LANDWIRTSCHAFT - BMELV-Forschung

Bundesministerium für 

Ernährung, Landwirtschaft 

und Forsten 

2/1998 

DIE ZEITSCHRIFT DES SENATS DER BUNDESFORSCHUNGSANSTALTEN 

FORSCHUNGS 

ERNÄHRUNG · LANDWIRTSCHAFT · FORSTEN 

Schwerpunkt: 

Biotechnologie 

rund um’s Tier 

Kennzeichnung 

gentechnisch veränderter 

Lebensmittel 

Report 

Zustand der deutschen 

Waldböden


Ernährung, Landwirtschaft 

und Forsten 

FORSCHUNGSREPORT 2/1998 

DER FORSCHUNGSBEREICH 

Das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten 

(BML) unterhält einen Forschungsbereich, um wissenschaftliche Entscheidungshilfen für 

die Ernährungs-, Land- und Forstwirtschaftspolitik der Bundesregierung zu erarbeiten und 

damit zugleich die Erkenntnisse auf diesen Gebieten zum Nutzen des Gemeinwohls zu 

erweitern (Rochusstr. 1, 53123 Bonn, Tel.: 0228/529-0, Fax: 0228/529-4262). 

Dieser Forschungsbereich wird von 10 Bundesforschungsanstalten und der Zentralstelle 

für Agrardokumentation und -information (ZADI) gebildet und hat folgende Aufgaben: 

■ Bundesforschungsanstalt für 

Landwirtschaft (FAL): 

Erhaltung und Pflege natürlicher Ressourcen 

agrarischer Ökosysteme und 

Weiterentwicklung der Nahrungs- und 

Rohstoffproduktion unter verstärkter Einbeziehung 

neuer Wissensgebiete und Forschungsmethoden. 

Dabei stellen die Analyse, 

Folgenabschätzung und Bewertung 

von zukünftigen Entwicklungen für die 

Landwirtschaft und die ländlichen Räume 

einen besonderen Schwerpunkt dar (Bundesallee 

50, 38116 Braunschweig, Tel.: 

0531/596-1, Fax: 0531/596-814). 

■ Biologische Bundesanstalt 

für Land- und Forstwirtschaft 

(BBA): 

Eine selbständige Bundesoberbehörde 

und Bundesforschungsanstalt mit im Pflanzenschutz-, 

Gentechnik- und Bundesseuchengesetz 

festgelegten Aufgaben. Forschung 

auf dem Gesamtgebiet des Pflanzen- 

und Vorratsschutzes; Prüfung und Zulassung 

von Pflanzenschutzmitteln; Eintragung 

und Prüfung von Pflanzenschutzgeräten; 

Beteiligung bei der Bewertung 

von Umweltchemikalien nach dem Chemikaliengesetz; 

Mitwirkung bei der Genehmigung 

zur Freisetzung und zum Inverkehrbringen 

gentechnisch veränderter Organismen 

(Messeweg 11/12, 38104 

Braunschweig, Tel.: 0531/299-5, Fax: 

0531/299-3000). 

■ Bundesanstalt für 

Milchforschung (BAfM): 

Erarbeitung der Grundlagen für die Erzeugung 

von Milch, die Herstellung von 

Milchprodukten und anderen Lebensmitteln 

und die ökonomische Bewertung der 

Verarbeitungsprozesse sowie den Verzehr 

von Lebensmitteln mit dem Ziel einer gesunden 

Ernährung (Hermann-Weigmann- 

Str. 1, 24103 Kiel, Tel.: 0431/609-1, 

Fax: 0431/609-2222). 


Fischerei (BFAFi): 

Bearbeitung der Probleme der 

Fischwirtschaft von der Produktion bis zur 

Verarbeitung unter Berücksichtigung aller 

Zweige der Küsten- und Hochseefischerei 

und zum Teil auch der Binnenfischerei 

(Palmaille 9, 22767 Hamburg, Tel.: 

040/38905-0; Fax: 040/38905-200). 


Forst- und Holzwirtschaft 

(BFH): 

Wissenschaftliche Untersuchungen zur 

Erhaltung des Waldes und zur Steigerung 

seiner Leistung sowie zur Verbesserung 

der Nutzung des Rohstoffes Holz und zur 

Steigerung der Produktivität in der 

Holzwirtschaft (Leuschnerstr. 91, 21031 

Hamburg, Tel.: 040/73962-0, Fax: 

040/73962-480). 

■ Bundesanstalt für Getreide-, 

Kartoffel- und Fettforschung 

(BAGKF): 

Forschungsarbeiten mit der Zielsetzung 

einer Qualitätsverbesserung von Getreide, 

Mehl, Brot und anderen Getreideerzeugnissen, 

von Kartoffeln und deren 

Veredlungsprodukten sowie der Lösung 

wissenschaftlicher und technologischer 

Fragen im Zusammenhang mit Ölsaaten 

und -früchten und daraus gewonnenen 

Nahrungsfetten und -ölen sowie 

Eiweißstoffen (Schützenberg 12, 32756 

Detmold, Tel.: 05231/741-0, Fax: 

05231/741-1 00). 


Viruskrankheiten der Tiere 

(BFAV): 

Eine selbständige Bundesoberbehörde 

mit im Tierseuchengesetz und Gentechnikgesetz 

festgelegten Aufgaben. Erforschung 

und Erarbeitung von Grundlagen 

für die Bekämpfung viraler Tierseuchen 

(Boddenblick 5a, 17498 Insel Riems, 

Tel.: 038351/7-0, Fax: 038351/ 

7-151). 

■ Bundesanstalt für Fleischforschung 

(BAFF): 

Erforschung der Voraussetzungen, unter 

denen die Versorgung mit qualitativ 

hochwertigem Fleisch sowie einwandfreien 

Fleischerzeugnissen einschließlich 

Schlachtfetten und Geflügelerzeugnissen 

sichergestellt ist (E.-C.-Baumann-Str. 20, 

95326 Kulmbach, Tel.: 09221/803-1, 

Fax: 09221/803-244). 


Ernährung (BFE): 

Horizontale, das gesamte Gebiet der 

Ernährungs-, Lebensmittel- und Haushaltswissenschaften 

übergreifende Aufgabenstellung 

(Haid-und-Neu-Str. 9, 76131 

Karlsruhe, Tel.: 0721/6625-0, Fax: 

0721/ 6625-111). 

2 

■ Bundesanstalt für Züchtungsforschung 

an Kulturpflanzen 

(BAZ): 

Erhöhung der biotischen Resistenz und 

der Verbesserung der abiotischen Toleranz 

der Kulturpflanzen sowie Entwicklung 

von Zuchtmethoden und Verbesserung der 

Produktqualität (Neuer Weg 22/23, 

06484 Quedlinburg, Tel.: 03946/47-0, 

Fax: 03946/47-255). 

■ Zentralstelle für Agrardokumentation 

und -information (ZADI): 

Aufbau des Deutschen Agrarinformationsnetzes 

(DAlNet), Online-Angebot nationaler 

und internationaler Datenbanken, 

Forschung und Entwicklung auf den Gebieten 

Agrardokumentation und Informatik 

sowie Koordinierung der Dokumentation 

im Fachinformationssystem Ernährung, 

Land- und Forstwirtschaft (FIS-ELF) (Villichgasse 

17,53177 Bonn, Tel.: 0228/ 

9548-0, Fax: 0228/9548-149). 

● Forschungseinrichtungen der 

Blauen Liste: 

Darüber hinaus sind sechs Forschungseinrichtungen 

der Blauen Liste dem Geschäftsbereich 

des BML zugeordnet: Deutsche 

Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie 

(DFA) (Lichtenbergstr. 4, 85748 

Garching, Tel.: 089/28914170, Fax: 

089/28914183); Zentrum für Agrarlandschafts- 

und Landnutzungsforschung 

e. V. (ZALF) (Eberswalder Str. 84, 15374 

Müncheberg, Tel.: 033432/82-0, Fax: 

033432/82-212); Institut für Agrartechnik 

Bornim e. V. (ATB) (Max-Eyth-Allee 

100, 14469 Potsdam-Bornim, Tel.: 

0331/5699-0, Fax: 0331/5699- 

849); Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau 

Großbeeren/Erfurt e. V. (IGZ) 

(Theodor-Echtermeyer-Weg 1, 14979 

Großbeeren, Tel.: 033701/78-0, Fax: 

033701/55391); Forschungsinstitut für 

die Biologie landwirtschaftlicher Nutztiere 

(FBN) (Wilhelm-Stahl-Allee 2, 18196 

Dummerstorf, Tel.: 038208/68-5, Fax: 

038208/686-02); Institut für Agrarentwicklung 

in Mittel- und Osteuropa (IAMO) 

(Magdeburger Str. 1, 06112 Halle/S., 

Tel.: 0345/5008-111, Fax: 0345/ 

5126599). 

Die wissenschaftlichen Aktivitäten des 

Forschungsbereiches werden durch den 

Senat der Bundesforschungsanstalten 

koordiniert, dem die Leiter der Bundesforschungsanstalten, 

der Leiter der ZADI und 

sieben zusätzlich aus dem Forschungsbereich 

gewählte Wissenschaftler angehören. 

Der Senat wird von einem auf zwei Jahre 

gewählten Präsidium geleitet, das die Geschäfte 

des Senats führt und den Forschungsbereich 

gegenüber anderen wissenschaftlichen 

Institutionen und dem BML vertritt 

(Präsidium des Senats der Bundesforschungsanstalten, 

c/o BBA, Messeweg 11/12, 

38104 Braunschweig, Tel.: 0531/299-5, 

Fax: 0531/299-3001).

Guten Tag, 

EDITORIAL INHALT 

als ich mir neulich abends bei einem Gläschen Wein Gedanken 

zum Editorial für diesen ‘biotechnologischen’ ForschungsReport 

machte, wurde mir klar, daß ich eigentlich schon mitten im 

Thema war. Denn was ist Wein anderes als ein Produkt 

biotechnologischer Erzeugung, bei dem die Stoffwechselleistung 

von Mikroorganismen, konkret die Vergärung von Zucker durch 

Hefen, gezielt ausgenutzt wird? Biotechnologie begleitet uns in 

vielen Bereichen unseres Lebens – in ihren Urformen schon seit 

Jahrtausenden. 

Die Möglichkeiten der 

Biotechnologie haben sich 

allerdings durch die 

Fortschritte in der 

Molekularbiologie, aber 

auch der Verfahrens- und 

Computertechnik, 

immens erhöht. Nach 

Meinung vieler Experten 

sehen wir einem 

„Jahrhundert der 

Biologie” entgegen. Da 

neue Technologien auf 

gesellschaftliche Akzeptanz 

angewiesen sind, kommen sie nicht ohne öffentliche Diskussion 

aus. Wesentliche Voraussetzung dafür ist ein guter Kenntnisstand 

über das aktuell Machbare und seine möglichen Auswirkungen. 

Wer über den Stand der Forschung und ihre Umsetzung in die 

Praxis informiert ist, wird neue Entwicklungen besser beurteilen 

können und weniger den Statements und Prognosen 

selbsternannter Experten glauben müssen. 

Hier ist die Ressortforschung gefragt. Zu ihren wichtigsten 

Aufgaben zählt die Unterrichtung und Beratung der politischen 

Entscheidungsträger. Daher muß sie gerade auch in heiß 

diskutierten Forschungsfeldern präsent sein. Ressortforschung ist 

überwiegend angewandte Forschung mit direktem Bezug auf 

praktische Erfordernisse und verantwortbare Entscheidungen. 

Das läßt keinen Platz für Elfenbeintürme. 

Der ForschungsReport greift in seinem Schwerpunkt 

„Biotechnologie rund um’s Tier” einige topaktuelle Themen auf, 

die im Brennpunkt des öffentlichen Interesses stehen. Dabei geht 

es um innovative Verfahren im Bereich der Lebensmittelproduktion 

ebenso wie um neue Impfstoffe und um 

landwirtschaftliche Nutztiere, die in der Biomedizin eine Rolle 

spielen können. Biotechnologie – und mit ihr die Gentechnik als 

Teilbereich – hat hier viele Türen geöffnet. Was sich hinter den 

Türen verbirgt und welche Perspektiven sich auftun, erfahren Sie 

auf den folgenden Seiten. 

Ihr 

Prof. Dr. F. Klingauf 

Präsident des Senats der Bundesforschungsanstalten 

3 

DER FORSCHUNGSBEREICH 2 

BERICHTE AUS DER FORSCHUNG 

Neue Impfstoffe gegen 

Viruskrankheiten bei Tieren 

Entwicklungssprung durch die Gentechnologie 4 

Tiere als Arzneimittel- und 

Organlieferanten 

Neue Perspektiven in der Biomedizin 9 

In-vitro-Erzeugung von 

Rinderembryonen 

Ultraschallgeleitete Entnahme von Eizellen 

beschleunigt den Zuchterfolg 14 

Gesündere Tiere durch 

besseres Futter 18 

Biotechnologie in 

der Käseherstellung 22 

Biokonservierung von 

Fleischerzeugnissen 

Bacteriocinogene Milchsäurebakterien 

können Pathogene hemmen 26 

Kennzeichnung von gentechnisch 

veränderten Lebensmitteln 30 

Neuentwicklungen 

auf dem Prüfstand 

Über die Verzahnung von wissenschaftlichen 

Arbeiten und behördlichen Entscheidungen 34 

Zustand der 

deutschen Waldböden 

Auswirkungen anthropogener Einflüsse 38 

IMPRESSUM 43 

PORTRAIT 

Institut für Tierzucht und 

Tierverhalten Mariensee 44 

Institut für landwirtschaftliche 

Kulturen, Groß Lüsewitz 46 

NACHRICHTEN 48 

TAGUNGEN 50 

2/1998 FORSCHUNGSREPORT

Abb. 1: 

Blutungen in 

verschiedenen 

Organen, hier in 

der Lunge und 

der Luftröhre, 

sind typische 

Symptome der 

HämorrhagischenKaninchenkrankheit. 

BIOTECHNOLOGIE 

Neue Impfstoffe 

gegen 

Viruskrankheiten 

bei Tieren 

Entwicklungssprung durch die 

Gentechnologie 

V. Kaden, G. M. Keil, N. Osterrieder, H. Schirrmeier 

und T. C. Mettenleiter (Insel Riems) 

Gegen Infektionskrankheiten, die durch Viren verursacht werden, gibt es keine oder 

nur unzureichende Behandlungsmöglichkeiten. Daher ist die Entwicklung von Impfstoffen, 

die vorbeugend eingesetzt werden, eine der Hauptaufgaben virologischer 

Forschung. Die aktive Immunisierung von Tier und Mensch erfolgt entweder mit Impfstoffen 

aus vermehrungsfähigen Erregern (sog. „Lebendvakzinen”) oder inaktivierten 

Erregern („Totvakzinen”). Seit einigen Jahren werden sowohl Lebend- als auch Totvakzinen 

unter Einsatz gentechnologischer Verfahren hergestellt. 

Die gezielte Inaktivierung von Genen, 

die für die krankmachenden Eigenschaften 

der Erreger verantwortlich 

sind, führt zu biologisch sicheren 

Lebendvakzinen. Darüber hinaus besteht 

die Möglichkeit, Gene anderer 


Erreger in das genetische Material 

eines Virus einzubauen und so 

gleichzeitig gegen mehrere Infektionen 

zu schützen („Vektorvakzinen”). 

Immunogene Proteine von viralen Erregern 

können auch biotechnologisch 

in Bakterien oder in Zellkulturen 

hergestellt und nach der Reinigung 

für eine Impfung verwendet werden 

(„Subunit-Vakzinen”). Die neueste Entwicklung 

beruht auf der Immunisierung 

mit „nackter” DNA (DNA-Vakzinen). 

Gentechnologisch produzierte 

Vakzinen bieten gegenüber konventionell 

hergestellten Impfstoffen mehrere 

Vorteile. Durch die gezielte Manipulation 

ist eine hohe biologische 

Sicherheit von Lebendvakzinen gegeben. 

Zweitens kann ein hoher 

gleichbleibender Reinheitsgrad der 

Impfstoffe gewährleistet werden. Drittens 

erlaubt die Gentechnologie die 

Schaffung sogenannter „Markerimpf- 

4 

stoffe” und damit die Möglichkeit, 

zwischen geimpften und infizierten 

Tieren zu unterscheiden. 

Im folgenden wird anhand von 

Beispielen auf die Möglichkeiten der 

Bekämpfung von viralen Infektionskrankheiten 

bei Tieren durch gentechnologisch 

produzierte Impfstoffe 

eingegangen. 

