cell 164 (2016), 18; diese Darstellung erheblich kritisierend Ledford, The Unsung Heroes of CRISPR, Nature 535 (2016), 342.

  91. 91.

    Deutsche Übersetzung: gehäuft auftretende, mit regelmäßigen Zwischenräumen angeordnete, kurze palindromische Wiederholungen, siehe Knox, Gezielter Eingriff ins Erbgut, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 7 (9).

  92. 92.

    Knox, Gezielter Eingriff ins Erbgut, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 7 (9 f.).

  93. 93.

    Die Beschreibung der folgenden drei Schritte erfolgt nach Knox, Gezielter Eingriff ins Erbgut, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 7 (9 ff.).

  94. 94.

    Dies ist der Oberbegriff für alle Endonukleasen, die im CRISPR-System von Bedeutung sind. Sie werden anhand ihrer Funktion in unterschiedliche Klassen eingeteilt, siehe Makarova/Koonin, Annotation and Classification of CRISPR-Cas Systems, Methods Mol. Biol. 1311 (2015), 47.

  95. 95.

    Zu alledem Knox, Gezielter Eingriff ins Erbgut, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 7 (9 ff.); siehe auch Barrangou, RNA Events. Cas9 Targeting and the CRISPR Revolution, Science 344 (2014), 707; Mali/Esvelt/Church, Cas9 as a versatile tool for engineering biology, Nat. Methods 10 (2013), 957.

  96. 96.

    Knox, Gezielter Eingriff ins Erbgut, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 7 (13).

  97. 97.

    Siehe JRC, Current and future market applications of new genome techniques, 2021, 16 (die hier angegebenen Prozentsätze beziehen sich nur auf die in der JCR-Studie evaluierten Pflanzen, zeigen aber dennoch, dass überwiegend CRISPR-Cas angewendet wird).

  98. 98.

    So bspw. Lassoued et al., Benefits of genome-edited crops: expert opinion, Transgenic Res. 28 (2019), 247 (248 f.) und Mackelprang/Lemaux, Genetic Engineering and Editing of Plants, Annu. Rev. Plant Biol. 71 (2020), 659 (661).

  99. 99.

    Diese Annahme wird bspw. wie folgt anschaulich beschrieben: „Innovation in agriculture is pervasive. However, in spite of the success stories of twentieth century plant breeding, the twenty-first century has ushered in a set of challenges that solutions from the past century are unlikely to address. However, sustained research […] has resulted in […] genome editing, which offer the promise of new opportunities to resolve some of the issues“ siehe Lassoued et al., Benefits of genome-edited crops: expert opinion, Transgenic Res. 28 (2019), 247 (247).

  100. 100.

    Bortesi/Rainer, The CRISPR/Cas9 system for plant genome editing and beyond, Biotechnol. Adv. 33 (2015), 41; Georges/Ray, Genome editing of crops: a renewed opportunity for food security, GM Crops Food 8 (2017), 1; Lassoued et al., Benefits of genome-edited crops: expert opinion, Transgenic Res. 28 (2019), 247 (254).

  101. 101.

    Studien zeigten, dass CRISPR zu ungewollten Modifikationen oder zur Entfernung großer Gensequenzen führen kann, siehe Adikusuma et al., Large deletions induced by Cas9 cleavage, Nature 560 (2018), E8 und Kosicki/Tomberg/Bradley, Repair of double-strand breaks induced by CRISPR-Cas9 leads to large deletions and complex rearrangements, Nat. Biotechnol. 36 (2018), 765.

  102. 102.

    Gelinsky/Hilbeck, European Court of Justice ruling regarding new genetic engineering methods scientifically justified, Environ. Sci. Eur. 30 (2018), 1 (3).

  103. 103.

    Gelinsky/Hilbeck, European Court of Justice ruling regarding new genetic engineering methods scientifically justified, Environ. Sci. Eur. 30 (2018), 1 (4).

  104. 104.

