Bild 1: OG Kush
Bild 2: Viel [lexicon]THC[/lexicon] Gehalt Wenig [lexicon]CBD[/lexicon] Die OG Kush
Genetisch veränderte Pflanzen gibt es heute in allen Grössen und
Formen, sogar im Handel erhältliche Obst und Gemüsearten können auf
genetischer Ebene manipuliert sein. Doch auch vor Tieren macht diese
Entwicklung nicht halt. Schon vor vielen Jahren wurde bei Schafen und
Kühen spezielle Protein bildende [lexicon]Gene[/lexicon] eingesetzt, die bei der
Medikamenten Herstellung benötigt werden und synthetisch nicht
herstellbar sind. BSE resistente Kühe, Hühner die Immun gegen die
Geflügelpest sind oder Stechmücken, die keinerlei Krankheiten auf den
Menschen übertragen können. Es gibt fast nichts, was mit der Gentechnik
nicht möglich wäre.
Kennt man die [lexicon]Gene[/lexicon] der [lexicon]Cannabinoid[/lexicon] Synthese, dann wäre es durchaus
möglich diese auch auf andere Pflanzenarten oder auf [lexicon]Bakterien[/lexicon] zu
übertragen. Das Ergebnis wären vielleicht [lexicon]THC[/lexicon] produzierende Hopfen
Pflanzen oder [lexicon]CBD[/lexicon] bildende Bakterienkolonien. Man könnte auch [lexicon]Cannabis[/lexicon]
Pflanzen entwickeln, die ein abgestimmtes Verhältnis an Cannabinoiden
besitzen und so eine optimale Wirkung bei der Schmerzlinderung erzielen
könnten.
Man könnte auch ein Resistenz-Gen einbringen, welches Pflanzen
gegen bestimmte [lexicon]Schädlinge[/lexicon] oder gegen Schimmelbefall Immun machen
könnte, was wiederum einen Anbau auch ausserhalb der optimalen
Anbaugebiete zulassen würde. Die Möglichkeiten, vor allem in der
medizinischen Anwendung sind einfach gewaltig und wir reden hier nur von
Hanf und den Cannabinoiden. Die Gentechnik könnte einen enormen Beitrag
zur Bekämpfung des Welthungers leisten und Probleme lösen, die schon
Hunderttausende Menschenleben gekostet haben. Aber wie kann man [lexicon]Gene[/lexicon]
einfach so in andere Organismen einbringen? „GVO`s“ oder „genetisch
veränderte Organismen“ sind Individuen, die gezielt und direkt verändert
wurden und sich damit komplett von Züchtungen oder natürlichen
Mutationen unterscheiden.
Zur Gentechnik zählt nicht nur das Abschalten von Genom eigenen
Genen, sondern auch das Einbringen von Artfremder oder Arteigener DNA.
Würde man ein Gen von einer anderen Pflanzenart in eine Hanfpflanze
einschleusen, so würde man diese [lexicon]Cannabis[/lexicon] Pflanze als einen „Transgenen
Organismus“ bezeichnen, die übertragenen [lexicon]Gene[/lexicon] als „Transgene“. Der
Ablauf zur Herstellung Transgener Organismen ist im Grunde immer der
Gleiche. Es hängt natürlich auch von der Technik ab und davon, ob
[lexicon]Bakterien[/lexicon], Pflanzen oder gar ein Tier als Transgener Organismus
ausgewählt wurde. Wir wollen an dieser Stelle einmal die Herstellung
einer [lexicon]Cannabis[/lexicon] Pflanze durchspielen, in die ein Gen für die
Schimmelresistenz eingefügt werden soll. Dafür brauchen wir zuerst
einmal die Zellen einer Hanfpflanze. Hier verwendet man meist sogenannte
„Protoplasten“, die man aus verschiedenen Teilen der Pflanze gewinnen
kann. Protoplasten sind einzelne, lebensfähige Zellen, die man auf
Nährböden [lexicon]kultivieren[/lexicon] kann und die sehr leicht Fremd-DNA aufnehmen. Da
Pflanzenzellen im Gegensatz zu Tieren Zellwände besitzen, muss man diese
vorher durch Enzyme auflösen. Als zweites wichtiges Grundelement wird
natürlich auch das entsprechende Gen benötigt, das in die [lexicon]Cannabis[/lexicon]
Pflanze eingebaut werden soll. Solche [lexicon]Gene[/lexicon] stammen fast immer von
genetisch ähnlichen oder Art verwandten Individuen. Es ist aber
grundsätzlich auch möglich, [lexicon]Gene[/lexicon] von Artfremden Organismen zu verwenden,
da sich die Gensequenzen in den meisten Fällen nur durch einzelne
Basenpaare unterscheidet.
Bild 1: Hand DNA-Extraktion mit Hausmitteln
Bild 2: Wurzelzellen unter 800facher Vergösserung
Bild 3: Wirklich Schöne Köpfe
Als erstes schneidet man mit bestimmten Restriktionsenzymen die
Plasmid-DNA an zwei Punkten. Danach kann man unsere Gen-Sequenzen durch
Ligase Enzyme wieder zu einem „Plasmid“ oder einem „Vektor“
zusammenfügen.