HÄMORRHAGISCHE 

KANINCHENKRANKHEIT 

Im Jahr 1984 trat in China bei 

Angorakaninchen, die zwei Monate 

zuvor aus Deutschland importiert 

worden waren, eine hochansteckende 

Viruserkrankung auf, an der nahezu 

alle betroffenen Tiere in kurzer 

Zeit verendeten. Die Kaninchen hatten 

massive Leberschäden und Blutungen 

(= Hämorrhagien) in verschiedenen 

Organen (Abb.1). Dieses 

Krankheitsbild führte zu dem Namen 

‘Hämorrhagische Kaninchenkrankheit’ 

(engl. Rabbit Hemorrhagic Disease, 

RHD). Die Seuche breitete 

sich in der Folgezeit sehr rasch aus 

und wurde ein Jahr später auch in 

Korea festgestellt.

Beginnend mit dem Jahr 1986 

wurde bis 1990 nahezu der gesamte 

europäische Kontinent erfaßt. Seuchenausbrüche 

wurden auch aus 

Mexiko, Nordafrika und dem Nahen 

Osten gemeldet. Der größte Seuchenherd 

existiert gegenwärtig in 

Australien, wo der Erreger im Rahmen 

eines wissenschaftlich und 

ethisch umstrittenen Programms zur 

Bekämpfung der Wildkaninchenplage 

freigesetzt wurde. 

In Deutschland wurden erste RHD- 

Fälle im 2. Halbjahr 1988 festgestellt. 

Trotz des Einsatzes von Impfstoffen 

sind seit 1989 jährlich zwischen 

1000 und 2000 Seuchenausbrüche 

zu verzeichnen. 

Die RHD ist ein Beispiel dafür, daß 

ständig mit dem plötzlichen Auftreten 

neuer Erkrankungen gerechnet werden 

muß. In diesen Fällen ist es von 

besonderer Wichtigkeit, sehr schnell 

alle notwendigen Werkzeuge für 

Diagnose und Bekämpfung verfügbar 

zu machen. 

Der Erreger der Hämorrhagischen 

Kaninchenkrankheit wird den Caliciviren 

zugeordnet. Die gesamte genetische 

Information ist in einem einzigen 

RNA-Strang lokalisiert, der circa 


7.500 Nukleotide (Einzelbausteine 

der RNA) umfaßt. Die Viruspartikel 

bestehen im wesentlichen aus einem 

einzigen Protein, dem VP60. Dieses 

Protein löst im Tier die Bildung von virusneutralisierenden, 

das heißt vor einer 

Erkrankung schützenden Antikörpern 

aus. Alle Anstrengungen zur Entwicklung 

eines Impfstoffes zielen also 

letztlich darauf ab, im geimpften Tier 

Antikörper gegen dieses Protein zu 

erzeugen. 

Bis heute läßt sich der Erreger 

nicht in Zellkultur züchten, so daß alle 

eingesetzten Impfstoffe gegen die 

Kaninchenseuche aus der Leber experimentell 

infizierter Tiere gewonnen 

werden müssen. Dies ist nicht nur 

sehr aufwendig, sondern auch aus 

Gründen des Tierschutzes längerfristig 

nicht tolerierbar. Unsere Arbeiten 

haben daher das Ziel, auf gentechnischem 

Wege einen Impfstoff zu entwickeln, 

der Kaninchen einen wirksamen 

Schutz verleiht. 

Dazu wurde die genetische Information 

für das VP60 in ein anderes 

Virus verbracht, das Kaninchen nicht 

befallen kann. Solche Erreger sind 

zum Beispiel Insektenviren wie die 

Baculoviren. Dieser 

Virentyp kann 

sich in Warmblütern 

nicht vermehren 

und erfüllt 

so bereits 

wesentliche Forderungen 

an die 

Biosicherheit. Typisch 

für diese Viren 

ist, daß im 

Überschuß ein 

Protein (Polyhedrin) 

gebildet 

wird, in das die 

reifen Viruspartikel eingeschlossen 

werden, wodurch sie mit einer besseren 

Überlebensfähigkeit in der freien 

Natur ausgestattet sind. Diese 

Überschußproduktion macht man 

sich zunutze, indem man DNA-Abschnitte, 

die für das Polyhedrin kodieren, 

gegen die des gewünschten 

Proteins austauscht. Auf diese Weise 

wird anstelle des Polyhedrins zum 

Beispiel VP60 produziert. 

Zu diesem Zweck haben wir den 

für das VP60 kodierenden Genabschnitt 

in Baculoviren eingefügt. Diese 

Viren produzieren nun im Rahmen 

Abb. 2: Prinzip der Herstellung von Subunit-Vakzinen mit Hilfe von Baculoviren. 

Die genetische Information für ein schutzerzeugendes Protein wird in 

das Erbgut der Baculoviren integriert und das Fremdgen nach Infektion von 

Insektenzellen exprimiert. Nach Aufreinigung wird das Protein zur Immunisierung 

verwandt. 

RHD-Virus 

Aufreinigung des 

RHD-Virus VP60-Proteins 

5 

VP 60-Gen 

Baculovirus-DNA 

Insektenzellen 

(Spodoptera frugiperda Sf9) 

IMMUNISIERUNG 

rekombinante 

Baculovirus-DNA 

Einschleusen der rekombinanten DNA 

in Insektenzellen 

rekombinantes 

Baculovirus 

2/1998 FORSCHUNGSREPORT 

In Fermenten 

können 

neuartige 

Impfstoffe mit 

Hilfe von 

Bakterien 

hergestellt 

werden

ihres eigenen Vermehrungszyklusses 

in kultivierten Insektenzellen das 

VP60 in großer Menge (Abb. 2 und 

3). Dieses Material wurde dann zur 

Impfung von Kaninchen verwendet. 

Nach einmaliger Impfung bildeten 

die Tiere Antikörper, die sie vor einer 

ansonsten tödlich verlaufenden RHD- 

Virus-Infektion schützten. Der Schutz 

trat innerhalb von 6-10 Tagen ein 

und war mit dem durch herkömmliche 

Impfstoffe vermittelten vergleichbar 

(Abb. 4). 

Auf diesem Wege ist es gelungen, 

eine neuartige Vakzine zu entwickeln, 

die in Zukunft die Verwendung 

von Tieren zur Herstellung von 

Impfstoffen gegen RHD überflüssig 

machen sollte. 

SCHWEINEPEST 

Die Klassische oder Europäische 

Schweinepest (KSP) verursacht hohe 

wirtschaftliche Verluste in der Landwirtschaft. 

Durch verschiedene 

Bekämpfungsmaßnahmen konnte die 

KSP-Verseuchung beim Hausschwein 

im europäischen Raum zurückgedrängt 

werden, wobei lange Zeit ein 


höchst wirksamer Lebendimpfstoff 

eingesetzt wurde. Mit der Internationalisierung 

des Marktes war es notwendig, 

die Schweinepestimpfung 

einzustellen, damit lebende Schweine 

und Fleischprodukte in und aus 

der Europäischen Union uneingeschränkt 

gehandelt werden können 

(Hintergrund: Um eine Verbreitung 

der Krankheit zu verhindern, dürfen 

nur KSP-negative Schweine gehandelt 

werden, was durch das Fehlen 

von Antikörpern gegen KSP definiert 

ist. Geimpfte Tiere bilden aber ebenso 

wie latent infizierte Schweine Antikörper, 

so daß eine Unterscheidung 

nicht möglich ist). 

Die Bekämpfung der Schweinepest 

erfolgt daher zur Zeit durch 

Tötung infizierter und ansteckungsverdächtiger 

Tierbestände einschließlich 

Quarantäne- und Hygienemaßnahmen 

sowie intensiver diagnostisch-epidemiologischerUntersuchungen. 

Die auf der Richtlinie 

80/217/EWG basierende 

Schweinepest-Verordnung vom 

24.10.1994 erlaubt jedoch unter 

besonderen Seuchenbedingungen 

die Impfung. Impfungen mit einem 

konventionellen und daher unmar- 

Abb. 4: Antikörperentwicklung nach Verabreichung eines kommerziellen Impfstoffes 

(Gruppe 2), von VP60 exprimierendem Baculovirus (Gruppe 3) und von mit 

Immunstimulantien versetztem Baculovirus (Gruppe 4) an Kaninchen. Gruppe 1: 

nicht vakzinierte Kontrolltiere. Die Antikörper wurden in einem ELISA gegen gereinigtes 

RHD-Virus getestet. Die Menge der gebildeten Antikörper (ablesbar an 

der Höhe der optischen Dichte) korreliert mit dem Impfschutz. 

1,2 

1,0 

0,8 

0,6 

0,4 

0,2 

0,0 

Optische Dichte (490 nm) 


Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4 

0 4 7 13 21 28 35 55 69 126 

Tage nach Vakzinierung 

6 

Abb. 3: Expression von VP60 des RHD- 

Virus in Insekten-Zellkulturen, die mit 

gentechnisch veränderten Baculoviren 

infiziert worden sind. Nachweis des 

Proteins mittels eines VP60-spezifischen 

Antikörpers in der Immunfluoreszenz. 

kierten Impfstoff führen allerdings zu 

umfangreichen Handelsrestriktionen, 

die ebenfalls große wirtschaftliche 

Verluste nach sich ziehen. 

Schweinepestausbrüche haben in 

Deutschland, Belgien und den Niederlanden 

enorme wirtschaftliche 

Schäden verursacht. So kam es 

1997 allein in Deutschland zu 

44 Ausbrüchen, bei denen 

39.000 Schweine gekeult werden 

mußten; darüber hinaus wurden in 

351 Kontaktbetrieben 36.700 Tiere 

vorbeugend gekeult. Um hier Abhilfe 

zu schaffen wird intensiv an der Entwicklung 

eines Markerimpfstoffes gegen 

die Schweinepest gearbeitet. An 

einen solchen markierten Impfstoff 

sind hinsichtlich seiner Unschädlichkeit 

und Wirksamkeit hohe Anforderungen 

zu stellen, wie 

1. Schutz gegenüber einer natürlichen 

Kontaktinfektion; 

2. keine Übertragung von Feldvirus 

durch geimpfte Schweine auf Kontakttiere; 

3. keine Übertragung des Schweinepestvirus 

von geimpften Sauen 

auf die Nachkommen; 

4. effektiver Langzeitschutz möglichst 

nach einmaliger Impfung; 

5. eindeutige Unterscheidung von infizierten 

und geimpften Tieren; 

6. keine Handelsbarrieren für die 

geimpften Schweine. 

Bei der Entwicklung von Schweinepest-Markervakzinen 

wurden mehrere 

Wege beschritten. Schweine bil-

den nach natürlicher Infektion Antikörper 

gegen verschiedene Virusproteine, 

vor allem gegen die Strukturproteine 

E rns und E2 sowie das Protein 

NS3 (Abb. 5). Besonders die 

gegen E2 gerichteten Antikörper 

führen zu einem Immunschutz, so 

daß dieses Protein in einem Impfstoff 

enthalten sein muß. Bisher wurde vor 

allem an der Entwicklung von Subunit-Vakzinen 

sowie rekombinanten 

Vektorvakzinen mit Erfolg gearbeitet. 

Während der Schweinepest-Markerimpfstoff 

der ersten Generation, die 

Subunit-Vakzine, vor der Zulassung 

steht, dürften zur Einführung rekombinanter 

vermehrungsfähiger Vektorvakzinen 

noch umfangreiche Untersuchungen 

erforderlich sein. 

Subunit-Vakzine 

Bei der Subunit-Vakzine wird das 

Gen für das E2-Protein in das Genom 

eines genetisch veränderten Baculovirus 

integriert (Abb. 5; in Zusammenarbeit 

mit der Universität 

Gießen). Gereinigtes E2 dient dann 

als Totimpfstoff, wobei Antikörper nur 

gegen dieses Virusprotein gebildet 

werden. Werden zusätzlich Antikörper 

gegen weitere Proteine des 

Schweinepest-Virus gefunden, so 

liegt eine Infektion mit Feldvirus vor. 

Das Tier muß dann geschlachtet und 

unschädlich beseitigt werden. Eine 

solche Unterscheidung läßt sich 

durch Blutuntersuchungen durchführen. 

Laboruntersuchungen haben 

gezeigt, daß ein derartiger Impfstoff 

geeignet ist, nach zweimaliger Impfung 

eine Schweinepest-Infektion bei 

Läuferschweinen und Sauen sowie 

eine Feldvirusausscheidung wirksam 

zu verhindern. Da es sich bei der 

Subunit-Vakzine um einen Totimpfstoff 

handelt, der zudem nur auf einem 

einzelnen Protein – dem E2 – basiert, 

wird der Schutz im Vergleich zur konventionellen 

Lebendvakzine, bei der 

ja sämtliche Proteine des Schweinepestvirus 

vorliegen, später ausgebildet. 

Wichtige zellvermittelte Immunmechanismen 

werden ebenfalls 

nicht genügend in Gang gesetzt. Daher 

dürfte dieser Impfstoff, dessen 


Abb. 5: Genom-Organisation des KSP-Virus. Das schutzvermittelnde E2-Glykoprotein 

wird mittels gentechnisch veränderter Baculoviren exprimiert und 

zur Immunisierung der Schweine verwandt. Nach Immunisierung mit E2 werden 

nur Antikörper gegen dieses Protein gebildet (rot dargestellte Antikörper). 

Die Immunantwort von infizierten Tieren ist gegen alle Proteine gerichtet, 

vor allem gegen E rns , E2 und NS2/3 (blau dargestellte Antikörper). Wenn 

in Schweinen nur Antikörper gegen E2 nachzuweisen sind, handelt es sich um 

geimpfte Tiere, bei Nachweis von Antikörpern sowohl gegen E2 als auch gegen 

E rns und/oder NS2/3 um infizierte Tiere. 

Herstellung auch relativ teuer ist, nur 

bedingt für einen Einsatz geeignet 

sein. Dennoch stellt er ein wichtiges 

Instrument bei der künftigen Beherrschung 

der Schweinepest dar. 

Rekombinante 

Vektorvakzinen 

Arbeiten zur Entwicklung von Markervakzinen 

auf der Grundlage von 

vermehrungsfähigen Viren als Träger 

(Vektoren) KSP-Virus-spezifischer Antigene 

wurden bisher sowohl in 

Deutschland (BFAV, Universität 

Gießen) als auch im Ausland durchgeführt. 

Grundlagen hierfür bildeten 

genetisch veränderte Viren, wie beispielsweise 

das Virus der Aujeszky’schen 

Krankheit, in dessen genetisches 

Material das Gen für E2 integriert 

wurde. Vakzinen auf der Basis 

vermehrungsfähiger Vektoren haben 

entscheidende Vorteile gegenüber 

7 

Subunit-Vakzinen: Neben der Antikörper-Immunität 

wird auch die zellvermittelte 

Immunität stimuliert, was zu einer 

höheren und früheren Schutzwirkung 

führt. Gerade letzteres ist zum 

Beispiel für Schweinebestände von 

Bedeutung, die unmittelbar Kontakt 

zum Seuchenbetrieb hatten. Ein weiterer 

Vorteil einer solchen Vakzine ergibt 

sich aus der Tatsache, daß nicht 

nur effizient gegen Schweinepest immunisiert 

werden kann, sondern auch 

gegen den Erreger, der als Vektor genutzt 

wird (z. B. Schweinepest und 

Aujeszky’sche Krankheit). 

ANIMALE HERPESVIREN 

ALS MARKER- UND 

VEKTORIMPFSTOFFE 

Herpesviren sind bedeutende 

Krankheitserreger bei Mensch und 


Abb. 6: Prinzip der 

DNA-Immunisierung: 

Das virale 

Gen, welches für 

ein schutzerzeugendesProtein 

kodiert, wird 

in ein Plasmid 

unter Kontrolle 

starker Promotoren 

eingefügt 

und in Bakterien 

vermehrt. Die 

Plasmid-DNA wird 

nach Aufreinigung 

in Schweine injiziert. 

Nach der 

Impfung kommt es 

zu einer Immunreaktion 

im Tier 

gegen das entsprechende 

Protein. 

Tier und verursachen erhebliche ökonomische 

Verluste in der Nutztierhaltung. 

Die zur Zeit verfügbaren Impfstoffe 

für Rinder, Schweine und Geflügel 

müssen meist mehrmals angewendet 

werden, um einen sicheren 

Schutz vor den jeweiligen Erkrankungen 

zu gewährleisten. Ein weiterer 

Nachteil klassischer Impfstoffe ist, 

daß diese im allgemeinen keine Unterscheidung 

zwischen geimpften 

und infizierten Tieren erlauben. Deshalb 

sind auch hier Markerimpfstoffe 

wünschenswert, um Bekämpfungsprogramme 

effizient durchführen zu 

können. Weiterhin werden Herpesvirus-Vektoren 

entwickelt, die zur Immunisierung 

gegen mehrere Krankheitserreger 

verwendet werden können. 

