Upload
truongkhuong
View
220
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
1
BASF Plant Science
39. Woche der bayerischen Erzeugergemeinschaften und Erzeugerorganisationen, Herrsching, 16. November 2009
Dr. Thorsten Storck
Gentechnik im KartoffelanbauGentechnik im Kartoffelanbau--Sackgasse oder Zukunft? Sackgasse oder Zukunft?
2
BASF Plant Science
Agenda
Pflanzenbiotechnologie in der Landwirtschaft – heute und in der Zukunft
Fortschritt im Kartoffelanbau durch Züchtung und Pflanzenbiotechnologie
Beispiel Amflora Stärke für technische Anwendungen „The making of“ Amflora Stand EU Zulassung und Markteinführung
Beispiel Fortuna Das Problem: Kraut- und Knollenfäule Die Lösung durch Pflanzenbiotechnologie Stand der Entwicklung
3
BASF Plant Science
LebensmittelUN Schätzung: 9.2 Milliarden Menschen in 2050
FuttermittelBessere soziale Standards steigender Fleisch-Bedarf, besonders Asien
BiokraftstoffeGetreide als Kraftstoffquelle steigt um ~20% pro Jahr
Biotechnologie bietet ein großes Potenzial
Bedarfsdeckung: Verdopplung der landwirtschaftlichen Produktion in den nächsten 20 Jahren
Landwirtschaftliche Nutzfläche ist begrenzt Innovationspotenzial von Züchtung, Düngung,
Pflanzenschutz und Mechanisierung ist begrenzt
Herausforderungen an die globale Landwirtschaft
4
BASF Plant Science
125 Millionen Hektar (= Anbaufläche EU 27)
0,1 Millionen Hektar in Europa
13 Mill. Landwirte, 25 Länder
Kulturen: Mais, Soja, Baumwolle, RapsQuelle: ISAAA-Report
Anbauflächegentechnischoptimierter Pflanzen
20031997
Millionen ha
20080
20
40
60
80
100
120Heute
EffizientereLandwirtschaft Insektenresistenz Resistenz gegenüber
Herbiziden
Pflanzenbiotechnologie – Heute
5
BASF Plant Science
Gesunde Ernährung Vitamine und Enzyme Langkettige Fettsäuren Protein und
Aminosäuren
NachwachsendeRohstoffe Stärke und
Biopolymere
BioenergiePharmazeutische Produkte
Gesunde Ernährung Vitamine und Enzyme Langkettige Fettsäuren Protein und
Aminosäuren
NachwachsendeRohstoffe Stärke und
Biopolymere
BioenergiePharmazeutische Produkte
Höherer Ertrag Protein, Öl, Stärke
Schutz vor Belastung Hitze und Trockenheit Kälte Versalzung
Schutz vor Schädlingen/ Krankheiten Schadpilze Schadwürmer
(Nematoden) Viren und Bakterien
Höherer Ertrag Protein, Öl, Stärke
Schutz vor Belastung Hitze und Trockenheit Kälte Versalzung
Schutz vor Schädlingen/ Krankheiten Schadpilze Schadwürmer
(Nematoden) Viren und Bakterien
Zukünftig
EffizientereLandwirtschaft Insektenresistenz Resistenz gegenüber
Herbiziden
EffizientereLandwirtschaft Insektenresistenz Resistenz gegenüber
Herbiziden
Heute
Kombination von Merkmalen
Pflanzenbiotechnologie – In der Zukunft
6
BASF Plant Science
Sicherheitsprüfungen für gentechnisch optimierte Pflanzen sindweltweit vorgeschrieben
Betrachtet wird: Gesundheit von Mensch + Tier wie auchUmweltsicherheit
Genehmigungen werden nur erteilt, wenn die Behördenschlussfolgern:
Gentechnisch optimierte Pflanzen sind so sicher wie herkömmlichgezüchtete Pflanzen
molekulare und agronomische Analyse Studien zur Zusammensetzung der Pflanze Fütterungsstudien Studien zur Umweltsicherheit Monitoring und Rückverfolgbarkeit
Prüfungen beinhalten:
Sicherheit für Mensch, Tier und Umwelt
7
BASF Plant Science
Fortschritt im Kartoffelanbau durchZüchtung und Pflanzenbiotechnologie
Klassische Züchtung Schrittweise Verbesserung von Sorten Optimierung der Kombination von Eigenschaften
Erzeugung neuer Sorten
Pflanzenbiotechnologie Gezielte Verbesserung einzelner Eigenschaften
Erzeugung neuer Eigenschaften (z.B. maßgeschneiderte Stärke (Amflora), gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe)
„Quantensprünge“ (z.B. Resistenzen gegen Pilze (Phytophthora), Nematoden, Viren, Insekten, Steigerung von Ertrag und Lagerfähigkeit)
Baut auf bestehenden Sorten auf
8
BASF Plant Science
Amflora:Wertvolle Knollen
9
BASF Plant Science
Amflora:Reine Amylopektin-Stärke
Vorteile von Amflora Stärke Stabiles Verdicken ohne Gelieren Lange Verarbeitungsfähigkeit von Lösungen Verbesserte Produktqualitäten Optimierung von Produktionsprozessen