In diesem Fall verbinden wir die Plasmid-DNA mit der Sequenz des
einzufügenden Gens. Das routinemässig bei Pflanzen eingesetzte
„Ti-Plasmid“ wird nun in eine Bakterienkolonie, meist in „Escheria coli“
übertragen und vermehrt, genauso wie es auch bei der Vervielfältigung
einer DNA-Sequenz zur DNA-Analyse gemacht wird. Jetzt isoliert man die
Plasmid-DNA, in der sich auch unser Gen der Schimmelresistenz befindet.
Man fügt nun grosse Mengen dieser „T-DNA“ einem Bakterium namens
„Agrobacterium tumefaciens“ zu und infiziert damit, die in der
Nährlösung kultivierten Pflanzenzellen, also die vorher entnommenen
Protoplasten. Durch eine Hormonbehandlung werden die infizierten Zellen
zur Zellteilung angeregt bis kleine Sprösslinge entstehen, die das
eingebrachte Gen der Schimmelresistenz in sich tragen. Diese neu
entstandenen Pflanzen besitzen nun unser eingebrachtes
Schimmelresistenz-Gen. Das Ergebnis sind Transgene Pflanzen, die ein
völlig neues Merkmal in sich tragen. Würde man mit diesen Pflanzen aber
neue [lexicon]Samen[/lexicon] erzeugen, dann würde sich das eingefügte Merkmal nicht mehr
im Genom der Folgegeneration befinden. Man muss hier bedenken in welche
Zellen wir das neue Gen eingefügt haben. Bringt man ein Transgen in eine
Körperzelle, zum Beispiel in eine Blattzelle ein, so erhalten nur die
Nachkommen dieser einen [lexicon]Zelle[/lexicon] das Transgen, nicht aber die Nachkommen
anderer Gewebezellen und schon gar nicht die Zellen der Folgegeneration.
Möchte man das auch die Nachkommen das neue Merkmal in sich tragen, so
muss das Transgen in das Genom der Keimbahn gelangen. Nur auf diese
Weise kann man ein Transgen an eine neue Pflanzengeneration weitergeben.
Im Falle der [lexicon]Cannabis[/lexicon] Pflanze müsste man das Transgen in die männliche
„Pollenmutterzelle“ und in die weibliche „Embryomutterzelle“ übertragen,
da man bei Pflanzen nicht von Eizellen und Spermien spricht.
Bild 1: Ablauf zum Einbringen einer neuen Eigenschaft
Bild 2: Arbeitsweise der Restriktionsenzyme
Bild 3: Einschlösen der Fremd DNA
Bild 4: Microinjection in Pflanzenzelle
Es gibt nun verschiedene Techniken wie man Fremd-DNA in nicht
verwandte Organismen einbringt. In unserem Beispiel wurde das Transgen
in sogenannte „Protoplasten“ eingefügt. Man kann anstelle dieser
Protoplasten auch kleine „Blattstücken“ oder andere Gewebezellen
verwenden. Allerdings muss man hier die Zellmembran kurzzeitig dazu
bringen, die Fremd-DNA durchzulassen. Hier kommt unter anderem die
„Elektroporation“ zum Einsatz. Dabei wird ein elektrisches Feld durch
einen sich schnell entladenen Kondensator erzeugt, was die Zellmembran
für kurze Zeit durchlässig macht. Die zugefügte Fremd-DNA kann nun
direkt in eine lebende [lexicon]Zelle[/lexicon] eingebracht werden. Eine andere Methode
wird auch als „Mikroinjektion“ bezeichnet. Diese Technik wird sehr oft
bei Tieren oder [lexicon]Bakterien[/lexicon] eingesetzt, da Pflanzenzellen eine
vergleichsweise feste Zellwand besitzt, was das Einbringen von DNA mit
einer Glaskapillare nicht gerade einfach macht. Die dritte Möglichkeit
zum Einschleusen von Transgenen in ein neuen Organismus ist der
„Partikelbeschuss“. Dabei werden mit DNA bestückte Wolfram Kügelchen in
die Zellen geschossen. Aber man kann sich schon denken das diese Methode
sehr ungenau ist, da man wirklich alles treffen kann was sich in einer
[lexicon]Zelle[/lexicon] befindet.
Es gibt noch einige andere Techniken, wie zum Beispiel Ultraschall
oder Phagenzellen, die es erlauben bestimmte Gen-Sequenzen in Fremde
Organismen einzubringen.
Ob es nun wirklich für Grower und Züchter interessant wäre
genetisch veränderte [lexicon]Cannabis[/lexicon] Pflanzen oder manipuliertes Saatgut zu
kaufen oder anzubieten glaube ich nicht. Doch früher oder später wird
die Gentechnik auch in diesem Bereich der Pflanzenzucht Einzug halten.
Ob die Grower diese Entwicklung dann auch mit machen sei aber einmal
dahin gestellt.
Weitere Infos und Tutorials auf https://www.alpine-seeds.net