In den Labors der Bundesforschungsanstalt 

für Viruskrankheiten 

der Tiere (BFAV) ist bereits ein solcher 

Impfstoff auf der Basis eines Herpesvirus 

hergestellt worden, der Rinder 

gegen zwei verschiedene Viruskrankheiten 

gleichzeitig schützt. Darüber 

hinaus sollen die immunisierenden Eigenschaften 

der Impfstoffe so erhöht 

werden, daß nach einmaliger 

Anwendung bereits ausreichender 

Schutz vorhanden ist. 



Derartige kostengünstige Impfstoffe 

könnten vor allem in Staaten der 

Dritten Welt die Durchführung von 

Impfprogrammen wesentlich erleichtern. 

Die Genome von Herpesviren enthalten 

eine Vielzahl von Genen (zwischen 

60 und 200), von denen fast 

die Hälfte für die Virusvermehrung 

nicht benötigt wird. Einige von diesen 

können durch andere Gene ersetzt 

werden, ohne daß die Virusvermehrung 

in der Zellkultur und die 

schutzvermittelnden Eigenschaften im 

Tier wesentlich beeinträchtigt werden 

– beides eine Voraussetzung für die 

Entwicklung effizienter Vektorimpfstoffe 

der nächsten Generation. 

DNA-VAKZINIERUNG 

GEGEN DIE AUJESZKY’SCHE 

KRANKHEIT 

Bei konventionellen Lebend- und 

Totvakzinen wird mit Protein (=Antigen) 

geimpft. Es ist allerdings auch 

möglich, durch direkte Verabreichung 

eines Gens, das für ein immunogenes 

Protein kodiert, einen Impfschutz 

zu erzeugen. Hierbei entfällt 

8 

die zum Teil aufwendige Reinigung 

des Antigens. Darüber hinaus werden 

durch die DNA-Immunisierung 

beide Seiten des Immunsystems, die 

Antikörper- und die zellvermittelte Immunität, 

gleichermaßen stimuliert. 

Für die DNA-Immunisierung wird 

das virale Gen in ein Plasmid (ringförmiges 

Stück Bakterien-DNA) eingefügt 

und unter die Kontrolle eines 

starken Promotors gebracht, also eines 

genetischen Elements, das später 

für eine hohe Synthese des Proteins in 

den Säugetierzellen sorgt. Das Plasmid 

wird in Bakterienkultur vermehrt. 

Wir haben diese Möglichkeit bei der 

Immunisierung gegen die Aujeszky’sche 

Krankheit der Schweine untersucht. 

Das Prinzip ist in Abbildung 6 

dargestellt. Wurde den Versuchstieren 

die entsprechende Plasmid-DNA 

in die Haut injiziert, konnte ein belastbarer 

Impfschutz gegen eine Infektion 

mit dem Aujeszky-Virus hervorgerufen 

werden. Die Wirksamkeit 

lag zwischen der einer Tot- und einer 

Lebendvakzine. 

NEUE CHANCEN 

Die dargestellten Beispiele zeigen, 

wie mit gentechnischen Methoden 

effektive und sichere Impfstoffe 

entwickelt werden können. Den Nutzen 

haben nicht nur Landwirte, auch 

unter dem Blickwinkel des Tierschutzes 

ergeben sich Vorteile: Spektakuläre 

Tötungsaktionen wie im Falle 

der Schweinepest wären vermeidbar, 

darüber hinaus eröffnen sich 

Möglichkeiten, Impfstoffe (z. B. gegen 

die Hämorrhagische Kaninchenkrankheit) 

vermehrt in Zellkulturen zu 

produzieren, wodurch sich die Verwendung 

von Labortieren deutlich reduzieren 

läßt. ■ 

Dr. habil. Volker Kaden, Dr. Günter 

M. Keil, PD Dr. Nikolaus Osterrieder, 

Dr. Horst Schirrmeier, Prof. Dr. Thomas 

C. Mettenleiter, Bundesforschungsanstalt 

für Viruskrankheiten 

der Tiere, Friedrich-Loeffler- 

Institute, 17498 Insel Riems

Tiere als Arzneimittel- und 

Organlieferanten 

Neue Perspektiven in der Biomedizin 

Heiner Niemann (Neustadt-Mariensee) 

Im Jahr 1985 wurde erstmals über die Geburt transgener Nutztiere berichtet. Seitdem hat es auf diesem Gebiet erhebliche 

Fortschritte gegeben. Transgene Nutztiere haben allerdings bislang weniger in der Landwirtschaft, als vielmehr in einem 

anderen Bereich Bedeutung erlangt: in der Biomedizin. Dies liegt unter anderem daran, daß bisher kaum Gene bekannt 

sind, die im engeren Sinne landwirtschaftlich relevante Merkmale ausprägen. Zudem werden tierzüchterisch interessante 

Merkmale häufig durch das Zusammenspiel mehrerer Gene beeinflußt. Im folgenden werden die gegenwärtigen methodischen 

Ansätze zur Erstellung transgener Tiere kurz skizziert und der Entwicklungsstand in zwei biomedizinisch relevanten 

Bereichen – der Produktion rekombinanter Proteine durch transgene Nutztiere und der Transplantation von Tierorganen auf 

den Menschen – näher erläutert. 

ERSTELLUNG 

TRANSGENER TIERE 

Aufgrund des langen Generationsintervalls 

(Tabelle 1) ist die Erstellung 

transgener Linien bei Nutztieren 

ein sehr langwieriges Unternehmen. 

Mit dem Gentransfer soll erreicht 

werden, ein Genkonstrukt in allen 

Körperzellen eines Tieres einschließlich 

der Keimzellen zu integrieren 

und zu exprimieren. Deshalb sind für 

den Gentransfer bisher fast ausschließlich 

frühe embryonale Entwicklungsstadien 

verwendet worden. 

Voraussetzung für einen erfolgreichen 

Gentransfer ist ein funktionsfähiges 

Genkonstrukt. Dafür muß ein 

Strukturgen, also das Gen, das für 

ein bestimmtes Protein kodiert, mit 

einem geeigneten Regulationselement 

(Promotor) zusammengebracht 

werden. Man ist dabei nicht an Promotor-Elemente 

der gleichen Tierart 

gebunden. 

Die Genkonstrukte sind bisher 

überwiegend in frisch befruchtete Eizellen 

(Zygoten) übertragen worden, 

und zwar zu einem Zeitpunkt, 

bei dem die Kerne des Spermiums 

und der Eizelle noch nicht miteinander 

verschmolzen sind, sondern sich 

als Vorkerne getrennt in der Zygote 

befinden. Das genetische Material 

wurde durch Mikroinjektion in einen 

der beiden Vorkerne eingebracht. 

Die Eizelle hat einen Durchmesser 

von rund 150 µm; der männliche 

und weibliche Vorkern ist jeweils 

etwa 8-10 µm groß. Für die Gen- 

9 

übertragung wird eine geeignete Injektionsnadel 

unter mikroskopischer 

Kontrolle in einen Vorkern vorgeschoben 

und die DNA-Lösung mit 

Tab. 1: Auswirkungen des Generationsintervalls auf die 

Erstellung transgener Tiere 


Zeitpunkt nach Mikroinjektion 

(in Monaten) 

Maus Schaf Schwein Rind 

Geschlechtsreife

Abb. 2: Schematische Darstellung des Kerntransfers mit 

embryonalen Zellen (Oozyte = weibl. Keimzelle) 

(a) 

(c) 

(e) 

etwa 3.000 bis 5.000 Kopien des 

jeweiligen Genkonstruktes mikroinjiziert 

(Abb. 1). In der nachfolgenden 

Verschmelzung der beiden Vorkerne 

wird das mütterliche und väterliche 

Erbgut neu kombiniert, so daß auch 

das Fremdgen in das Genom des 

Wirtes mit eingebaut werden kann. 

Die Zygoten befinden sich zu 

dem Zeitpunkt, an dem sie für die 

Mikroinjektion benötigt werden, 

noch im Eileiter und können über einen 

operativen Eingriff durch Spülung 

der Eileiter gewonnen werden. 

Beim Rind ist dies sehr aufwendig, 

deshalb werden dort überwiegend 

in vitro erzeugte Embryonalstadien 

verwendet. Die mikroinjizierten Eizellen 

werden dann nach einer kurzzeitigen 

in-vitro-Kultivierung, bei der 

injektionsbedingte Schädigungen 

(b) 

(d) 

(a) Metaphase II - Oozyte 

(b) Metaphase II - Oozyte nach Entfernung der Chromosomen 

(c) Spenderembryo mit 16 Blastomeren 

(d) Entkernte Empfängeroozyte vor Transfer der Blastomere 

(e) Oozyte und Blastomere nach Transfer 

(f) Aufnahme der Blastomere im Ooplasma nach Elektrofusion und 

Kernschwellung als Zeichen der Reprogrammierung 

(f) 

erkannt werden können, in die Eileiter 

synchronisierter, das heißt zyklusgleicher 

Empfängertiere übertragen. 

Das gesamte Verfahren ist sehr 

aufwendig und nur wenig effizient, 

da durchschnittlich nur 1–4 % der 

geborenen Nachkommen das 

Fremdgen integriert haben und damit 

als ‘transgen’ bezeichnet werden 

können. Zudem erfolgt die Integration 

zufällig in das Wirtsgenom, 



und die Expression des fremden 

Gens kann durch das umgebende 

Genom beeinflußt werden. Deshalb 

wird intensiv nach effizienteren Alternativen 

gesucht. Dazu müssen geeignete, 

in der in-vitro-Kultur handhabbare 

Zellen oder Zellinien verfügbar 

sein. Diese scheinen inzwischen 

bei landwirtschaftlichen Nutztieren 

in Form von fetalen Fibroblasten 

(Bindegewebszellen), möglicherweise 

auch Keimzell-Vorläuferzellen, 

vorhanden zu sein. 

Erste Studien haben ergeben, 

daß sich diese Zellen relativ leicht 

genetisch verändern lassen und zudem 

die Integration und Funktionsfähigkeit 

des Transgens in vitro geprüft 

werden kann. Der Kern einer 

solchen transgenen Zelle wird in 

eine Empfänger-Eizelle, deren Chromosomen 

zuvor entfernt wurden, 

eingesetzt (Abb. 2). Auf diese Weise 

sind kürzlich erstmals transgene 

Schafe und Rinder geboren worden. 

DIE MILCHDRÜSE 

ALS BIOREAKTOR 

Für zahlreiche pharmazeutisch 

wirksame Proteine, insbesondere 

Blutgerinnungsfaktoren und andere 

Blutproteine, überschreitet der Bedarf 

bei weitem die heutigen Produktionsmöglichkeiten. 

Diese Stoffe 

werden überwiegend noch durch 

Fraktionierung menschlichen Blutes 

gewonnen. Trotz sorgfältigster Kontrollen 

besteht dabei das Risiko der 

Übertragung viraler Krankheitserreger, 

wie Hepatitis B oder HIV. Aufgrund 

der aufwendigen und teuren 

Reinigungsverfahren sind die benötigten 

Proteine zudem extrem teuer. 

Durch den Mangel an diesen Proteinen 

können Patienten statt der erforderlichen 

prophylaktischen Behandlung 

häufig nur sporadisch und therapeutisch 

behandelt werden, was 

erhebliche Beschwerden und Einbußen 

in der Lebensqualität verursacht. 

Mit Hilfe der Gentechnologie 

wird weltweit nach alternativen Pro- 

10 

duktionswegen gesucht. Die Produktion 

biologisch aktiver pharmazeutischer 

Proteine mit Hilfe gentechnisch 

veränderter Bakterien oder Hefen ist 

jedoch meist nicht möglich, da diese 

Mikroorganismen nicht die Fähigkeit 

besitzen, die primären Genkonstrukte 

innerhalb der Zelle korrekt 

weiterzuverarbeiten. Proteine sind 

nämlich mehr als die bloße Aneinanderreihung 

von Aminosäuren, die 

durch das Gen kodiert werden. Für 

die biologische Wirksamkeit komplexer 

Proteine sind auch bestimmte 

Modifikationen, wie Glykosylierung, 

ß-Hydroxilierungen oder Karboxilierungen, 

notwendig. Die hierfür 

benötigen Enzyme fehlen den Bakterienzellen 

oder Hefen häufig. 

Transgene Nutztiere wie Rind, 

Schaf, Ziege, aber auch Schwein 

produzieren große Mengen Milchproteine, 

die leicht durch Melken zu 

gewinnen sind. Beispielsweise beträgt 

die Syntheserate der Milchdrüse 

für endogene Proteine zum Laktationshöhepunkt 

etwa 0,1 kg Protein/Tag 

beim Schaf und 1 kg/Tag 

beim Rind. Da diese enorme Syntheseleistung 

auch eine hohe Fremdgenexpression 

erwarten läßt, liegt 

die Idee nahe, die Milchdrüse als 

Bioreaktor zu verwenden. Die Milchdrüsenzellen 

transgener Nutztiere 

sind in der Lage, die erforderlichen 

Modifikationen an den Fremdproteinen 

durchzuführen, die für eine biologische 

Aktivität erforderlich sind.

Abb. 1: Mikroinjektion in den Vorkern 

einer Schafzygote bei 320facher mikroskopischer 

Vergrößerung. 

Allerdings ist der finanzielle Aufwand, 

um ein exprimierendes Tier zu 

erstellen, aufgrund der geringen Effizienz 

des Gentransfers über Mikroinjektion 

noch sehr hoch. Da die Genkonstrukte 

aber nach den Mendel’schen 

Regeln weitervererbt werden, 

stehen nach einem entsprechenden 

Zeitraum homozygote, also reinerbige 

Individuen zur Verfügung. Nachdem 

eine solche transgene Linie erst 

einmal etabliert ist, sind die Haltungskosten 

für die Tiere gering, auch 


im Verhältnis zu anderen Produktionssystemen. 

Die Proteine müssen aus 

der Milch gewonnen, aufgereinigt 

und als pharmazeutisch wirksame 

Substanzen aufbereitet werden. 

Inzwischen sind mehrere Proteine 

in der Milchdrüse transgener Tiere 

teilweise in beachtlichen Konzentrationen 

produziert worden (Tabelle 2). 

Prominentestes Beispiel ist sicherlich 

die Produktion von �-Anti-Trypsin in 

der Milchdrüse des transgenen Schafes 

„Tracy” (Abb. 3). �-Anti-Trypsin ist 

der Hauptgegenspieler des Enzyms 

Elastase, das den Abbau während 

des kontinuierlichen Ab- und Neuaufbaus 

des Gewebes steuert. Ein genetisch 

bedingter Mangel oder vollständiges 

Fehlen von �-Anti-Trypsin 

führt zu gesteigertem Gewebeabbau, 

der besonders in der Lunge manifest 

wird. Von diesem genetischen 

Defekt sind in Europa und Amerika 

etwa 100.000 Menschen betroffen. 

Die benötigten Mengen an �-Anti- 

Trypsin können durch Isolierung aus 

menschlichem Blutplasma nicht gewonnen 

werden. 

Bei dem Schaf „Tracy” lag die Expressionshöhe 

in der Milch bis zu 

63 g pro Liter, bei durchschnittlich 

35 g pro Liter während der gesamten 

Laktation. Das aus der Milch aufgereinigte 

Protein war vollständig 

11 

und korrekt glykosiliert und besaß 

eine nahezu identische biologische 

Aktivität wie das humane �-Anti- 

Trypsin-Präparat. 

Inzwischen sind neben dem �- 

Anti-Trypsin auch der Tissue Plasminogen 

Activator (TPA), eine Substanz, 

die hochwirksam Blutgerinnsel 

aufzulösen vermag, und Antithrombin 

III, eine gerinnungshem- 

mende Substanz, in der Milchdrüse 

transgener Schafe und Ziegen produziert 

und aufgereinigt worden. 