    Zur Problematik von off-target effects siehe Zhang et al., Off-target Effects in CRISPR/Cas9-mediated Genome Engineering, Mol. Ther. Nucleic Acids 4 (2015), 1; es wird fortlaufend an der Behebung dieser Problematik geforscht, siehe für einen Überblick Naeem et al., Latest Developed Strategies to Minimize the Off-Target Effects in CRISPR-Cas-Mediated Genome Editing, Cells 9 (2020), 1; andere Forscher argumentieren, dass unerwünschte Mutationen bei Genomeditierungsverfahren weniger häufig auftreten als bei klassischen Züchtungsverfahren siehe Graham et al., Plant Genome Editing and the Relevance of Off-Target Changes, Plant Physiol. 183 (2020), 1453; einen umfassende Analyse dahingehend gibt Singer et al., Genetic Variation and Unintended Risk in the Context of Old and New Breeding Techniques, Crit. Rev. Plant Sci. 40 (2021), 68.

  105. 105.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 214 ff.

  106. 106.

    Cong et al., Multiplex Genome Engineering Using CRISPR/Cas Systems, Science 339 (2013), 819.

  107. 107.

    Gelinsky/Hilbeck, European Court of Justice ruling regarding new genetic engineering methods scientifically justified, Environ. Sci. Eur. 30 (2018), 1 (4 f.).

  108. 108.

    Gelinsky/Hilbeck, European Court of Justice ruling regarding new genetic engineering methods scientifically justified, Environ. Sci. Eur. 30 (2018), 1 (4 f.); kritisch wird hier gesehen, dass dies zu mehr Freisetzungen von genetisch veränderten Organismen führe und so eine Vielzahl von möglichen, nicht erforschten und nicht vorhersehbaren sowie ungewollten Folgen nach sich ziehen könne, ebd.

  109. 109.

    Siehe JRC, Current and future market applications of new genomic techniques, 2021, 40.

  110. 110.

    Knox, Gezielter Eingriff ins Erbgut, in: Cathomen/Puchta (Hrsg.), CRISPR/Cas9, 7 (11); Becker, Pflanzenzüchtung, 213.

  111. 111.

    Als Beispiel Zetsche et al., Cpf1 is a single RNA-guided endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas system, Cell 163 (2015), 759.

  112. 112.

    Die ersten veröffentlichten Studien zum Einsatz von CRISPR-Cas bei Eukaryoten, insbes. bei Mäusen und Menschen, waren Mali et al., RNA-Guided Human Genome Engineering via Cas9, Science 339 (2013), 823 und Cong et al., Multiplex Genome Engineering Using CRISPR/Cas Systems, Science 339 (2013), 819.

  113. 113.

    Siehe hierzu Gaudelli et al., Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cleavage, Nature 551 (2017), 464; Komor et al., Programmable editing of a target base in genomic DNA without double-stranded DNA cleavage, Nature 533 (2016), 420.

  114. 114.

    Hassan et al., Prime Editing Technology and Its Prospects for Future Application in Plant Biology Research, BioDesign Research (2020), 1 (1).

  115. 115.

    Anzalone et al., Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA, Nature 576 (2019), 149; umfassende Beschreibung bei Hassan et al., Prime Editing Technology and Its Prospects for Future Application in Plant Biology Research, BioDesign Research (2020), 1 (1); prime editing wurde bisher an Reis und Weizen demonstriert, siehe Lin et al., Prime genome editing in rice and wheat, Nat. Biotechnol. 38 (2020), 582.

  116. 116.

    Hierdurch kommt es zur Problematik der Identizierung und Rückverfolgbarkeit zielgerichteter Mutageneseverfahren als ein Anwendungsfall von Genomeditierungsverfahren, siehe hierzu 4.4.2.

  117. 117.