80%Amylopektin
20%Amylose
ReinesAmylopektin
Enzym zur Herstellung von Amylose ausgeschaltet
Amflora-Stärke
Kartoffelstärke
10
BASF Plant Science
Amflora-Stärke:Breites Anwendungsspektrum
Building
Textiles
11
BASF Plant Science
Gen
mRNA
Promotor
Kodierende Region
TerminatorGBSS Gen(Granule Bound Starch Synthase)
Protein
Amylose
GBSS Enzym
Gene bestimmen welche Stärke die Knolle produziert
12
BASF Plant Science
Gen
Protein
Amylose
Promotor
Kodierende Region
Terminator
mRNA
Kodierende Region (Antisense)
RNA Abbau kein GBSS Protein keine Amylose
Amflora:Der Antisense Effekt
13
BASF Plant Science
Fakten zum Thema Antibiotika-Resistenz
Menschen haben schon immer Lebensmittel wie Salat und Möhren gegessen, denen Bakterien mit natürlicher Resistenz gegen Antibiotika anhaften Daher ist das Verzehren von Genen die Antibiotika-
Resistenz verleihen weder neu noch gefährlich Die breite Verwendung von Antibiotika führt durch natürliche
Selektion zu einem Anstieg von resistenten Bakterien Mikroorganismen werden unter Selektionsdruck durch
Antibiotika-Exposition resistent Gentechnisch veränderte Pflanzen mit Anibiotika-
Resistenz Selektionsmarkern beeinflussen den Selektionsdruck nicht
Amflora hat keinen Einfluss auf die Anzahl der Antibiotika-resistenten Bakterien im Boden
Amflora hat keinen Einfluss auf die Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen
Ein Gramm Boden enthält bis zu 1 Milliarde Bakterien.5,5-8% der Bakterien haben eine Antibiotika Resistenz (konventionelles Maisfeld, ohne Gentechnik)
Quelle: BPS, Ecole Centrale de Lyon
14
BASF Plant Science
Saatgut-produktionZüchtung
BASF Plant Science Eigentümer der Kartoffelsorte Servicevertrag mit Saatgutvermehrer Liefert Saatgut an Stärkeindustrie Kontrolliert das „Qualitätssichernde System“
Stärkeverarbeiter Verantwortlich für Anbau,
Stärkeproduktion und Vermarktung Zahlt Lizenzgebühren für Stärke
an BASF Plant Science
Amflora in der Wertschöpfungskette
Stärke-anwendung
Saatgut-vermehrer
BASF Plant Science
Papier-/Klebstoff-industrie
Verarbeitung
Stärke-verarbeiterLandwirte
Anbau
Lizenzvereinbarung
15
BASF Plant Science
08/1996 Einreichung Dossier nach 90/220 01/2003 Einreichung Dossier nach 2001/1802/2006 Veröffentlichung EFSA Stellungnahme*11/2006 Entscheidungsvorlage der Kommission12/2006 Abstimmung im Regulationsausschuss07/2007 Abstimmung im Ministerrat05/2008 EU Kommission beauftragt erneut EFSA mit Stellungnahme05/2009 Veröffentlichung der erneuten EFSA Stellungnahme??? Entscheidung durch die Kommission
* EFSA: Amflora ist so sicher für Mensch, Tier und Umwelt wie jede andere Kartoffel
Amflora im Zulassungsprozess der EU
16
BASF Plant Science
Agenda
Pflanzenbiotechnologie in der Landwirtschaft – heute und in der Zukunft
Fortschritt im Kartoffelbau durch Züchtung und Pflanzenbiotechnologie
Beispiel Amflora Stärke für technische Anwendungen „The making of“ Amflora Stand EU Zulassung und Markteinführung
Beispiel Fortuna Das Problem: Kraut- und Knollenfäule Die Lösung durch Pflanzenbiotechnologie Stand der Entwicklung
17
BASF Plant Science
Kraut- und Knollenfäule -Ernstes Problem im Kartoffelbau
Bedeutendste Kartoffelerkrankung weltweit Verursacht durch Phytophthora infestans Erfordert häufige Fungizid-Applikationen
Bis zu 24 mal/Saison (z.B. 2007 in NL) Zunehmend aggressivere Stämme mit
verminderter Fungizid-Sensitivität
Wildkartoffel Solanum bulbocastanumvollständig resistent gegen P. infestans
Seit 50 Jahren Versuch die Resistenz auf moderne Kartoffelsorten zu übertragen
Resultate noch immer unbefriedigend(Kopplung mit geringer agronomischer Leistung)
18
BASF Plant Science
Phytophthora-resistente Kartoffelndurch Pflanzenbiotechnologie
Übertragung von zwei Resistenz-genen (Blb1 und Blb2) aus der Wildkartoffel auf moderne Kartoffelsorte
„Fortuna“ Eigenschaften der Muttersorte
bleiben erhaltenMuttersorte Fortuna
19
BASF Plant Science
Wie infiziert Phytophthora die Kartoffel?