Diese drei Substanzen befinden sich 

bereits im fortgeschrittenen Stadium 

der klinischen Prüfung. Bei deren positiven 

Ausgang wird damit gerechnet, 

daß sie im Jahre 2001 bis 

2002 auf den Markt kommen. Dies 

sind dann die ersten pharmazeutischen 

Proteine, die aus der Milchdrüse 

transgener Tiere für therapeutische 

Zwecke bereitgestellt werden 

Tab. 2: Transgene landwirtschaftliche Nutztiere mit milchdrüsenspezifischer Expression pharmazeutischer Proteine 

Mikroinjizierte Nachkommen Transgene Nach- Expressionshöhe 

Tierart Genkonstrukt übertragene Eizellen Anzahl/(%)* kommen/Exp.* (pro ml) Autoren 

Schaf �-lac-hFIX 307 57 (18,6) 4/2 25 ng Simons et. al. (1988); Clark et al. (1989) 

Schaf �-lac-hαAT 439 113 (25,7) 5/4 35 mg (bis 63 mg) Wright et al. (1991) 

Schaf �-lac-hFVIII-MT-I 277 103 (37,2) 6/3 5 – 10 ng Niemann et al. (1996, 1997) 

Schaf MAR �-lac-hFVIII-MT-I 255 94 (36,9) 4/1 mRNA Niemann et al. (1996) 

Ziege mWAP-LA-tPA 203 29 (14,3) 2/1 2 – 3 mg Ebert et al. (1991) 

Schwein mWAP-hPrC 320 26 ( 8,2) 7 1 mg Velander et al. (1992) 

Rind �-cas-hLF 129 19 (14,7) 2/1 � 30 mg Lee and de Boer (1994); 

Krimpenfort et al. (1991) 

Rind �-cas-hERY 859 1 ( 0,1) 1/0 – Hyttinen et al. (1994) 

�-lac = ß-Lactoglobulin 

FIX = humaner Blutgerinnungsfaktor IX 

hPrC = humanes Protein C 

MAR = Matrix Attachment Regions 

h�AT = humanes �-Anti-Trypsin 

hLF = humanes Laktoferrin 

�-cas = boviner Caseinpromotor 

hFVIII = humaner Blutgerinnungsfaktor VIII 

hERY = humanes Erythropoetin 

mWAP = muriner saurer Molkenproteinpromotor 

LA-tPA = Gewebe Plasminogen-Aktivator 

MT-I = Murines Metallothionein I 

* Die Angaben sind folgendermaßen zu verstehen: Aus 307 übertragenen Eizellen (im Fall der transgenen Schafe mit β-lac-hFIX-Genkonstrukt) sind 57 Nachkommen (= 18,6 %) hervorgegangen, davon 

waren 4 Tiere transgen, von diesen exprimierten 2 das entsprechende Protein. 


Die Milchdrüse 

als Bioreaktor: 

Aus der Milch 

transgener 

Kühe, Schafe 

und Ziegen 

sollen pharmazeutisch 

wirksame 

Proteine 

gewonnen 

werden.

können. Angesichts dieser äußerst 

komplexen und schwierigen Technologie 

ist die kurze Entwicklungszeit 

von annähernd 20 Jahren besonders 

bemerkenswert. Diese Arbeiten 

sind im wesentlichen durch zwei 

Biotechnologie-Firmen, Genzyme 

Transgenics in den USA und Pharmaceutical 

Proteins Ltd. (PPL) in 

Schottland, durchgeführt worden. 

In eigenen Forschungsarbeiten 

am FAL-Institut für Tierzucht und Tierverhalten 

ist in engster Kooperation 

mit der Arbeitsgruppe Zellbiologie 

des Fraunhofer Instituts in Hannover 

der menschliche Blutgerinnungsfaktor 

VIII in der Milchdrüse transgener 

Schafe exprimiert worden. Genetisch 

bedingter Mangel oder vollständiges 

Fehlen von Faktor VIII hat 

das klinische Bild der Hämophilie A 

zur Folge. Dabei handelt es sich um 

die am weitesten verbreitete genetisch 

bedingte Blutgerinnungsstörung 

beim Menschen („Bluterkrankheit”). 

Zur Behandlung werden 

überwiegend Plasmapräparate eingesetzt, 

die vielfach mit pathogenen 

Viren kontaminiert und zudem mengenmäßig 

völlig unzureichend verfügbar 

sind. 

Das Faktor VIII-Gen ist ein besonders 

großes und extrem komplex reguliertes 

Gen, was eine effiziente 

Expression in der Milchdrüse transgener 

Tiere besonders schwierig 

macht. In den bisherigen Untersuchungen 

ist gezeigt worden, daß 

Faktor VIII-Foundertiere lebensfähig 

sind und die Genkonstrukte von 

transgenen Tieren weitervererbt werden, 

daß das Genkonstrukt in der 

Milchdrüse korrekt prozessiert wird 

und biologische Wirksamkeit entfaltet. 

In zukünftigen Forschungsarbeiten 

soll die Expressionshöhe durch 

neuartige Genkonstrukte erhöht werden. 

Berechnungen haben ergeben, 

daß bereits 20–25 Schafe den 

gesamten Jahresbedarf der USA an 

Faktor VIII (ca. 120 g) decken könnten, 

und zwar unter der Voraussetzung 

einer Expressionshöhe von 

0,01 g/ltr. und einer Ausbeute von 

nur 10 % des Proteins. 



XENOTRANSPLANTATION 

Viele Menschen verdanken ihr Leben 

der Übertragung eines geeigneten 

Organs. In solchen Fällen existierte 

keine alternative Behandlungsmöglichkeit, 

und der Empfänger 

wäre ohne die Organtransplantation 

gestorben. Die großen medizinisch-technischen 

Fortschritte bei 

der Organtransplantation, die heute 

das Überleben vieler Kranker gewährleisten, 

haben jedoch weltweit 

zu einem akuten Mangel an Spenderorganen 

geführt. Während die 

Nachfrage nach transplantierbaren 

Organen jährlich um circa 15 % 

steigt, ist die Bereitschaft zur Organspende 

in etwa gleich geblieben 

oder sogar gesunken. Schätzungen 

in den USA haben ergeben, 

daß für 45.000 Menschen, jünger 

als 65 Jahre, eine Herztransplantation 

notwendig ist, aber nur 

2.000 menschliche Herzen pro Jahr 

zur Verfügung stehen. Deshalb sterben 

heute in jedem Jahr viele tausend 

Patienten, die bei Verfügbarkeit 

geeigneter Organe überleben 

könnten. 

Um diese immer größer werdende 

Lücke zwischen Nachfrage und 

Verfügbarkeit geeigneter Organe 

schließen zu können, wird heute die 

Xenotransplantation – das heißt 

Übertragung von Organen zwischen 

nichtverwandten Arten, zum 

Beispiel von Tieren auf den Menschen 

– als beste Lösung angesehen. 

Dabei ist das Schwein offenbar 

besonders geeignet, da dessen Organe 

in etwa die gleiche Größe 

und eine ähnliche Physiologie und 

Anatomie wie die des Menschen 

besitzen. Charakteristisch für das 

Schwein sind außerdem kurze Reproduktionszyklen 

und große Nachkommenzahlen 

sowie schnelles 

Wachstum. Darüber hinaus sind die 

Haltungskosten auch unter hygienisch 

hohem Standard relativ niedrig. 

Die wesentliche immunologische 

Hürde, die überwunden werden 

muß, ist die hyperakute Abstoßung, 

12 

Abb. 3: Das transgene Schaf „Tracy” mit 

Nachkommen im schottischen Roslin- 

Institut 

(Foto: Ges. für Biotechnische Forschung) 

die innerhalb von Sekunden bis Minuten 

nach Übertragung eines Xenotransplantats 

eintritt. Im Falle der 

Übertragung von Organen des 

Schweins auf den Menschen reagieren 

die menschlichen Antikörper 

auf Antigene auf der Oberfläche 

des Fremdorgans. Diese Antikörper 

aktivieren das Komplementsystem, 

eines der Hauptabwehrsysteme im 

Blut des Empfängers, und die Antikörper-Komplementkomplexezerstören 

die Gefäßinnenauskleidung 

des Fremdorgans und damit letztlich 

das Organ selbst. 

Dementsprechend zielt die Strategie, 

Schweine genetisch zu verändern, 

im wesentlichen darauf ab, 

diese hyperakute Abstoßungsreaktion 

zu überwinden. Dies kann durch 

Synthese humaner Komplementregulatoren 

im Schwein offenbar erreicht 

werden. Nach Transplantation in 

den Empfänger würde das Schweineorgan 

diese Regulatoren produzieren 

und damit die Komplementattacke 

des Empfängers ausschalten. 

Inzwischen sind transgene 

Schweine erstellt worden, die humane 

Komplementregulatoren exprimieren 

und deren Herzen in Primaten 

übertragen worden sind. Die 

durchschnittliche Überlebensrate betrug 

30–60 Tage, während die

nichttransgenen Kontrollen bereits innerhalb 

weniger Minuten zerstört 

wurden. Empfängerprimaten mußten 

allerdings mit immunsuppressiven 

Medikamenten behandelt 

werden, um die akute 

Abstoßungsreaktion, die auch bei 

der Transplantation menschlicher 

Organe auftritt, zu beherrschen. 

Eine andere Strategie für eine erfolgreiche 

Xenotransplantation könnte 

die Ausschaltung der auf der 

Oberfläche der Schweineorgane 

befindlichen antigenen Strukturen 

betreffen. Diese sind als 1,3ß-Gal- 

Epitope bekannt. Da jedoch bei 

Nutztieren – anders als bei der 

Maus – noch keine effektiven Verfahren 

zum Knock-out (= Ausschaltung) 

von Genen bekannt sind, wird 

versucht, die Enzyme, die für die Bildung 

dieser Epitope verantwortlich 

sind, kompetetiv durch Überproduktion 

eines anderen Enzyms zu unterdrücken. 

UMSETZUNG 

IN DIE PRAXIS 

Am weitesten ist die Entwicklung 

der Xenotransplantation bisher bei 

der Firma Imutran, einer Tochter der 

schweizer Firma Novartis, gediehen. 

Sie besitzt bereits umfangreiche 

Erfahrungen mit der Übertragung 

von Herzen aus transgenen 

Schweinen in Primaten. Allerdings 

sind die beantragten klinischen Tests 

zunächst zurückgestellt worden, um 

weitere Erkenntnisse zur potentiellen 

Übertragung von Krankheitserregern 

zu gewinnen. 

In den USA werden zur Zeit Experimente 

durchgeführt, in denen 

das Blut von leberkranken Patienten 

durch eine außerhalb des Körpers 

befindliche Schweineleber geführt 

wird. Dies stellt eine Überbrückungsmaßnahme 

dar, bis ein geeignetes 

humanes Organ beschafft werden 

kann. 

Wesentlich für eine erfolgreiche 

Anwendung der Xenotransplantation 

wird die Klärung der Frage sein, 


inwieweit endogene Retroviren vom 

Xenotransplantat auf den Menschen 

übergehen können. Es wird heute 

davon ausgegangen, daß durch 

entsprechend hohe hygienische 

Standards und prophylaktische Behandlungen 

das Risiko einer Übertragung 

anderer Erreger weitgehend 

ausgeschaltet werden kann. 

Daneben wird auch bedeutsam 

sein, inwieweit die Fremdorgane im 

Empfänger ihre Aufgaben hinreichend 

erfüllen. In einem größeren 

Kooperationsprojekt mit mehreren 

Arbeitsgruppen, unter anderem 

auch an der Medizinischen Hochschule 

Hannover, werden in eigenen 

Forschungsarbeiten transgene 

Schweine erstellt, die für Xenotransplantations-Forschungsarbeitenverwendet 

werden können (Abb. 4). Erste 

Ergebnisse zeigen, daß die eingesetzten 

Transgene an die Nachkommen 

weitergegeben und auch 

exprimiert werden. 

Prognosen besagen, daß die Xenotransplantation 

im Verlaufe der 

nächsten 8–10 Jahre klinisch einsetzbar 

sein wird, wobei vor allem 

Herz, Lunge und auch Niere verwendet 

werden können. Bei der Leber 

erscheint dies hingegen – wesentlich 

bedingt durch die umfangreiche 

Syntheseleistung biologisch 

wirksamer Substanzen – fraglich. 

Mit der Verfügbarkeit geeigneter Xenotransplantate 

könnten viele der 

bedrückenden Probleme, die durch 

den Mangel an geeigneten Organen 

auftreten, gemildert werden. 

Dies ist auch angesichts der Tatsache 

bedeutsam, daß alternative Verfahren, 

wie künstliche Organe und 

Zellinien, offenbar in absehbarer 

Zeit nicht zur Verfügung stehen werden. 

SCHLUßFOLGERUNGEN 

Transgene Nutztiere bieten beachtliche 

Perspektiven zur Lösung 

dringender Fragen in der Humanmedizin. 

Die Entwicklung auf diesem 

Sektor ist erheblich weiter als 

13 

auf dem landwirtschaftlichen Anwendungssektor 

für transgene Nutztiere. 

Es ist davon auszugehen, daß 

Produkte bzw. Organe transgener 

Tiere innerhalb der nächsten 

10 Jahre einen wichtigen Bestandteil 

neuzeitlicher Therapieformen 

ausmachen werden und zu beträchtlichen 

Verbesserungen in der medizinischen 

Versorgung bei zahlreichen 

Patientengruppen beitragen 

werden. 

Jüngste Forschungsergebnisse, in 

denen erstmals transgene Tiere über 

die Verwendung transfizierter Zellen 

und Kerntransfer erstellt wurden, lassen 

vermuten, daß die Effizienz des 

Gentransfers sowohl qualitativ als 

auch quantitativ in absehbarer Zukunft 

erheblich verbessert werden 

wird. Dies wird auch die Entwicklung 

von Anwendungsmodellen für 

transgene Nutztiere mit Merkmalen 

im engeren landwirtschaftlichen Sinne 

möglich machen, zumal die 

Kenntnisse über Gene und deren 

Funktionen auch in diesem Bereich 

stark im Zunehmen begriffen sind. 

Aufgrund dieser vielversprechenden 

Perspektiven sollte diese Technologie 

deshalb intensiv weiterverfolgt 

und verbessert werden. ■ 

Prof. Dr. Dr. habil. Heiner Niemann, 

Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft 

(FAL), Institut für Tierzucht 

und Tierverhalten Mariensee, 

31535 Neustadt a. Rbg. 


Abb. 4: 

Transgene 

Schweine im 

FAL-Institut in 

Mariensee. 

Mit den Tieren 

werden 

Möglichkeiten 

der Xenotransplantation 

erforscht.

In der Nutztierzucht hängt die 

Zeit, die für eine meßbare Veränderung 

von Merkmalen in Richtung des 

Zuchtzieles benötigt wird, von verschiedenen 

Faktoren ab. Wichtige 

Fragen sind zum Beispiel: Wie stark 

unterscheiden sich die Individuen einer 

Population in Bezug auf das Selektionsmerkmal, 

in welchem Maße 

wird das Merkmal in der nächsten 

Generation ausgeprägt und wie lange 

brauchen die neugeborenen 

Merkmalsträger, um selbst wieder 

zur Zucht herangezogen zu werden. 

Bei langer Tragezeit und geringer 

Anzahl von Nachkommen pro Muttertier 

dauert es entsprechend lange, 

bis züchterisch auf veränderte 

Umweltbedingungen oder neue Ansprüche 

der Konsumenten reagiert 

werden kann. 

Leistungsmerkmale innerhalb einer 

Tierpopulation werden über die 

Keimzellen (Spermien und Eizellen) 

an die folgende Generation weitergegeben. 

Sind einzelne Individuen 

der Population aufgrund herausragender 

Leistungen in besonderem 

Maße zur Zucht geeignet, führt eine 

frühzeitige und verstärkte Nutzung 


In-vitro-Erzeugung von 

Rinderembryonen 

Ultraschallgeleitete Entnahme von Eizellen beschleunigt den 

Zuchterfolg 

Thomas Greising (Dummerstorf) 

Bei Kulturpflanzen sorgen leistungsfähige und angepaßte Sorten für einen hohen Ertrag. 

Der Züchtung kommt hier eine Schlüsselstellung zu. Für die Nutztierhaltung liegen die 

Dinge ähnlich. Doch während in der Pflanzenzüchtung mit kurzlebigen, in der Regel 

einjährigen Arten gearbeitet wird, hat die Züchtung bei Nutztieren mit wesentlich längeren 

Generationsintervallen zu kämpfen. Da zudem – gerade bei größeren Nutztieren wie Rindern 

– die Zahl der Nachkommen relativ gering ist, dauert es lange, bis sich ein Züchtungsziel 

in der Population stabil ausprägt. Mit biotechnologischen Methoden ist es möglich, sowohl 

die Generationsintervalle zu verkürzen als auch die Nachkommensrate zu erhöhen. 


ihres Keimzellpotentials zu einer erhöhten 

Anzahl von Nachkommen, 

die Träger der Erbanlagen für dieses 

Leistungsmerkmal sind. 

In den letzten Jahren wurden moderne 

biotechnische Verfahren zur 

Kontrolle und Steuerung der Fortpflanzung 

entwickelt, die den Tierzüchter 

bei der Zucht gesunder, 

fruchtbarer Tiere unterstützen können 

und zu einem schnelleren Zuchterfolg 

verhelfen. 