    Bt-insektenresistente Sorten sind die weltweit wichtigste Anwendung insektenresistenter Sorten. Dafür werden Gene aus bacillus thurigiensis (bt) isoliert, der ein natürliches Toxin gegen Schadinsekten bildet, siehe Kempke, Gentechnik bei Pflanzen, 155; bt-Toxine sind nicht für alle Schädlinge toxisch und problematisch ist, dass ein Wirkungsverlust entstehen kann, weil durch den Selektionsdruck bt-resistente Insekten auftreten können; die herbizidresistente Maissorte NK603 hat die höchste Zulassungsrate weltweit (61 Zulassungen in 28 Ländern und der EU). Die Maissorte MON810 ist die am meisten zugelassene insektenresistente Sorte (55 Zulassungen in 27 Ländern und in der EU), siehe ISAAA, Executive Summary, Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops in 2019, 10.

  118. 118.

    Miedaner, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 81; nach Studien sind durch die Einsparung von Betriebsmitteln die Umsätze landwirtschaftlicher Betriebe mit dem Anbau herbizid- und insektenresistenter Pflanzensorten erheblich gestiegen, siehe Brookes/Barfoot, GM crop technology use 1996–2018: farm income and production impacts, GM Crops Food 11 (2020), 242.

  119. 119.

    Die Umweltschädlichkeit dieses Totalherbizids wird in Europa erheblich diskutiert, insbesondere, weil 2019 die Zulassung der Einfuhr von Mais, der gegen das Herbizid Round-Up NK603 resistent ist, erneuert wurde. Die Empfehlung der EFSA basierte u. a. auf der Studie Steinberg et al., Lack of adverse effects in subchronic and chronic toxicity/carcinogenicity studies on the glyphosate-resistant genetically modified maize NK603 in Wistar Han RCC rats, Arch. Toxicol. 93 (2019), 1095. Diese kam durch eine Fütterungsstudie an Mäusen zu dem Ergebnis, dass der Verzehr weder potentiell toxisch noch krebserregend sei. Diese Studie wurde entschieden kritisiert hinsichtlich vorurteilsbehafteter Interpretation der Daten sowie mangelnden Aufzeigens eines Conflict of Interest und es wurden in der Studie sich widersprechende Forschungsergebnisse aufgezeigt, siehe Seralini, Update on long-term toxicity of agricultural GMOs tolerant to roundup, Environ. Sci. Eur. 32 (2020), 1.

  120. 120.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 237.

  121. 121.

    Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 154.

  122. 122.

    Schütte et al., Herbicide resistance and biodiversity: agronomic and environmental aspects of genetically modified herbicide-resistant plants, Environ. Sci. Eur. 29 (2017), 1 (2); bei insektenresistenten bt-Sorten legen Studien einen höheren Ernteertrag nahe, allerdings besteht hier ebenfalls das Problem des Wirkungsverlusts siehe Mackelprang/Lemaux, Genetic Engineering and Editing of Plants, Annu. Rev. Plant Biol. 71 (2020), 659 (664 f.).

  123. 123.

    Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 165 f.; Becker, Pflanzenzüchtung, 239.

  124. 124.

    Diese Zweifel werden bspw. aufgeworfen von Gelinsky/Hilbeck, European Court of Justice ruling regarding new genetic engineering methods scientifically justified, Environ. Sci. Eur. 30 (2018), 1 (5); es wird aber auch das Potential von Genomeditierungsverfahren, durch zielgerichtetes Editieren diese Eigenschaften hervorrufen zu können, betont, siehe bspw. Lassoued et al., Benefits of genome-edited crops: expert opinion, Transgenic Res. 28 (2019), 247 (251 f.).

  125. 125.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 236; Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 168 f.

  126. 126.

    Becker, Pflanzenzüchtung, 240.

  127. 127.

    Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 169, 175; allerdings wird erheblich kritisiert, dass bisher kaum Pflanzen mit Veränderung ernährungsphysiologischer Eigenschaften angebaut und entwickelt worden sind, sondern sich dies auf kommerziell interessante Eigenschaften wie Insekt- und Herbizidresistenz konzentriert, siehe bspw. Gelinsky/Hilbeck, European Court of Justice ruling regarding new genetic engineering methods scientifically justified, Environ. Sci. Eur. 30 (2018), 1 (5).