Schnittdurch
Kartoffel-blatt
20
BASF Plant Science
Fortuna: Wie funktioniert die Resistenz?
Schnittdurch
Kartoffel-blatt
21
BASF Plant Science
Fortuna: Dauerhafte Resistenz
Was macht diese Resistenz dauerhaft? Die Effizienz der Resistenz-Mechanismen: Breit-Spektrum Resistenz-Mechanismen sind Rasse-spezifischen
Mechanismen überlegen:
– erkennen essentielle Proteine des Pathogens
– Essentielle Proteine können vom Pathogen nicht beliebig verändert werden um damit „unter dem Radar zu fliegen“
Die Anzahl unterschiedlicher Resistenz-Mechanismen: Zuverlässige Erkennung des Pathogens durch zwei unabhängige
Detektoren
Die Kombination von zwei unabhängigen Mechanismen ist dauerhafter als die „Summe“ der einzelnen Mechanismen
22
BASF Plant Science
Fortuna: Trotzt allen bekannten Phytophthora-Stämmen
Kontinuierliches Sammeln und Testen von Phytophthora Isolatenaus den Kartoffelanbauregionen Europas Hunderte von Isolaten getestet Auch “Standard”-Isolate wie
US-8 and Blue-13 getestet Die Resistenz wirkt zuverlässig gegen
alle IsolateControl Rpi-blb1 Rpi-blb2 Rpi-blb1
Rpi-blb2
23
BASF Plant Science
Fortuna - im Feldversuch seit 2006
Deutschland Möttingen Baalberge Limburgerhof
Schweden Borgeby Halmstad Kristianstad
Niederlande Angeren
England Cambridge
Tschechien Humpolec
24
BASF Plant Science
25
BASF Plant Science
Fungizidbehandlungen bei herkömmlichen Veredlungskartoffeln
In Europa im Mittel 12 Phytophthora Behandlungen in “normalen” Jahren
Applikation gegen Alternaria (A) und Phytophthora (P)
P P+A P P P P+A P P P P P P
26
BASF Plant Science
Fungizidbehandlungen bei Fortuna
Keine Phythophthora Behandlung erforderlich
Applikation gegen Alternaria (A) und Phytophthora (P)
A A
27
BASF Plant Science
Fortuna - Welche Vorteile hat sie?
Sichere Bekämpfung der Kraut- und Knollenfäule (Versicherung)
Ersetzt den Grossteil der Fungizid-Applikationen im Kartoffelbau
Reduziert Arbeitsaufkommen zu Stosszeiten
Beansprucht weniger Aufmerksamkeit des Landwirts
Weniger Überfahrten > weniger Bodenverdichtung
Höherer Ertrag erwartet durch permanenten Schutz
Bessere Lagerstabilität erwartet
Geringere Kosten Frittenrohstoff
28
BASF Plant Science
Schlussbemerkung
Pflanzenbiotechnologie generiert Kartoffeln mit hohem Mehrwert für die Kartoffelwirtschaft
Beispiel Amflora
Beispiel Fortuna
Diesen Mehrwert zu realisieren, erfordert
EU Zulassung
Engagement der gesamten Wertschöpfungskette
Kette partizipiert am geschaffenen Mehrwert
29
BASF Plant Science