DIE VATERTIERE 

In der Rinderzucht ist es durch die 

Entwicklung der künstlichen Besamung 

möglich geworden, die 

züchterischen Ressourcen ausgewählter 

männlicher Tiere besser zu 

nutzen. Kontinuierliche Samengewinnung 

und Tiefgefrierkonservierung 

verdünnter Ejakulatportionen 

erlauben es, das genetische Potential 

leistungsstarker Bullen in einem 

weitaus stärkeren Maße zur Zucht 

zu nutzen, als das zuvor durch den 

natürlichen Deckakt möglich gewesen 

ist. 

14 

SCHWIERIGKEITEN BEI 

DER NUTZUNG WEIB- 

LICHER KEIMZELLEN 

Problematischer gestaltete sich 

die verstärkte Nutzung des Keimzellpotentials 

weiblicher Hochleistungsrinder. 

Säugetiere verfügen bei ihrer 

Geburt auf den Ovarien (Eierstöcken) 

über etwa 400.000 Follikel 

und in diesen Follikeln über je 

eine Eizelle. Trotz dieser enorm 

großen Zahl ist die Entwicklungsrate 

zur befruchtungsfähigen Eizelle 

äußerst gering. Bis auf wenige Ausnahmen 

reift in jedem ovariellen Zyklus 

beim Rind nur eine einzige Eizelle 

soweit heran, daß sie befruch-

Umsetzen von tiefgefrierkonservierten 

Embryonen aus der Gefriermaschine in 

den Container 

tet werden kann. Die Anzahl erzeugter 

Nachkommen pro Kuh ist 

daher relativ gering. Oft sind es 

nicht mehr als fünf Kälber, die von einem 

Muttertier geboren werden. 

Damit ist die Möglichkeit, die Erbanlagen 

weiblicher Hochleistungsrinder 

auf konventionelle Weise 

in der Zucht zu nutzen, sehr beschränkt. 


DER EMBRYOTRANSFER 

Anfang der 70er Jahre wurde das 

Verfahren des Embryotransfers beim 

Rind entwickelt. 

Die sogenannte Superovulationsbehandlung 

– ein Teilschritt dieses 

Verfahrens – stellt einen wichtigen 

Meilenstein bei der verstärkten Nutzung 

des weiblichen Keimzellpotentials 

dar. Unter Superovulation versteht 

man die gezielte Behandlung 

von Kühen und Färsen mit Hormonen, 

die dazu führt, daß auf den 

Ovarien dieser Tiere vermehrt Follikel 

und damit befruchtungsfähige Eizellen 

heranreifen. Nach der Ovulation 

(Eisprung) werden durch künstliche 

Besamung statt einem gleich 

mehrere Embryonen erzeugt, die 

durch Spülung von Eileiter und Uterus 

aus dem Spendertier gewonnen 

werden können. 

Die Embryonen werden in Empfängertiere 

transferiert und von ihnen 

ausgetragen. Pro Behandlung und 

Spendertier liegt die Erfolgsrate derzeit 

bei etwa 5-7 transfertauglichen 

Embryonen, von denen sich in der 

Regel 2-3 zu Kälbern entwickeln. 

Bei wiederholter Nutzung dieses 

Verfahrens sind bis zu 100 Nachkommen 

pro Kuh möglich. 

Superovulation und Embryotransfer 

tragen als Komplex dazu bei, die 

Erbanlagen weiblicher Hochleistungstiere 

in wesentlich stärkerem 

Maße in die Gesamtpopulation einzubringen, 

als es durch ‘klassische’ 

künstliche Besamung der Tiere möglich 

wäre. 

Abb. 1: 

Die ultraschallgeleitete 

Follikelaspiration 

beim Rind. 

A) Die Ultraschallsonde 

wird durch den Tierarzt 

fixiert und die 

Aspirationskanüle 

durch einen Helfer 

eingeführt. 

B) Ultraschallbild 

eines Rinder-Ovars. 

15 

DIE FORSCHUNG 

Obwohl Superovulation und Embryotransfer 

beim Rind mittlerweile 

feste Bestandteile der Arbeit von 

Zuchtverbänden sind, wird weiter 

an ihrer Optimierung gearbeitet. 

Beiden Verfahren liegen äußerst 

komplexe biologische Mechanismen 

zugrunde, derenCharakterisierung 

ein breites Methodenspektrumerfordert. 

Die Untersuchungen 

an lebenden 

Tieren dienen 

dabei als Grundlage 

für die Erarbeitung 

von Modellen 

zur Simulation physiologischerVorgänge. 

Ziel ist es, zelluläre 

und systemischeRegulationsmechanismen 

genauer 

zu untersuchen und 

zu entschlüsseln. Die komplexe Nutzung 

zellphysiologischer, biochemischer 

und klinischer Methoden trägt 

neben dem wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn 

auch zur Entwicklung 

von innovativen biotechnischen 

Verfahren bei. Ein Beispiel hierfür ist 

die ultraschallkontrollierte Entnahme 

von Eizellen aus den Follikeln (Follikelaspiration), 

die als Grundlage für 

die In-vitro-Produktion von Embryonen 

dient. 

DIE TRANSVAGINALE 

ULTRASCHALLGELEITETE 

FOLLIKELASPIRATION 

Superovulation und Embryotransfer 

waren zunächst die einzigen 

Möglichkeiten, das Eizellpotential 

weiblicher Hochleistungsrinder in 

verstärktem Maße zu Zucht zu nutzen. 

Nach wie vor war man aber 

darauf angewiesen, die Kühe künstlich 

zu besamen und die Embryonen 

durch Spülung von Eileiter und Uterus 

zu gewinnen. Mit der Entwicklung 

von In-vitro-Techniken zur Eizell- 


Laden des 

Transfergerätes 

mit einem 

aufgetauten 

TG-Embryo 

vor der 

Übertragung

Abb. 2: 

Zwei Rinderembryonen 

im 

Stadium der 

Blastozyste, 

8 Tage nach der 

Befruchtung 

der Eizellen. 

reifung, Befruchtung und Embryokultur 

eröffnete sich die Möglichkeit, 

Embryonen auch außerhalb des Organismus 

zu erzeugen. 

Das Problem bei der praktischen 

Anwendung bestand allerdings darin, 

daß zur Eizellgewinnung anfangs 

nur die Ovarien geschlachteter 

Rinder genutzt werden konnten. 

Von lebenden Tieren ließen sich keine 

frischen unbefruchteten Eizellen 

gewinnen. Die sogenannte ultraschallgeleitete 

Follikelaspiration hat 

hier zu einem Durchbruch geführt. 

Bei diesem Verfahren werden die 

Ovarien des Eizellspenders und 

eine transvaginal eingeführte Kanüle 

mittels Ultraschallsonde auf einem 

Monitor sichtbar gemacht (Abb. 1). 

Dadurch kann der Tierarzt das Absaugen 

von Follikelflüssigkeit und Eizellen 

auf dem Bildschirm genau 

verfolgen. Für die Spendertiere stellt 

dieser Eingriff keine starke Belastung 

dar, er kann daher in regelmäßigen 

Abständen wiederholt werden. 

UNTERSUCHUNGEN 

AM FBN 

Seit mehreren Jahren werden im 

Forschungsbereich Fortpflanzungsbiologie 

des Forschungsinstituts für 

die Biologie landwirtschaftlicher 

Nutztiere (FBN) in Dummerstorf 

grundlagenorientierte Forschungsarbeiten 

zur ultraschallgeleiteten Follikelaspiration 

durchgeführt. Ein Team 

von Wissenschaftlern untersucht derzeit 

den Einfluß verschiedener Fakto- 



ren auf die Effizienz der Technik. Im 

Vordergrund stehen dabei das Alter, 

der Zyklusstand und die hormonelle 

Behandlung der Tiere. Die gewonnenen 

Daten geben Auskunft über 

die Auswirkungen biologischer Einflußgrößen 

auf die Anzahl und Qualität 

der Eizellen. Die Optimierung 

technischer Details wie Aspirationsdruck, 

Ultraschallsonde und Aspirationssystem 

soll dazu beitragen, die 

Methode als neue Biotechnik in 

größerem Rahmen als bisher für die 

Praxis nutzbar zu machen. Gegenwärtig 

können in Dummerstorf im 

Mittel sechs reifungstaugliche Eizellen 

pro Spendertier und Aspiration 

gewonnen und für die Embryonenproduktion 

in vitro genutzt werden. 

Im Labor werden die gewonnenen 

Eizellen in Abhängigkeit von 

der hormonellen Vorbehandlung der 

Tiere, vom Gewinnungszeitpunkt 

und vom morphologischen Zustand 

der Eizellen gereift. Bei ihrer Befruchtung 

konnte ein Einfluß des Bullen 

auf die Befruchtungsrate nachgewiesen 

werden. Durch verschiedene 

Medienzusätze soll die Effizienz der 

Embryoproduktion optimiert werden. 

Derzeit ist es möglich, aus den 

gewonnen Eizellen im Durchschnitt 

20 % Morulae und Blastozysten – erste 

Entwicklungsstadien auf dem 

Weg zum Embryo – zu erzeugen 

(Abb. 2). Nachdem die ultraschall- 

16 

geleitete Follikelaspiration anfänglich 

nur bei „Problemtieren” angewandt 

worden ist, also bei Kühen, 

die auf die Superovulationsbehandlung 

nicht angesprochen haben 

oder von denen aus anderen Gründen 

keine Embryonen gewonnen 

werden konnten, stehen mittlerweile 

vor allem tragende Tiere bis zum 

vierten Trächtigkeitsmonat sowie 

Kälber und Jungtiere im Mittelpunkt 

des Interesses der Forscher. 

NUTZEN FÜR 

DIE TIERZUCHT 

Besonders vielversprechend im 

Hinblick auf eine Beschleunigung 

des Zuchtfortschrittes ist die Nutzung 

von Tieren noch vor der Geschlechtsreife. 

Durch die beschriebenen 

Techniken wird es möglich, 

Nachkommen auch von Tieren zu 

erzeugen, die aufgrund ihres geringen 

Alters noch nicht in der konventionellen 

Zucht verwendet werden 

können. Eine frühere Nutzung der 

Jungtiere, das heißt eine Verkürzung 

des Generationsintervalls, bedeutet 

eine erhöhte Anzahl von Nachkommen 

pro Muttertier und damit eine 

größere Einflußnahme ihrerseits auf 

den Zuchtfortschritt. 

Diese Tatsache gewinnt besondere 

Bedeutung im Zusammenhang mit

sogenannten MOET-Zuchtprogrammen. 

Diese Programme sind dadurch 

gekennzeichnet, daß die 

Zucht ausschließlich innerhalb bestimmter 

kleiner Kernpopulationen 

stattfindet. Charakteristisch für diese 

Programme ist die Tatsache, daß die 

Prüfung des Zuchtfortschrittes nicht 

anhand umfangreicher Nachkommengruppen 

durchgeführt wird, sondern 

stattdessen Prüfungsergebnisse 

von Ahnen, Voll- und Halbgeschwistern 

herangezogen werden. Ausschlaggebend 

für die Zuverlässigkeit 

einer so gefällten Selektionsentscheidung 

ist die Anzahl und Aussagekraft 

der Informationen über Eltern 

und Geschwistertiere. Zwangsläufig 

ergibt sich damit die Forderung 

nach einer hohen Anzahl an Nachkommen 

pro Elternpaar. Die Kombination 

von ultraschallgeleiteter Follikelaspiration 

und In-vitro-Techniken 

zur Embryoproduktion stellt eine 

Möglichkeit dar, dieser Forderung 

gerecht zu werden. 

RESÜMEE 

Wissenschaftliche Erkenntnisse 

haben mehr und mehr Eingang in 

die moderne Tierzucht gefunden. 

Damit ein rascher Wissens- und 

Technologietransfer in die Praxis sichergestellt 

wird, sollten Grundla- 


genforschung und praktische Anwendung 

nicht voneinander getrennt 

werden. 

Einzelne Methoden und Modelle 

fortpflanzungsbiologischer Grundlagenforschung 

bieten die Möglichkeit, 

die Prozesse von Keimzellentwicklung 

und Befruchtung bis hin zur 

Wechselwirkung von Embryo und 

Muttertier genauer zu durchdringen. 

Für die praktische Nutzung dieses 

Wissens ist es oft notwendig, verschiedene 

Techniken innerhalb eines 

biotechnischen Verfahrens zusammenzufügen. 

Die Möglichkeit, durch ultraschallgeleitete 

Follikelaspiration in regelmäßiger 

Folge Eizellen vom lebenden 

Tier zu gewinnen, eröffnet dem 

17 

Tierzüchter in Kombination mit den 

In-vitro-Techniken der Reifung, Befruchtung 

und Embryokultur sowie 

dem Embryonentransfer neue Perspektiven. 

Mit Hilfe dieses Methodenkomplexes 

wird er in die Lage 

versetzt, das Generationsintervall zu 

verkürzen und das genetische Potential 

weiblicher Hochleistungstiere 

verstärkt für die Zucht zu nutzen. 

Alle genannten biotechnischen 

Verfahren haben derzeit einen 

Stand erreicht, der ihre praktische 

Nutzung möglich macht. 

Nun kommt es darauf an, den aus 

der Praxis erfolgenden Informationsrücklauf 

in die fortlaufenden Forschungsarbeiten 

zu integrieren, um 

die Systeme weiter zu verbessern. 

Wissenschaft und Praxis im Komplex 

schaffen so die Möglichkeit, 

den ökonomischen Anforderungen 

in der Landwirtschaft weiter gerecht 

zu werden. ■ 

Dr. Thomas Greising, Forschungsinstitut 

für die Biologie landwirtschaftlicher 

Nutztiere, Forschungsbereich 

Fortpflanzungsbiologie, Wilhelm- 

Stahl-Allee 2, 18196 Dummerstorf 


Rinderembryo 

30 Tage nach 

Befruchtung 

(links: Größe 

etwa 10 mm) 

und 10 Tage 

später (unten: 

Größe 20 mm)

KONSERVIERUNG VON 

WIRTSCHAFTSGETREIDE 

In der Bundesrepublik Deutschland 

werden regelmäßig 50-85 % 

des Getreides in nicht lagerfähigem 

Zustand mit Feuchten über 14 % gedroschen. 

Um dem Verderb vorzubeugen, 

müssen geeignete Konservierungsmaßnahmen 

durchgeführt 

werden. Solche Verfahren sollten an 

die Feuchte des Ernteguts, den Verwendungszweck 

und die vorhande- 


Gesündere Tiere 

durch besseres Futter 

Christine Idler, Christian Fürll, Thomas Ziegler 

und Reiner Brunsch (Potsdam-Bornim) 

In der modernen Tierhaltung besteht ein großer Teil der eingesetzten Futtermittel aus 

Konservaten. Dies trifft nicht nur auf Getreide in der Schweine- und Geflügelproduktion 

zu, auch in der Rinderhaltung werden überwiegend Konservate – meist in Form 

von Silagen und wirtschaftseigenem Getreide – verfüttert. Die Qualität dieses Futters 

hängt einerseits von den Nährstoffen, Spurenelementen und Vitaminen ab, andererseits 

aber auch von unerwünschten Stoffen wie Verschmutzungen oder Toxinen. Pilzbefall 

und damit verbundene Mykotoxine (Gifte von Schimmelpilzen) stellen eine schleichende 

Gefahr für die Leistungsfähigkeit und Gesundheit der Nutztiere dar. So wurde festgestellt, 

daß Milchkühe weniger Futter aufnehmen, wenn die Silage Mykotoxine enthält. 

In der Schweinezucht sind erhöhte Totgeburtenraten, schlechte Fruchtbarkeit und gestiegene 

Ferkelverluste als Folge von Mykotoxinen im Mischfutter beobachtet worden. 

Um derartiges zu vermeiden, muß die Verfahrenstechnik Voraussetzungen schaffen, die 

eine Bildung unerwünschter Pilze in Futterkonservaten verhindern. 


ne technische Ausstattung angepaßt 

sein, um die Kosten zu senken. Im Institut 

für Agrartechnik Bornim (ATB) 

werden verschiedene Verfahren zur 

Konservierung von Futtergetreide untersucht 

und bewertet. Im folgenden 

werden drei unterschiedliche Ansätze 

für neue Konservierungsverfahren 

für Futtergetreide vorgestellt. 

Chemische Konservierung 

durch Milchsäure 

Zur chemischen Konservierung 

werden am häufigsten Propionsäure 

oder Mischungen anderer Säuren 

eingesetzt. Die Wirkungsweise dieser 

Konservierungsmittel beruht auf 

der Abtötung und/oder Inaktivierung 

der am Korn anhaftenden Mikroorganismen. 

Der Umgang mit Propionsäure ist 

aus Gründen des Umwelt- und Arbeitsschutzes 

nicht ganz unproblematisch. 