  128. 128.

    Siehe hierzu und zu weiteren Beispielen Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 176 ff.

  129. 129.

    Lassoued et al., Benefits of genome-edited crops: expert opinion, Transgenic Res. 28 (2019), 247 (251 f.); Dima/Inzé, The role of scientists in policy making for more sustainable agriculture, Curr. Biol. 31 (2021), R218; Garland, EU policy must change to reflect the potential of gene editing for adressing climate change, Global Food Security 28 (2021), 1; eine Einführung in die unterschiedlichen Aspekte der nachhaltigen Landwirtschaft gibt Parray/Yaseen Mir/Shameem, Sustainable Agriculture: Biotechniques in Plant Biology, 419 ff.

  130. 130.

    Siehe Beispiele von geneditierten Pflanzen mit Resistenzen gegen Pflanzenkrankheiten und Trockenheitstoleranz bei Nekrasov et al., Rapid generation of a transgene-free powdery mildew resistant tomato by genome deletion, Sci. Rep. 7 (2017), 1 und Shi et al., ARGOS8 variants generated by CRISPR-Cas9 improve maize grain yield under field drought stress conditions, Plant Biotechn. J. 15 (2017), 207; einen umfassenden Überblick gibt Zaidi et al., New plant breeding technologies for food security, Science 363 (2019), 1390.

  131. 131.

    Dima/Inzé, The role of scientists in policy making for more sustainable agriculture, Curr. Biol. 31 (2021), R218 (R218); die Möglichkeiten für eine klimaangepasste Landwirtschaft betonend Garland, EU policy must change to reflect the potential of gene editing for addressing climate change, Global Food Security 28 (2021), 1.

  132. 132.

    Dima/Inzé, The role of scientists in policy making for more sustainable agriculture, Curr. Biol. 31 (2021), R218 (R218); Mackelprang/Lemaux, Genetic Engineering and Editing of Plants, Annu. Rev. Plant Biol. 71 (2020), 659 (668, 671).

  133. 133.

    Zsögön et al., De novo domestication of wild tomato using genome editing, Nat. Biotechnol. 36 (2018), 1211; siehe hierzu Fernie/Yan, De Novo Domestication: An Alternative Route toward New Crops for the Future, Mol. Plant 12 (2019), 615.

  134. 134.

    Vanloqueren/Baret, How agricultural research systems shape a technological regime that develops genetic engineering but locks out agroecological innovations, Res. Policy 38 (2009), 971 (971 f., 975 ff.); Gelinsky/Hilbeck, European Court of Justice ruling regarding new genetic engineering methods scientifically justified, Environ. Sci. Eur. 30 (2018), 1 (6).

  135. 135.

    Der Begriff ist nicht zu verwechseln mit dem Begriff food safety in der Bedeutung von „Lebensmittelsicherheit“, also der Sicherung einer hohen Qualität von Lebensmitteln.

  136. 136.

    Georges/Ray, Genome editing of crops: a renewed opportunity for food security, GM Crops Food 8 (2017), 1; Lassoued et al., Benefits of genome-edited crops: expert opinion, Transgenic Res. 28 (2019), 247 (249, 252); Dima/Inzé, The role of scientists in policy making for more sustainable agriculture, Curr. Biol. 31 (2021), R218 (R219).

  137. 137.

    Zitiert nach Food and Agriculture Organization, Food Security, Policy Brief Issue 2, June 2006.

  138. 138.

    Siehe bspw. Dibden/Gibbs/Cocklin, Framing GM crops as a food security solution, J. Rural Stud. 29 (2013), 59 (59) und Van Montagu, The future of plant biotechnology in a globalized and environmentally endangered world, Genet. Mol. Biol. 43 (2020), 1 (1 ff.).

  139. 139.

