Point «Aktuelle Biotechnologie» Mai 2026 (Nr. 287)

Neue Züchtungsverfahren: Schweizer Freilandversuch mit pilzresistenten cisgenen Kartoffeln

Ob gekocht, gebraten, püriert, als Chips oder Pommes frites: Kartoffeln sind beliebt. In der Schweiz verzehrt jede Person im Durchschnitt 45 kg der nahrhaften Knollen jährlich. Aber der Kartoffelanbau ist anspruchsvoll. Krankheiten, Schädlinge und der Klimastress machen den Pflanzen zu schaffen. Besonders aufwändig ist die Bekämpfung der von Pilzen verursachten Kraut- und Knollenfäule. 

An der Forschungsanstalt Agroscope-Reckenholz bei Zürich wurde jetzt ein Freisetzungsversuch mit cisgenen Kartoffeln bewilligt. Diesen wurde im Labor ein Pilzresistenzgen aus einer südamerikanischen Wildkartoffelart eingefügt. Nachdem die Pilzresistenz der Pflanzen im Treibhaus und auch in einem Freilandversuch in den Niederlanden bestätigt wurde, sollen sie in den nächsten fünf Jahren auch in der Schweiz auf einer Fläche von maximal 0.7 Hektaren unter Feldbedingungen geprüft werden.

Vergleichbare cisgene Kartoffeln hatten bereits in früheren Freilandversuchen eine höhere Pilzresistenz und daher einen niedrigeren Bedarf an Pflanzenschutzmitteln und ihr Potenzial für eine nachhaltigere Landwirtschaft gezeigt. Der jetzt bewilligte Versuch im Rahmen des NFP 84 ist eingebettet in das grössere europäische Projekt CRISPS, bei dem mit Hilfe verschiedener neuer Züchtungsverfahren – neben der Cisgenese auch durch CRISPR/Cas9- Genomeditierung – pilzresistente und klimaresiliente Kartoffelsorten entwickelt werden sollen.   (mehr…)

Genomeditierung: Gezielte Erbgutveränderungen für stresstoleranten Reis

Nutzpflanzen sind auf dem Feld zahlreichen Stressfaktoren ausgesetzt. Dazu gehören biotische Faktoren wie Krankheitserreger, aber auch Schädlinge und Unkraut. Auch nicht-biologische, «abiotische» Stressfaktoren setzten den Pflanzen zu, so wie Dürre, extreme Temperaturen, versalzene und verunreinigte Böden. Dieser Faktoren reduzieren die Ernteerträge oder gefährden sie gar. Daher wird intensiv an der Züchtung von Pflanzen mit verbesserter Stresstoleranz gearbeitet. 

Neue Züchtungsverfahren wie de Genomeditierung können hier die Entwicklung stark beschleunigen. Besonders deutlich wird das bei Reis. Aufgrund seiner grossen Bedeutung für die Ernährungssicherheit vieler Länder werden hier viele Ressourcen investiert. Für keine Pflanzenart sind mehr Züchtungsprojekte mit Hilfe der Genomeditierung beschrieben, China ist dabei mit weitem Abstand führend. Ein aktueller Übersichtsartikel von chinesischen Forschenden beschreibt zahlreiche Ansätze.

Mit Hilfe der Genomeditierung konnte bei Reis die Widerstandsfähigkeit gegen Pilze, Bakterien, Unkrautkonkurrenz und Insekten gesteigert werden. Auch die Toleranz gegen Dürre, hohe Temperaturen, Überflutung und schlechte Böden wurde verbessert. Über sechzig Anwendungen der Genomeditierung für Stresstoleranz bei Nutzpflanzen, vor allem bei Reis, sind bereits in der Fachliteratur beschrieben. Die Forschenden sehen ein grosses Potenzial der neuen Züchtungsverfahren für die gleichzeitige Steigerung der Produktivität und der Nachhaltigkeit der Landwirtschaft.  (mehr…) 

Kreislaufwirtschaft:Europa investiert Millionen in die Bioökonomie

Die Bioökonomie, die auf nachwachsenden Rohstoffen und biologischen Prozessen basiert, bietet grosse Klimavorteile gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren auf Grundlage fossiler Rohstoffe wie Erdöl oder Kohle. Zusammen mit einem Ausbau der Kreislaufwirtschaft können so deutliche Verbesserungen bei der Nachhaltigkeit der Industrie sowie Vorteile bei Innovationskraft und Wirtschaftlichkeit erreicht werden. Daher wird die Bioökonomie in der EU stark gefördert. 