Eine Alternative kann hier 

Milchsäure sein. Sie ist als organische 

Säure weniger aggressiv, besitzt 

aber vergleichbare konservierende 

Eigenschaften. Milchsäure 

läßt sich nicht nur auf chemischem 

18 

Wege herstellen, sondern auch biotechnologisch 

auf der Basis nachwachsender 

Rohstoffe. 

Die Eignung von Milchsäure als 

Konservierungsmittel konnte am ATB 

in verschiedenen Modellversuchen 

an erntefeuchter beziehungsweise 

Abb. 1: Einfluß von unterschiedlichen Säuren auf d 

melpilzwachstum während der Lagerung von Gerst 

nem Feuchtegehalt von 22 % 

log Zellzahl in KbE/g FM 1 

10 6 

10 5 

10 4 

10 3 

10 2 

10 

0 

Schwellenwert 

0 1 3 6 

Lagerzeit in Monaten 

ohne Zusatz 90 % Propionsäure 90 % Mil 

1 KbE/g FM Koloniebildende Einheiten/Gramm Frischmasse

s Schime 

mit ei- 

9 

hsäure 

wiederbefeuchteter Gerste nachgewiesen 

werden (vgl. Abb. 1). Aus 

der Abbildung wird deutlich, daß 

90 %ige Milchsäure in gleicher Aufwandmenge 

wie Propionsäure die 

Zahl der Schimmelpilze unterhalb eines 

Schwellenwertes von 20.000 

koloniebildenden Einheiten pro 

Gramm Frischmasse reduzieren 

kann. Aufwandmenge und Konzentration 

müssen allerdings für eine 

qualitätserhaltende einjährige Lagerung 

noch optimiert werden. Mit der 

Überprüfung der Ergebnisse in der 

Praxis wird in diesem Jahr begonnen. 

Sollten sich diese günstigen Resultate 

in der Praxis bestätigen, stünde 

damit dem Landwirt ein preiswertes 

Verfahren (ca. 3 DM/dt) zur 

Konservierung von Futtergetreide zur 

Verfügung. 

Bei der biotechnologischen Erzeugung 

von Milchsäure mit Hilfe 

von Bakterien ist es möglich, überwiegend 

die physiologisch vorteil- 


hafte L(+) - Milchsäure zu produzieren. 

Es wird vermutet, daß diese Form 

der Milchsäure in konserviertem Futter 

probiotische Wirkungen entfaltet 

und sich positiv auf die Gesundheit 

der Tiere auswirkt. Dies soll in weiterführenden 

Arbeiten näher untersucht 

werden. 

Lagerung unter 

Luftabschluß 

Eine weitere Möglichkeit ist die 

Lagerung von geschrotetem Getreide 

bis 20 % Feuchtegehalt unter Luftabschluß. 

Dieses Verfahren erscheint 

wegen der niedrigen Kosten 

(2 DM/dt) und der geringen lagerbedingten 

Verluste attraktiv. Seit 5 

Jahren untersuchen wir diese Form 

der Konservierung in verschiedenen 

brandenburgischen Praxisbetrieben 

bei erntefeuchter Gerste, Tritikale 

und bei Roggen. 

Die Verfahrensgestaltung gliedert 

sich in folgende Prozesse: Annahme 

des Getreides, Zerkleinern, Einlagern 

in Fahrsilos, Verdichten des 

Schrotes im Silo und Abdecken des 

Silos mit Folie. Die Verfahrensabschnitte 

„Zerkleinern” und „Verdichten” 

wurden besonders intensiv bearbeitet. 

Auf Grund der Verdauungsphysiologie 

muß das Getreide für die 

Schweinefütterung stärker zerkleinert 

werden als für die Rinderfütterung. 

Beim Schweinefutter sollten 50 % 

der Getreidepartikel kleiner/gleich 

1 mm sein, während beim Rinderfutter 

4 mm ausreichend sind. Für die 

Rinder sollte das Korn also lediglich 

gequetscht sein, damit das Korninnere 

zugänglich wird. 

Die Zerkleinerung des Getreides 

erfolgt am zweckmäßigsten mit einem 

Doppelwalzenstuhl (Abb. 2, 

S. 20). 

Dieses Verfahren ist energetisch 

wesentlich günstiger zu bewerten 

als das sonst übliche Zerkleinern mit 

Hilfe von Hammermühlen. Hohe Lagerungsdichten 

sind nach der Zerkleinerung 

eine Grundvoraussetzung 

für das Gelingen der Konser- 

19 

vierung. Während bei fein zerkleinertem 

Getreide durch Überfahren 

mit schwerem Gerät Lagerungsdichten 

bis ca. 1.000 kg/m 3 erzielt 

werden können, liegen die Dichten 

bei grob zerkleinertem Futter zwischen 

700 kg/m 3 und 850 kg/m 3 . 

Die Untersuchungen am ATB haben 

ergeben, daß auch grob zerkleinertes 

Getreide durch eine anaerobe 

Lagerung konserviert wird. Bei allen 

Versuchsansätzen konnte qualitätsgerechtes 

Futter erzeugt werden. 

Die Nährstoffverluste waren gering, 

ebenso der Besatz an Verderbniserregern. 

Der Gehalt an Ochratoxin A 

– einem verbreiteten Mykotoxin, das 

hauptsächlich von Schimmelpilzen 

der Gattungen Penicillium und 

Aspergillus gebildet wird – lag bei 

allen Varianten unterhalb von 

3 µg/kg. Dieser Wert wird zur Zeit 

als EU-einheitlicher Grenzwert für 

Ochratoxin A diskutiert. Der Energiebedarf 

konnte um 65 % und die 

Kosten um 15 DM/t gesenkt werden. 


Gerste 25 % 

Feuchtigkeitsgehalt, 

4 Wochen nach 

Versuchsbeginn: 

Mit 

Propionsäure 

behandelt 

(oben), 

unbehandelt 

(unten)

Solarunterstützte Trocknung 

Speziell in der Landwirtschaft bietet 

sich die solare Lufterwärmung für 

Trocknungszwecke an, da Ernteperiode 

und Hauptenergieangebot der 

Sonne im Jahresverlauf zeitlich zusammenfallen. 

Bei der möglichst 

kontinuierlich durchzuführenden 

Satztrocknung von Getreide mit solar 

erwärmter Luft muß jedoch auch 

bei ungünstigen solaren Einstrahlungsverhältnissen 

– also bei bedecktem 

Himmel – ein rechtzeitiger 

Trocknungsabschluß sichergestellt 

sein, um Qualitätseinbußen durch 

einsetzende Verderbnisprozesse zu 

vermeiden. Im Institut für Agrartechnik 

Bornim wird daher an einem 

Sorptionsspeicher von solarem 

Trocknungspotential gearbeitet, der 

durch die Nutzung von Getreide als 

Speichermedium neue Realisierungsmöglichkeiten 

für die solar unterstützte 

Trocknung eröffnet (vgl. 

Abb. 3). 

Das Prinzip der Sorptionsspeicherung 

nutzt die latente Wärmeenergie 

des in der Außenluft enthaltenen 

Wasserdampfes. Bei der Entfeuchtung 

des Speichers – tagsüber mit 

solar erwärmter Luft – kühlt sich die 

durchströmende Luft infolge der aufzubringenden 

Desorptionswärme 

ab. Bei der Befeuchtung des Speichers 

hingegen – nachts durch 

Außenluft – erwärmt sich die durchströmende 

Luft durch die freigesetzte 

Abb. 2: Doppelwalzenstuhl 



Abb. 3: Mehrfachnutzung von Solardach und Sorptionsspeicher für nachgeschaltete 

Trocknungsprozesse (schematisch): A = Solardach, B = Sorptionsspeicher, 

C = Mischkammer, D = Ventilator, E = Getreidetrocknung; F = Heutrocknung, 

G = Holzhackschnitzeltrocknung, � = relative Luftfeuchte 

Adsorptionswärme. Im Ergebnis 

liegt die relative Feuchte der Speicheraustrittsluft 

normalerweise immer 

unterhalb der relativen Feuchte 

der (nicht erwärmten) Außenluft. 

Simulationsrechnungen zeigen, 

daß trocknungsfähige Luft mit einer 

relativen Feuchte von 65 % auch bei 

extrem ungünstigen Witterungsbedingungen 

über mehrere Wochen 

hinweg Tag und Nacht ohne zusätzliche 

Lufterwärmung bereitgestellt 

werden kann. Getreide als Spei- 

20 

chermedium steht im landwirtschaftlichen 

Betrieb konkurrenzlos preiswert 

zur Verfügung und besitzt gegenüber 

technischen Sorbentien, 

wie zum Beispiel Silika-Gel, entscheidende 

verfahrenstechnische 

Vorteile. So verschlechtert Staub die 

Sorptionseigenschaften von Silika- 

Gel – aber nicht die von Getreide. 

Mykotoxinbildung infolge von 

Schimmelpilzwachstum im Inneren 

des Speichers kann ausgeschlossen 

werden, da schädigungsrelevante 

Luftzustände praktisch nicht erreicht 

werden; das Speichergetreide 

bleibt „trocken”, das heißt unterhalb 

des bezüglich der Verderbgefährdung 

kritischen Wassergehaltes. 

Diese Art der Trocknung ist nicht 

nur für frisch geerntetes Getreide, 

sondern auch für Saatgut, Heu oder 

Holzhackschnitzel geeignet. Die 

Wirtschaftlichkeit des Verfahrens 

wird entscheidend von der Mehrfachnutzung 

der Kollektor-Speicher- 

Einheit für die nachgeschalteten 

Trocknungsprozesse abhängen. Die 

vergleichsweise kleine Menge an 

Speichergetreide kann nach Abschluß 

der Trocknungsperiode als 

Viehfutter verwendet werden.

KONSERVIERUNG 

VON HALMFUTTER 

Grünfutter kann auf verschiedenem 

Wege haltbar gemacht werden: 

Neben der Bereitung von Heu 

ist die Silierung das wichtigste Konservierungsverfahren. 

Bei der Silierung 

von Grünfutter treten insbesondere 

bei schwer vergärbaren Futterstoffen 

wie Gräsern und Leguminosen 

sowie bei ungünstigen Witterungsbedingungen 

immer wieder 

Fehlgärungen auf. Diese können zu 

erheblichen Qualitätsverlusten und 

zur Beeinträchtigung der Tiergesundheit 

führen. Viele Faktoren, die 

die Silierung beeinflussen, zum Beispiel 

die Anzahl der Milchsäurebakterien 

im Gärgut oder die Konzentration 

an fermentierbaren Kohlenhydraten, 

sind zu Beginn des Prozesses 

meist nicht optimal vorhanden. 

Durch Zusatz von Siliermitteln kann 

der Silierprozeß sichergestellt werden. 

Neben chemischen Siliermitteln 

werden aus Gründen des Arbeitsschutzes 

und der Verträglichkeit in 

der Tierernährung verstärkt Milchsäurebakterien 

als Silage-Impfkulturen 

verwendet. Eine Vielzahl solcher 

Impfpräparate ist bereits auf dem 

Abb. 4: Einfluß unterschiedlicher Bakteriengemische auf das Gärsäurespektrum 

von Gras-Silagen nach 90tägiger Fermentation 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Gehalt in g/kg TS 

Markt. Doch auch bei ihrer Verwendung 

bleibt der Siliererfolg zuweilen 

aus. Ursache für die Unwirksamkeit 

einiger Präparate sind häufig ungeeigneteMilchsäurebakterienstämme. 

Die Suche nach wirksamen 

Impfkulturen bleibt daher trotz der 

Vielfalt der angebotenen Präparate 

eine wichtige Aufgabe. 

Im Institut für Agrartechnik wurden 

über viele Jahre Milchsäurebakterien 

isoliert und auf ihre Siliereignung zur 

Konservierung von Gras untersucht. 

Aus einem Pool von 250 Stämmen 

hat sich ein Gemisch aus den Stämmen 

Lactobacillus casei und Lactobacillus 

rhamnosus ausgezeichnet. 

Es beeinflußt das Gärsäurespektrum 

positiv (hoher Gehalt an Milchsäure 

und geringe Mengen an Buttersäure 

und Ammoniak, vgl. Abb. 4) und 

führt zu einer besseren Verdaulich- 

21 

keit der Rohnährstoffe. Seit zwei Jahren 

wird diese Bakterienkombination 

erfolgreich zur Gras-Silierung unter 

Praxisbedingungen eingesetzt. In 

diesem Jahr sind auf diese Weise 

15.000 Tonnen Welsches Weidelgras 

(Lolium multiflorum) in der 

Agrargenossenschaft in Niederschöna 

einsiliert worden. Zur Zeit 

wird an einem Verfahren gearbeitet, 

mit dem der Landwirt auf seinem Hof 

diese Stämme selbst vermehren und 

somit erhebliche Siliermittelkosten 

Ammoniak Alkohol Milchsäure Essigsäure Buttersäure 

■ ohne Zusatz 

■ Bakteriengemisch: Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus 

■ Bakteriengemisch: Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrückii, Enterococcus faecium 

pH-Werte 

■ 4,14 

■ 3,57 

■ 3,64 

einsparen kann. Die gegenwärtigen 

Kosten von ca. 4 DM pro Tonne Siliergut 

könnten sich auf 1-2 DM reduzieren. 

Im nächsten Jahr wird eine 

Pilotanlage dazu in der Agrargenossenschaft 

in Niederschöna errichtet 

werden. 

Alle dargestellten Verfahren zielen 

auf die Erzeugung von lagerfähigen, 

qualitativ hochwertigen Futtermitteln. 

Nährstoffreiches, mykotoxinfreies 

Futter ist die Voraussetzung für 

eine optimale Ernährung der Nutztiere 

und die Erhaltung ihrer Gesundheit 

sowie für die Erzeugung unbelasteter 

Lebensmittel. ■ 

Dr. Christine Idler, Prof. Dr.-Ing. habil. 

Christian Fürll, Dipl.-Ing. Thomas 

Ziegler, Dr. Reiner Brunsch, Institut für 

Agrartechnik Bornim e.V., Max-Eyth- 

Allee 100, 14469 Potsdam-Bornim 



Biotechnologie in 

der Käseherstellung 

Klaus Pabst, Arnold Geis und Wilhelm Bockelmann (Kiel) 

Milch ist nicht gleich Milch: Über den Weg der Tierzucht lassen sich Kühe selektieren, 

deren Milch bestimmte Ansprüche hinsichtlich der Inhaltsstoffe erfüllt. Beispielsweise 

ist es möglich, die Zusammensetzung des Eiweißes zu beeinflussen, 

was die Ausbeute in der Käserei verbessern kann und zu mehr Milchgeld für die Landwirte 

führt. In die Verarbeitungsprozesse der Milch haben moderne biotechnologische 

Verfahren Einzug gehalten. So dürfen Käsereien gentechnisch hergestelltes Lab-Enzym 

zum Dicklegen der Milch einsetzen. Sie müssen dies nicht deklarieren, weil es identisch 

ist mit dem traditionell verwendeten Kälber-Lab. Ein wichtiger Prozeß der Käseherstellung 

ist die Reifung, die dem Käse seinen typischen Charakter gibt. Die dabei ablaufenden 

komplexen Vorgänge beginnt man zu verstehen. Im Rahmen von EU-Forschungsprogrammen 

werden erste Versuche unternommen, den Reifungsvorgang mit Hilfe bestimmter 

Starterkulturen zu optimieren. 

BEDEUTUNG VON 

MILCHPROTEINVARIANTEN 

Milcheiweiß ist kein einheitlicher 

Stoff, sondern aus verschiedenen 

Casein- und Molkenproteinfraktionen 

zusammengesetzt. In der Milch 

liegen die Caseine in Micellen 

(Abb. 1) vor, die durch �-Casein stabilisiert 

werden. Die Molkenproteine 

sind in Lösung. 

Jedes Protein wird nach der Vorgabe 

von 2 Allelen gebildet (gleichsinnige 

Gene auf homologen Chromosomen), 

die entsprechend des 

väterlichen und mütterlichen Erbguts 

verschieden sein können. Das kann 

zu unterschiedlichen Aminosäuremustern 

führen (Milchproteinvarianten). 

Zwischen den einzelnen Rinderrassen 

gibt es große Unterschiede 

hinsichtlich der Häufigkeit bestimmter 

Formen. Positiv wirksame 

Allele sind relativ selten. Durch die 

Auswahl der Zuchttiere kann ihre 

Zahl jedoch angehoben werden. 

Im Zusammenhang mit der Herstellung 

von Käse ist das �-Casein 

von großem Interesse, weil es auf 

die Gerinnungseigenschaften der 


Milch wirkt. Kühe mit dem Genotyp 

BB haben kleinere und gleichmäßiger 

verteilte Micellen als solche mit 

dem Genotyp AA. Mischerbige (heterozygote) 

Tiere mit dem Genotyp 

AB stehen zwischen den Extremen. 