    Tabellarische Übersicht dieser Argumente bei Dibden/Gibbs/Cocklin, Framing GM crops as a food security solution, J. Rural Stud. 29 (2013), 59 (62); umfassend hierzu Van Montagu, The future of plant biotechnology in a globalized and environmentally endangered world, Genet. Mol. Biol. 43 (2020), 1 (4).

  140. 140.

    Tabellarische Übersicht dieser Argumente bei Dibden/Gibbs/Cocklin, Framing GM crops as a food security solution, J. Rural Stud. 29 (2013), 59 (62).

  141. 141.

    Auf europäischer Ebene bspw. Directorate-General for Research Communication Unit, A decade of EU-funded GMO research (2001–2010), 2010; diese Studien wurden erheblich kritisiert, da sie keine Daten von Langzeit-Fütterungsstudien zu Tieren enthalten und darüber hinaus nicht die Frage nach der Sicherheit von GVO-Lebens- oder Futtermitteln beantworten, sondern auf die Entwicklung von safety assessment approaches ausgelegt seien, so Hilbeck et al., No scientific consensus on GMO safety, Environ. Sci. Eur. 27 (2015), 1 (3).

  142. 142.

    Siehe die Meta-Analysen Swiatkiewicz et al., Genetically modified feeds and their effect on the metabolic parameters of food-producing animals: A review of recent studies, Anim. Feed Sci. Technol. 198 (2014), 1; de Vos/Swanenburg, Health effects of feeding genetically modified (GM) crops to livestock animals: A review, Food Chem. Toxicol. 117 (2018), 3; Pellegrino et al., Impact of genetically engineered maize on agronomic, environmental and toxicological traits: a meta-analysis of 21 years of field data, Sci. Rep. 8 (2018), 1; der anscheinend bestehende Konsens hinsichtlich GM food safety wird kritisch gesehen und verneint von Hilbeck et al., No scientific consensus on GMO safety, Environ. Sci. Eur. 27 (2015), 1 (2).

  143. 143.

    Daher wird betont, dass bisher keine Beweise für deren Risikolosigkeit vorliegen siehe Gelinsky/Hilbeck, European Court of Justice Ruling regarding new genetic engineering methods scientifically justified: a commentary on the biased reporting about the recent ruling, Environ. Sci. Eur. 30 (2018), 1 (3) und Araki/Nojima/Ishii, Caution required for handling genome editing technology, Trends Biotechnol. 32 (2014), 234.

  144. 144.

    Siehe hierzu umfassend Testbiotech, Transgene escape – Atlas der unkontrollierten Verbreitung gentechnisch verändeter Pflanzen, November 2013.

  145. 145.

    Becker, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 245.

  146. 146.

    Becker, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 245.

  147. 147.

    Becker, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 244.

  148. 148.

    Becker, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 246.

  149. 149.

    In diesem Zusammenhang wird das aktuell geltende Risk Assessment der EFSA kritisiert, siehe Bøhn et al., Serious shortcomings in the European risk assessment of herbicide tolerant GE plants for human health, RAGES, Januar 2020, 5 (https://www.testbiotech.org/sites/default/files/Rages_report_%20GE%20%20HT%20Plants.pdf, zuletzt abgerufen am 01.08.2023) und Hilbeck et al., Inseticidal Bt crops. EFSA´s risk assessment approach for GM Bt plants fails by design, RAGES, Januar 2020, 4 f. (https://www.testbiotech.org/sites/default/files/RAGES_report-Insecticidal%20Bt%20plants.pdf, zuletzt abgerufen am 01.08.2023).

  150. 150.

    Schulz et al., Applied pesticide toxicity shifts toward plants and invertebrates, even in GM crops, Science 372 (2021), 81.

  151. 151.

    Schütte et al., Herbicide resistance and biodiversity: agronomic and environmental aspects of genetically modified herbicide-resistant plants, Environ. Sci. Eur. 29 (2017), 1 (5 f.); hierzu mit Verweis auf unterschiedliche Studien Hilbeck et al., No scientific consensus on GMO safety, Environ. Sci. Eur. 27 (2015), 1 (4); kritisch wird demgegenüber darauf hingewiesen, dass ebenfalls der Herbizideinsatz bei klassischer Züchtung gestiegen sei, Brookes/Barfoot, Environmental impacts of genetically modified (GM) crop use 1996–2018: impacts on pesticide use and carbon emissions, GM Crops Food 11 (2020), 215 (217).