Im Rahmen des Programms «Circular Bio-based Europe Joint Undertaking» CBB-JU, einer Partnerschaft zwischen der EU und Industriepartnern mit einem Finanzrahmen von 2 Milliarden EUR, wurde jetzt die Förderung von 24 neuen Forschungskonsortien mit insgesamt 172 Millionen EUR bekanntgegeben. Daran sind insgesamt 332 Projektpartner aus 32 Ländern beteiligt. Damit soll unter anderem der Bau von vier neuartigen Bioraffinerien ermöglicht werden, die aus Biomasse oder Abfällen biobasierte Luftpolsterfolien, wertvolle Feinchemikalien und Kunststoff-Grundbausteine herstellen. 

Zahlreiche Innovationsprojekte sollen die Grundlagen für neuartige Produktionsverfahren legen. Dazu gehören zum Beispiel die Herstellung von Rohstoffen für Lebens- und Futtermittel, Kosmetik und die Verpackungsindustrie mit Mikroalgen, sowie die Erzeugung von Textilfasern aus Nebenströmen der Holzindustrie. Auch werden Kautschuk-Alternativen aus in Europa angebauten Pflanzen entwickelt. Die Projekte sollen neben der Nachhaltigkeit auch die wirtschaftliche Unabhängigkeit Europas stärken.   (mehr…) 

Medizin: Hühnereier als Bioreaktoren für Pharma-Wirkstoffe

Monoklonale Antikörper und andere therapeutische Eiweisse gehören zu den wichtigsten Wirkstoffen gegen Krebs, Autoimmunerkrankungen und weitere schwere Krankheiten. Sie werden zum Grossteil mit gentechnisch veränderten Hamsterzellen in technologisch aufwändigen und sehr teuren Bioreaktoren hergestellt. Ein US-Startup-Unternehmen begeht jetzt einen revolutionären Weg, der die Produktionskosten massiv reduzieren könnte. 

Statt auf massive und teure Stahlbioreaktoren setzten sie auf ein ganz einfaches Produktionssystem: das Hühnerei. Eier enthalten im Eiklar grosse Mengen des Proteins Ovalbumin. Die Forschenden ersetzten mit Hilfe der Genomeditierung gezielt in Hühnern das Gen hierfür mit einem, das die Erbinformation für ein therapeutisches Eiweiss trägt. Aus den Eiern der transgenen Hühner lassen sich dann die gewünschten Wirkstoffe einfach und mit sehr geringen Kosten gewinnen, die nur etwa ein Hundertstel der klassischen Biotech-Produktion mit Hamsterzellen betragen.

An der Verwendung von Hühnereiern als Produktionssystem für Medikamente wird schon lange gearbeitet. Allerdings war die Entwicklung transgener Hühner mit hoher Produktion der Wirkstoffe in den Eiern bisher eine Herausforderung. Fortschritte in der Genomeditierung und neue Kulturverfahren ermöglichen jetzt einen Quantensprung bei der Effizienz. Eine kleine Herde von 4000 Hühnern könnte so ausreichen, den globalen Bedarf des umsatzstärksten therapeutischen Antikörpers zu decken.   (mehr…)

Vollständige PDF Version Point «Aktuelle Biotechnologie» Mai 2026 (Nr. 287) mit Quellenangaben

Text und Redaktion: Jan Lucht, Leiter Biotechnologie (jan.lucht@scienceindustries.ch)