Fügt man den verschiedenen Milchtypen 

das Gerinnungsenzym Lab 

(Chymosin) zu, so gerinnt BB-Milch 

schneller, weil die Gesamtoberfläche 

der Micellen und damit die 

Reaktionsfläche größer ist. Dadurch 

entsteht relativ rasch ein dichtes 

Netzwerk (Gallerte), in dem mehr 

Casein gebunden werden kann. 

DER PRAKTISCHE BEZUG 

Versuche der Bundesanstalt für 

Milchforschung (BAfM) – zunächst 

im kleinen Maßstab mit Milch von 

Kühen aus der Versuchsstation 

Schaedtbek durchgeführt – deuteten 

auf eine höhere Käseausbeute bei 

der BB-Milch hin. Erkenntnisse dieser 

Art können für die Käsereipraxis 

von großer Bedeutung sein. Daher 

wurden Versuche im Praxismaßstab 

geplant, für die die Unterstützung 

22 

Abb. 1: Modell für den Aufbau einer 

Casein-Micelle in der Milch. 

von Landwirten und Molkereien notwendig 

war. 

Zunächst wurde von 2.868 

Kühen aus 50 landwirtschaftlichen 

Betrieben der Genotyp festgestellt. 

153 Kühe mit dem �-Caseingenotyp 

BB wurden extra gemolken (BB- 

Milch). Die Milch von 542 Kühen 

diente als Kontrolle. Die Abend- und 

Morgengemelke wurden getrennt 

mit einem Tanksammelwagen eingesammelt. 

Die Adelbyer Nordfrieslandmilch 

eG unterstützte diesen 

Teil. Eine Feinkäserei in Sarzbüttel

(Dithmarschen) verarbeitete die 

Milch zu Tilsiter Käse. 

Die Milch wurde von Angler 

Kühen (Abb. 2) in Schleswig-Holstein 

gesammelt, weil etwa 12 % 

der Kühe den erwünschten Genotyp 

BB für das �-Casein haben, wohingegen 

bei Schwarzbunten nur 2 % 

vorkommen. 

Aus der BB-Milch ließ sich 4,6 % 

mehr Käse gewinnen als aus der 

Kontrollmilch; die Rohstoffkosten wa- 

ren um 0,01 DM/kg Milch niedriger. 

Bei gleichen Produktionskosten 

und gegebenem Käsepreis standen 

damit rund 0,04 DM/kg Milch für 

eine höhere Milchgeldauszahlung 

und zur Begleichung möglicher 

Züchtungskosten zur Verfügung. 

Es zeigte sich auch, daß BB-Milch 

eine höhere Hitzestabilität hat. Dies 

könnte sich positiv auf die Qualität 

erhitzter Produkte wie Milchpulver 

und H-Milch auswirken. 

23 


Natürlich hat man sich gefragt, 

ob die Tatsache, daß BB-Milch gebende 

Tiere relativ selten vorkommen, 

durch Mängel bei anderen 

Merkmalen begründet ist, insbesondere 

bei der Gesundheit. Jedoch haben 

alle bisherigen Untersuchungen 

ergeben, daß negative Zusammenhänge 

nicht vorliegen. Solche Untersuchungen 

sind nicht nur auf das eigene, 

der BAfM zur Verfügung stehende 

Material beschränkt, dieser 

Frage ist auch international nachgegangen 

worden. Nach dieser wichtigen 

Antwort besteht die Möglichkeit, 

Tiere mit geeignetem Genotyp 

gezielt anzupaaren. 

EFFEKTIVERE ZÜCHTUNG 

DURCH BIOTECHNOLOGIE 

Die Genotypisierung der Rinder 

kann anhand von Milchproben erfolgen, 

deren Proteine durch isoelektrische 

Fokussierung aufgetrennt und 

nach Anfärbung ausgewertet werden. 

In einer Probe können alle Caseine 

und Molkenproteine gleichzeitig 

bestimmt werden. Mit molekularbiologischen 

Techniken kann altersund 

geschlechtsunabhängig auch 

an Haar-, Sperma- oder Blutproben 

eine direkte Analyse der DNA vorgenommen 

und so genotypisiert 

werden. Die Untersuchungskosten 

liegen deutlich unter 100 DM pro 

Tier. Natürlich können Tiere mit günstigem 

Genotyp nur für den Einsatz 

empfohlen werden, wenn die Zuchtwerte 

für Leistung, Fruchtbarkeit und 

Gesundheit möglichst positiv sind. 

Gerade in Fällen, wo Rinder mit 

erwünschten Proteinvarianten in der 

Milch selten sind, greifen moderne 

Methoden der Fortpflanzungsbiologie: 

Bekannte Merkmalsträger aus 

verschiedenen Gegenden der Welt 

können unabhängig vom Standort 

durch tiefgefrorenes Sperma angepaart 

werden. Mit Hilfe der Superovulation 

(vgl. Beitrag auf Seite 14) 

läßt sich die Anzahl der Embryonen 

und damit die Nachkommenzahl 

steigern. 


Was ist für die Zukunft denkbar? 

Entscheidend wird sein, in welchem 

Maße Genwirkungen aufgeklärt 

und genutzt werden können. Zum 

Beispiel könnte die Menge eines bestimmten 

Proteins in der Milch durch 

das Einbringen von Mehrfachkopien 

des zugehörigen Gens gesteigert 

werden. Eine solche Steigerung 

ließe sich auch mit Hilfe eines geeigneten 

Promotors erreichen, also 

einer DNA-Sequenz, die die Aktivität 

eines Gens erhöhen kann. 


In den letzten Jahrzehnten führten 

weltweit steigende Käseproduktion 

und rückläufige Kälberschlachtungen 

zu einem Chymosinmangel. 

Dieser Mangel konnte zum Teil 

durch den Einsatz mikrobieller milchgerinnender 

Enzyme ausgeglichen 

werden, deren Eignung zur Käseherstellung 

hinsichtlich Ausbeute und 

Geschmack jedoch deutlich hinter 

der von Kälberlab zurückblieb. 

Anfang der 80er Jahre wurde das 

Gen für Chymosin sequenziert, also 

Abb. 2: Bei Angler Kühen finden sich relativ häufig Tiere, deren Milch kleine Casein-Micellen 

und gute Gerinnungseigenschaften aufweist (Foto: I. Rossen) 

CHYMOSINPRODUKTION 

DURCH 

MIKROORGANISMEN 

Die für die Käseherstellung 

benötigten Enzyme zur Milchgerinnung 

(Lab-Enzym) wurden seit Menschengedenken 

aus Mägen von säugenden 

Kälbern gewonnen. Der 

wässrige Extrakt aus diesen Mägen 

enthält im wesentlichen Chymosin, 

ein proteolytisches (eiweißspaltendes) 

Enzym, welches das �-Casein 

der Milch in spezifischer Weise hydrolysiert, 

was zur Dicklegung der 

Milch führt. Neben dieser Hauptkomponente 

enthält Kälberlab weitere eiweißspaltende 

Enzyme (z. B. Pepsine) 

in geringeren Konzentrationen. 


die für die Bildung des Enzyms zugrundeliegende 

genetische Information 

entschlüsselt. Mit Methoden der 

modernen Gentechnologie gelang 

es mehreren Arbeitsgruppen, dieses 

Gen in Mikroorganismen einzuführen 

und diese zur Bildung des Enzyms 

zu veranlassen. 

Das Verfahren ist folgendermaßen 

(Abb. 3): Die chromosomale DNA- 

Sequenz des Gens wird in eine Boten-(messenger) 

RNA (mRNA) übersetzt 

und diese Nukleinsäure anschließend 

mit Hilfe des Enzyms ‘Reverse 

Transcriptase’ in die komplementäre 

DNA (cDNA) umgeschrieben. 

Diese DNA enthält die genetische 

Information für eine Vorform 

des Chymosins, das sogenannte 

24 

Pro-Chymosin. Die cDNA wird im 

nächsten Schritt enzymatisch mit einem 

speziellen Träger-DNA-Molekül 

(Plasmidvektor) verbunden (kloniert). 

Für diesen Zweck sind eine Vielzahl 

von Vektoren verfügbar. Um eine effiziente 

Synthese von Pro-Chymosin 

zu gewährleisten, muß das Gen mit 

geeigneten genetischen Kontrollsequenzen 

(Promotoren) versehen werden. 

Spezielle – induzierbare – Promotoren 

erlauben sogar ein gezieltes 

Ein- und Ausschalten der Enzymsynthese. 

Die bei der Klonierung erhaltenen 

DNA-Moleküle werden in einen geeigneten 

Mikroorganismus eingeführt. 

Für die Produktion von Chymosin 

werden heute Bakterien (E. coli), 

Hefen (Klyveromyces lactis) und 

Schimmelpilze (Aspergillus niger) 

verwendet. 

Je nach Mikroorganismus und Art 

des Genkonstruktes wird das gebildete 

Pro-Chymosin entweder aus 

den Mikroorganismenzellen oder 

aus dem Fermentationsmedium isoliert 

und anschließend mit herkömmlichen 

biochemischen Methoden 

gereinigt. In E. coli werden circa 

300.000 Moleküle des Enzyms pro 

Zelle gebildet, die sich zu unlöslichen 

Partikeln (inclusion bodies) zusammenlagern. 

Diese lassen sich 

nach Aufbrechen der Bakterienzellen 

leicht isolieren. Um aktives Enzym 

zu erhalten, müssen diese Partikel 

aufgelöst und das freigesetzte 

Enzym renaturiert werden. Anschließend 

läßt sich das Pro-Chymosin 

bei niedrigem pH-Wert in aktives 

Chymosin überführen. 

Das durch gentechnisch veränderte 

Mikroorganismen produzierte (rekombinante) 

Chymosin wurde vor 

seiner Zulassung intensiven biochemischen, 

immunologischen und 

toxikologischen Prüfungen unterzogen. 

Dabei ergaben sich folgende Befunde: 

Chymosin aus Kälberlab und 

rekombinantes Chymosin sind identisch 

bezüglich der molekularen 

Masse der Proteine und deren physikochemischen 

und immunologi-

schen Eigenschaften sowie der enzymatischen 

Spezifität. Mikrobiell 

erzeugte Chymosinpräparate wiesen 

keine enzymatischen Fremdaktivitäten 

auf, enthielten keine Produktionskeime 

oder rekombinante DNA. 

In Tierversuchen konnten keinerlei toxische 

Substanzen nachgewiesen 

werden. Bei Käsereiversuchen traten 

bei der Herstellung verschiedener 

Käsetypen keine relevanten Unterschiede 

bezüglich Ausbeute, Textur, 

Geruch, Geschmack und Reifung 

der Käse auf. 

Rekombinantes Chymosin ist daher 

seit einigen Jahren in vielen Ländern 

für den Einsatz in der Käseherstellung 

zugelassen. 

Aufgrund der zahlreichen Vorteile 

dieser Produktionsweise, wie Unabhängigkeit 

von Rohstoffmärkten, 

hohe hygienische und technologische 

Produkt- und Herstellungssicherheit, 

umweltschonende Herstellungsweise 

sowie die für einige wichtige 

Märkte bedeutende Koscher- und 

Vegetarierakzeptanz, ist es nicht verwunderlich, 

daß in den USA etwa 

90 % und in Großbritannien mehr 

als 80 % der Käse bereits mit mikrobiell 

gewonnenem Chymosin hergestellt 

werden. 


Abb. 3: Biosynthese des Milchgerinnungsenzyms Chymosin. Links der natürliche 

Weg im Kälbermagen, rechts in Mikroorganismen, in die die Erbsubstanz 

für die Enzymbildung überführt wurde 

GENTECHNIK IN DER 

KÄSEHERSTELLUNG 

Bei der Produktion der meisten 

Käse ist die Reifung ein kostenintensiver, 

arbeits- und zeitaufwendiger 

Vorgang. Die Optimierung dieses 

Prozesses, insbesondere seine Beschleunigung, 

ist daher seit Jahren 

Ziel vielfacher Forschungsbemühungen. 

Neben physikalischen und 

chemischen Reaktionen ist besonders 

die partielle Spaltung von 

Milchproteinen ein wesentlicher Vorgang 

bei der Reifung. Die Proteolyse 

durch milcheigene Enzyme und 

durch die Enzymsysteme der Startermikroorganismen 

ist ein hochkomplexer 

Vorgang, der erst in den letzten 

Jahren, insbesondere durch multinationale 

Forschungsarbeiten im 

Rahmen mehrerer EU-Forschungsprogramme, 

besser verstanden 

wird. 

Zur Aufklärung der grundlegenden 

Mechanismen wurden verschiedene 

proteolytische Enzyme aus 

Starterbakterien identifiziert, gereinigt 

und charakterisiert. Mit Hilfe 

moderner molekularbiologischer 

Techniken konnten die entsprechenden 

Gene gefunden und entschlüs- 

25 

selt werden. Mit diesen Kenntnissen 

wurden Starterbakterien, insbesondere 

solche der Gattung Lactococcus, 

gezielt in ihren proteolytischen 

Aktivitäten verändert. Einige dieser 

Mutanten, die die niederländische 

Universität Groningen zur Verfügung 

stellte, wurden an der Bundesanstalt 

für Milchforschung für die Herstellung 

von Versuchskäsen eingesetzt. 

In einem ersten Schritt, der die 

Grundlagen für eine Optimierung 

der Käsereifung liefern soll, wurde 

versucht, Aromaeigenschaften sensorisch 

und biochemisch nachzuweisen 

und mit der An- bzw. Abwesenheit 

spezifischer Enzyme (Peptidasen) 

zu korrelieren. 

Da es sich bei den eingesetzten 

Mutanten der Starterbakterien um 

gentechnisch veränderte Mikroorganismen 

handelt, mußten gemäß 

Gentechnikgesetz bestimmte räumliche 

Voraussetzungen geschaffen 

werden. Mit dem Bau eines S1-Labors, 

in dem Käsereiversuche durchgeführt 

werden können, wurden diese 

gesetzlichen Vorgaben erfüllt. Die 

Ergebnisse aus den ersten beiden 

Versuchskäseproduktionen mit fünf 

verschiedenen, in ihren Peptidase- 

Aktivitäten veränderten Lactococcus- 

Mutanten werden Ende 1998 vorgestellt. 

■ 

Dr. K. Pabst, Institut für Chemie und 

Physik; PD Dr. A. Geis, Dr. W. 

Bockelmann, Institut für Mikrobiologie; 

Bundesanstalt für Milchforschung, 

Postfach 6069, 24121 Kiel 


Typische „Hürden” oder „Barrieren” 

sind niedrige pH- und a w -Werte 

(erhöhter Säuregrad und weniger mikrobiell 

verfügbares Wasser). Unter 

diesen Bedingungen können viele 

Verderbniserreger nicht wachsen. Mikrobiologisch 

gefährdet sind vor allem 

Erzeugnisse, die nur wenige Barrieren 

enthalten. So können 

zum Beispiel Kochschinken- und 

Brühwurstaufschnitt in Vakuumverpackung 

(Abb. 1) trotz Pasteurisierung 

und Kühlung leicht verderben, 

da ihre pH- und a w -Hürden mit pH 

6,2 und a w 0,98 nur wenig ausgeprägt 

sind. Obwohl sich fast alle 

Nahrungsmittel heute leicht durch chemische 

Zusatzstoffe oder eine ausreichende 

physikalische Behandlung mikrobiologisch 

stabilisieren lassen, 

steigt die Nachfrage nach „gesünderen”, 

das heißt naturbelassenen, chemiefreien, 

salz- und fettarmen Nahrungsmitteln 

mit geringer Verarbeitungstiefe. 

Solche Erzeugnisse sind jedoch 

mikrobiologisch hochgradig instabil. 

Sie müssen entweder relativ 

schnell zum Verzehr gelangen oder 


Biokonservierung von 

Fleischerzeugnissen 

Bacteriocinogene Milchsäurebakterien können 

Pathogene hemmen 

Lothar Kröckel (Kulmbach) 

Fleisch verdirbt schnell. Wenn keine spezifischen Maßnahmen zur Verlängerung der 

Haltbarkeit und zur Kontrolle pathogener Mikroorganismen ergriffen werden, kann 

es rasch zu einem Gesundheitsrisiko für den Verbraucher werden. Eine verbesserte 

Lagerstabilität von Fleischerzeugnissen erreicht man häufig durch eine Kombination unterschiedlicher 

Konservierungsverfahren. Produkte, die ausreichend durch Trocknung, 

Salz und Säure stabilisiert sind, etwa langgereifte Rohwürste, können auch ohne Kühlung 

oder Erhitzung längere Zeit aufbewahrt werden. Erhitzte Fleischerzeugnisse verderben 

während der Kühllagerung weniger schnell, wenn sie zusätzlich durch Salze oder 

Genußsäuren stabilisiert sind. Die gezielte Kombination solcher Verfahren in der Produktentwicklung 

ist als „Hürdentechnologie” bekannt geworden. 


geeignete „natürliche” Barrieren gegen 

unerwünschte Mikroorganismen 

(Krankheits- und Verderbniserreger) 

enthalten. Am Institut für Mikrobiologie 

und Toxikologie der Bundesanstalt 

für Fleischforschung in Kulmbach erforschen 

wir solche „natürlichen” Barrieren 

für die Biokonservierung von 

Fleisch und Fleischerzeugnissen. 