  152. 152.

    Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 154, Becker, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 84 f., 244 f.

  153. 153.

    Kempken, Gentechnik bei Pflanzen, 154, Becker, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 84 f., 244 f; einen Überblick, wie sich Unkräuter genetisch und morphologisch an Herbizide aufgrund des Selektionsdrucks anpassen, geben Mackelprang/Lemaux, Genetic Engineering and Editing of Plants, Annu. Rev. Plant Biol. 71 (2020), 659 (665 f.).

  154. 154.

    http://www.weedscience.org/home.aspx (zuletzt abgerufen am 01.08.2023).

  155. 155.

    Schütte et al., Herbicide resistance and biodiversity: agronomic and environmental aspects of genetically modified herbicide-resistant plants, Environ. Sci. Eur. 29 (2017), 1 (1); hierzu mit Verweis auf unterschiedliche Studien Hilbeck et al., No scientific consensus on GMO safety, Environ. Sci. Eur. 27 (2015), 1 (4); siehe zu möglichen Langzeitschäden durch das Glyphosat-basierte Herbizid Roundup NK603 Fn. 119.

  156. 156.

    Schütte et al., Herbicide resistance and biodiversity: agronomic and environmental aspects of genetically modified herbicide-resistant plants, Environ. Sci. Eur. 29 (2017), 1 (5); ebenfalls auf potentielle negative Effekte auf Wildpflanzen, Tiere, Insekten und Mikroben durch intensive Anwendung von Glyphosat hinweisend Mackelprang/Lemaux, Genetic Engineering and Editing of Plants, Annu. Rev. Plant Biol. 71 (2020), 659 (668).

  157. 157.

    Becker, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 246.

  158. 158.

    Im Jahr 2019 betrug die durchschnittliche Dauer der Zulassungsverfahren für zum Import genehmigte genetisch veränderte Pflanzen bei Neubewilligung zwei und bei Neuzulassung sechs Jahre, siehe Jany, Zulassungen von genetisch veränderten Pflanzen (GVO) 2019, 27.12.2019 (https://www.biotech-gmfood.com/zulassungen-eu-kommission-gv-pflanzen-gvo-2019, zuletzt abgerufen am 01.08.2023); ausführlich Smart/Blum/Wessler, Trends in Approval Times for Genetically Engineered Crops in the United States and the European Union, J. Agric. Econ. 68 (2017), 182.

  159. 159.

    Dies wird ebenfalls im Nachgang zur Rechtssache C-528/16 Confédération paysanne als Kritik geäußert, dass nur die großen Unternehmen ausreichend finanzielle Kapazitäten besäßen, die hohen Anforderungen der Zulassungsverfahren der EU zu erfüllen, siehe Barrangou, CRISPR Craziness: A response to the EU Court Ruling, CRISPR J. 1 (2018), 251 (251); Faltus, Mutagene(se) des Gentechnikrechts, ZUR (2018), 525 (531); Zimny et al., Certain new plant breeding techniques and their marketability in the context of EU GMO legislation – recent developments, N. Biotechnol. 51 (2019), 49 (51).

  160. 160.

    Becker, Grundlagen der Pflanzenzüchtung, 246.

  161. 161.

    Friedrich et al., Conflicts over GMOs and their Contribution to Food Democracy, Politics Gov. 7 (2019), 165.

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  1. Freiburg, Deutschland

    Katharina Schreiber

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Schreiber, K. (2023). Molekularbiologische Pflanzenzüchtung als Anwendungsfeld Grüner Gentechnik. In: Recht und Ethik der Risikoregulierung in der Grünen Gentechnik. Springer, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-42853-2_3

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