Pflanzenzüchtung und Biotechnologie

Der Anbau von Kulturpflanzen hat eine lange Geschichte in der menschlichen Zivilisation, wobei erste Aufzeichnungen den Anbau von Getreidepflanzen ab etwa 8000 v. Chr. dokumentieren. Diese frühe Pflanzenzüchtung wurde in erster Linie entwickelt, um eine stetige Versorgung mit Lebensmitteln zu gewährleisten.

Mit dem fortgeschrittenen Verständnis der Genetik des Menschen konnten verbesserte Pflanzensorten schneller erreicht werden. Die künstliche Selektion war gerichteter und Pflanzensorten mit geeigneteren Eigenschaften wurden schneller verbessert, um bessere, robustere oder schmackhaftere Pflanzen zu produzieren.

Herkömmliche Techniken für die Züchtung von Pflanzen sind jedoch langsam und produzieren nicht immer die gewünschten Pflanzensorten. Später erleichterten biotechnologische Werkzeuge die Entwicklung von gewünschten pflanzlichen Eigenschaften, die sonst mit traditionellen Methoden schwer zu züchten sind. Zum Beispiel ist die Verbesserung des Ernährungsmangels in Pflanzen schwierig durch künstliche Selektion, und besonders herausfordernd für Vitamin A und Eisen. Reis enthält zum Beispiel keine Gene für Beta-Carotin, ein Vitamin-A-Vorläufer. Es enthält jedoch Gene für die Verbindung Geranylgeranylpyrophosphat, welches sequenziell durch vier Enzyme in Beta-Carotin umgewandelt werden kann. Reis wurde gentechnisch mit Genen von Narzissen, die zwei Enzyme kodieren verändert, und die restlichen zwei Enzyme kamen von den Bakterien Erwinia uredovora. Die resultierende Erntepflanze wird als goldener Reis bezeichnet. Da Reis das Grundnahrungsmittel für mehr als die Hälfte der Welt ist, könnten biotechnologisch veränderte Pflanzen wie diese, potenziell die durch den Vitamin-A-Mangel verursachte Erblindung von Kindern verhindern oder die Gesundheit in Reis abhängigen Ländern verbessern.

Viele häufig angebaute Kulturpflanzen haben heute einen gewissen Grad an genetischer Veränderung, die mit Hilfe der Biotechnologie eingeführt wurde. Beispielsweise wurden Mais, Papaya und viele Kartoffelsorten gegen Herbizide, Krankheiten oder Schädlingsresistenz verändert. Genetische Veränderungen können sogar durchgeführt werden, um die Allergenproduktion zu reduzieren, wie zum Beispiel bei den Sojabohnen.