26 

STARTER- UND 

SCHUTZKULTUREN 

Speziell selektierte Milchsäurebakterien 

werden seit Jahrzehnten als 

Starterkulturen zur Herstellung der unterschiedlichsten 

fermentierten Lebensmittel 

eingesetzt. Bei der Herstellung 

langgereifter Rohwürste (Salami; 

Abb. 2) liefern diese Bakterien 

aber nicht nur einen wesentlichen 

technologischen Beitrag im Sinne einer 

erwünschten Veränderung des 

Rohmaterials, sondern sie verhindern 

als „Schutzkulturen” gleichzeitig die 

Vermehrung von unerwünschten Mikroorganismen 

und bewirken so eine 

natürliche Konservierung. 

Milchsäurebakterien können aber 

auch zur hygienischen Stabilisierung, 

zum Beispiel von vakuumverpacktem 

Brühwurst- und Kochschinkenauf- 

Abb. 1: 

VakuumverpackterBrühwurstundKochschinkenaufschnitt

Abb. 2: 

Aufschnittplatte 

mit 

Rohwurst 

schnitt eingesetzt werden. Die mikrobiologische 

Sicherheit und Stabilität 

dieser Erzeugnisse hängt wesentlich 

von der Art und Menge der bakteriellen 

Kontamination der Produkte 

während des Aufschneidens und Verpackens 

und von der Bevorratungstemperatur 

der verkaufsfertigen Erzeugnisse 

ab. In Abwesenheit einer 

mikrobiellen Konkurrenzflora, zum 

Beispiel aus Milchsäurebakterien, 

kann bei 7 °C die humanpathogene 

Bakterienart Listeria monocytogenes 

noch gut wachsen und gesundheitlich 

bedenkliche Keimzahlen von 

10 3 –10 5 Mikroorganismen pro 

Gramm Produkt erreichen. 

Listeria monocytogenes ist in der 

Umwelt weit verbreitet und wurde in 

der Vergangenheit von vielen Lebensmitteln 

– auch von Fleisch und 

Fleischerzeugnissen – isoliert. In 

Frischfleisch wird dieses GRAM-positive, 

psychrotrophe (zum Wachstum 

bei Kühltemperaturen befähigte) Bakterium 

regelmäßig nachgewiesen. 

Der Keim wurde aber auch in fermentierten 

Rohwürsten gefunden. 

In fleischverarbeitenden Betrieben 

kann L. monocytogenes in Aufschneideräumen 

zur Herstellung von 

Aufschnittware vorkommen und 

pasteurisierte Fleischerzeugnisse 

während des Aufschneidens und Verpackens 

rekontaminieren. Erkrankungen 

des Menschen als Folge einer Infektion 

durch Listerien kommen vergleichsweise 

selten vor, sie dürfen 

aber aufgrund der häufig schweren 

Krankheitsverläufe (u. a. Hirnhautentzündung) 

nicht unterschätzt werden. 

Zu den von Milchsäurebakterien pro- 


duzierten antagonistischen, das 

heißt andere Mikroorganismen hemmenden 

Substanzen gehören Milchund 

Essigsäure, Kohlendioxid, Wasserstoffperoxid, 

Diacetyl und Bacteriocine. 

Für Fleisch und Fleischerzeugnisse 

ist die Milchsäure in dieser 

Beziehung am bedeutendsten, 

da sie mengenmäßig dominiert und 

die Vermehrung der meisten unerwünschten 

Mikroorganismen 

hemmt. Leider bleiben aber einige 

pathogene Bakterien, etwa Listerien, 

auch in Gegenwart von Milchsäure 

lange Zeit lebensfähig. 

BACTERIOCINE 

Bei der Suche nach weiteren nutzbaren 

antagonistischen Substanzen 

konzentrierten wir uns daher auf die 

sensorisch neutralen Bacteriocine. 

Dabei handelt es sich um eiweißartige 

Substanzen mit mehr oder weniger 

breiter Hemmwirkung gegen andere 

GRAM-positive Bakterien, die 

von manchen Milchsäurebakterien in 

das Außenmedium abgegeben werden. 

Einige dieser gesundheitlich unbedenklichen 

Bacteriocine sind hoch 

wirksam gegen Listerien. 

Von den bei Fleisch und Fleischerzeugnissen 

„erwünschten” Milchsäurebakterien 

sind die psychrotrophen 

Bakterien Lactobacillus sakei 

und Lactobacillus curvatus am besten 

an das Substrat Fleisch angepaßt 

(Abb. 3). Bestimmte Stämme dieser 

Arten produzieren Bacteriocine, die 

in der Lage sind, Listerien abzutöten 

bzw. deren Vermehrung zu hemmen. 

Einige dieser anti-listeriellen Bacteriocine, 

insbesondere Sakacin A und 

Sakacin P von Lactobacillus sakei 

Stamm Lb706 und Stamm Lb674 

und Curvacin 1071 von Lactobacillus 

curvatus Stamm Lb1071, wurden 

von uns charakterisiert und in Fleischerzeugnissen 

getestet (Abb. 4). 

Es handelt sich bei diesen Bacteriocinen 

um kleine, hitzestabile, ribosomal 

synthetisierte Peptide (= aus 

nur wenigen Aminosäuren bestehende 

„Mini-Eiweiße”), die nach Ab- 

27 

spaltung einer Präsequenz aus der 

Bakterienzelle ausgeschleust werden. 

Das Bacteriocin Sakacin P 

bleibt in Fleischsaft, Hackfleisch und 

Brühwurst biologisch aktiv und eignet 

sich daher auch als Zusatzstoff. 

Das Gencluster für die Produktion 

des Sakacin P in L. sakei Lb674 wurde 

kloniert und sequenziert. Ein 

7.600 Basenpaare großes chromosomales 

DNA-Fragment enthielt alle 

für die Expression von Sakacin P in 

Bacteriocin-negativen Stämmen von 

L. sakei erforderlichen Gene (Abb. 

5). Das Gencluster umfaßt sechs aufeinanderfolgende 

Gene: sppK, 

sppR, sppA, spiA, sppT und sppE. 

Die beiden ersten Gene, sppK und 

sppR, sind für die Regulation der Bacteriocinproduktion 

von Bedeutung. 

Die Gene sppA und spiA kodieren 

ein Sakacin P Präprotein und ein Protein, 

das Immunität gegen Sakacin P 

verleiht. SppT und SppE zeigen starke 

Ähnlichkeiten mit den Transportproteinen 

anderer Bacteriocinsyste- 

me. Diese Proteine dürften dafür zuständig 

sein, das Sakacin P aus der 

Zelle in das Außenmedium zu transportieren. 

Die Bacteriocinproduktion 

ist somit ein sehr komplexer Vorgang, 

der aufwendigen Regulations-, Prozessierungs- 

und Exportmechanismen 

unterliegt. 

EINSATZPOTENTIALE 

Für die Biokonservierung von 

Fleischerzeugnissen ist die Einführung 

einer konkurrenzstarken Milchsäure- 


Abb. 3: 

Laktobazillen 

(Milchsäure- 

Stäbchen) in 

Salami unter 

dem Elektronenmikroskop

akterien-Mikroflora aus L. sakei oder 

L. curvatus – vorzugsweise mit der 

Fähigkeit zur Bacteriocinbildung – 

oder der direkte Einsatz von gereinigtem 

anti-listeriellen Bacteriocin als Lebensmittelzusatzstoff 

für kühlgelagerte, 

verzehrsfertige Fleischerzeugnisse 

denkbar. 

Neben den „nützlichen” Lactobazillen 

können auch andere Milchsäurebakterien 

vorverpackten Kochschinken- 

und Brühwurstaufschnitt besiedeln. 

Sie sind meist unerwünscht, da 

sie zu einem vorzeitigen Verderb der 

Ware etwa durch Schleimbildung, einer 

zu starken Säuerung oder anderen 

Geschmacksabweichungen 

führen können. 

Da eine keimfreie Aufschneidetechnik 

in der Praxis nicht möglich ist, 

gelangen regelmäßig verschiedene 

Mikroorganismen – harmlose, pathogene 

und verderbniserregende – auf 

die pasteurisierten Erzeugnisse. Bei 

7 °C und in Abwesenheit von Sauerstoff 

vermehren sich dann vor allem 

psychrotrophe Milchsäurebakterien 

und Listerien. Eine „gezielte” Rekontamination 

mit sensorisch akzeptablen 

Milchsäurebakterien-Stämmen, die 

sowohl Listerien als auch unerwünschte 

Milchsäurebakterien in 

Schach halten, würde daher zu einer 

besseren mikrobiologischen Sicherheit 

und sensorischen Stabilität der 

Produkte beitragen und möglicherweise 

auch die Herstellung salz- und 

nitritreduzierter Ware erlauben. Bei 

der Herstellung von Rohwurst können 

Bacteriocinbildner gleichzeitig als 

Starter- und Schutzkultur von Nutzen 

sein. 


Abb. 4: Primärsequenz (Abfolge der Aminosäuren) von Sakacin A und P 

1 10 20 30 40 

1. ARSYGNGVYCNNKKCWVNRGEATQSIIGGMISGWASGLAGM 

2. KYYGNGVHCGKHSCTVDWGTAIGNIGNNAAANWATGGNAGWNK 

(identische Aminosäurereste sind durch vertikale Striche gekennzeichnet) 


Bacteriocin Produzent 

1. Sakacin A Lactobacillus sakei Lb706 

2. Sakacin P Lactobacillus sakei Lb674 

VAKUUMVERPACKTER 

BRÜHWURSTAUFSCHNITT 

Während der Kühllagerung von 

vakuumverpacktem Brühwurstaufschnitt 

produzierte L. sakei Lb674 

(Sakacin P) ab einer Einsaatdichte 

von 10 5 -10 6 Bakterien/g Wurst ausreichende 

Konzentrationen von 

Bacteriocin. Das Wachstum von Listeria 

monocytogenes wurde verzögert 

und in einigen Fällen vollständig 

gehemmt (Abb. 6). Ähnliche Ergebnisse 

wurden mit L. sakei Lb706 (Sakacin 

A) erhalten. Bacteriocin-negative 

Varianten dieser Stämme oder andere 

aus Fleisch isolierte, Bacteriocin-negative 

Milchsäurebakterien 

verhinderten das Wachstum der Listerien 

nicht. Die Inokulation von Schutzkulturen 

in Anfangskeimzahlen von 

10 5 -10 6 /g führte erwartungsgemäß 

nach wenigen Tagen zu einer 

Keimzahl von circa 10 8 

Milchsäurebakterien/g. Die damit 

einhergehende Milchsäureprodukti- 

Abb. 5: Genkarte des Sakacin P Clusters 

28 

on und relativ geringe pH-Abnahme 

zeigten keine sensorisch nachteiligen 

Auswirkungen auf das Produkt. 

Als Zusatzstoff zeigte gereinigtes 

Bacteriocin (Sakacin P) in Abwesenheit 

einer Schutzkultur einen deutlichen 

Anfangseffekt auf L. monocytogenes 

und reduzierte das Wachstum 

während der Lagerung (Abb. 7). Allerdings 

wurden die zu Beginn des 

Versuchs eingebrachten Listerien 

nicht völlig abgetötet. Nach einer 

vollständigen Wachstumshemmung 

in den ersten 3 Tagen konnten sich 

überlebende Listerien auch in Anwesenheit 

des Bacteriocins vermehren, 

aber mit deutlich geringerer Rate als 

in bacteriocinfreier Wurst. Wurden 

Sakacin P-haltige Produkte zusätzlich 

mit L. sakei Lb674 als Schutzkultur in 

niedrigen Anfangskeimzahlen (10 2 

Bakterien/g) beimpft, so wurde die 

Vermehrung der Listerien noch stärker 

gehemmt (Abb. 7). Innerhalb weniger 

Tage erreichten die Milchsäurebakterien 

genügend hohe Zellzahlen, 

um den Bacteriocin-Effekt zu unterstützen. 

Im weiteren Verlauf hemmten 

sie die Listerien, die in Anwesenheit 

des Bacteriocins überlebten und 

vermehrungsfähig blieben. 

Bacteriocinbildende Milchsäurebakterien 

können also das Wachstum 

von Listeria monocytogenes auf 

„sensiblen” Fleischerzeugnissen verhindern, 

wenn sie als Schutzkulturen 

während des Aufschneidens in ausreichend 

hohen Keimzahlen zugegeben 

werden. 

sppK sppR spiA sppT sppE 

sppI sppA 

(Auto-) Induktor 

Organisation des Sakacin P Gen-Clusters in Lactobacillus sakei Lb 674 

Regulation der 

Bacteriocin-Produktion 

(Prä-) Sakacin P 

Strukturgen 

Immunität gegen 

Sakacin P 

Bacteriocin-Export 

und Prozessierung 

1 kb

In der industriellen Praxis könnten 

zum Beispiel die Aufschneidemaschinen 

(Slicer) mit einer automatischen 

Sprühvorrichtung für Schutzkulturen 

nachgerüstet werden. 

Bacteriocin-negative Milchsäurebakterien 

sind unter gleichen Bedingungen 

deutlich weniger wirksam. 

Als Zusatzstoff zeigt Sakacin P zwar 

Wirkung, kann aber das Wachstum 

von Listeria monocytogenes nicht im 

erwünschten Umfang verhindern. 

ROHWURST 

Die Stämme L. sakei Lb674 und L. 

curvatus Lb1071 eignen sich auch 

als Starterkulturen für Salami. Beide 

Stämme führten bei 23 °C und den 

üblichen Einimpfmengen (10 6 Bakterien/g) 

zu einer schnellen Umrötung 

und Säuerung der Produkte. Farbe 

und Bindung der Erzeugnisse waren 

ausgezeichnet. Geschmacklich waren 

die Würste gut und leicht säurebetont. 

Die Bacteriocinbildner blieben 

im gesamten Reifeverlauf dominant 

und zeigten auch sonst keine für 

die Rohwurstherstellung ungünstigen 

Eigenschaften. 

Auch eine wesentlich geringere 

Einsaatdichte von 10 3 /g L. sakei 

Lb674 oder L. curvatus Lb1071 führte 

im Laufe der Reifung schon zu ähnlich 

positiven Ergebnissen. Die niedrigere 

Anfangskeimzahl der zugesetzten 

Milchsäurebakterien hatte 

eine langsamere Abnahme des pH- 

Wertes zur Folge. Dadurch wurde 

eine mildere Säuerung der Würste 

erreicht, die sensorisch häufig bevorzugt 

wird. 

L. sakei Lb674 produzierte kaum 

Bacteriocin in Rohwurst, obwohl dieser 

Stamm sonst alle wichtigen Selektionskriterien 

für eine Starterkultur erfüllt. 

L. curvatus Lb1071 war dagegen 

in Rohwurst ein hervorragender 

Bacteriocinproduzent. Listeria monocytogenes 

konnte sich unter den gewählten 

Versuchsbedingungen in der 

Rohwurst nicht vermehren und nahm 

im Laufe der Reifung in allen 

Versuchschargen ab. Im Vergleich zu 


einem kommerziellen L. curvatus-Starter 

bewirkte L. curvatus Lb1071 eine 

deutlich größere Reduktion der Listerien. 

(Abb. 8). 

AUSBLICK 

Milchsäurebakterien spielen bei 

der Herstellung von Rohwürsten eine 

große Rolle. Starterkulturen werden 

daher regelmäßig neu bewertet und 

neuen Anforderungen angepaßt. Die 

zunehmende Nachfrage nach schonend 

verarbeiteten, verzehrsfertigen 

Convenience-Produkten, die durch 

Kühlung alleine nicht ausreichend hygienisch 

stabilisiert werden können, 

eröffnet zusätzliche Einsatzmöglichkeiten 

für diese Bakterien als Schutzkulturen. 

Ziel unserer Arbeiten ist es, 

unter den vielen natürlich vorkommenden 

Milchsäurebakterien diejenigen 

zu finden, die über eine möglichst 

optimale Kombination erwünschter 

Eigenschaften verfügen, 

diese Bakterien möglichst genau zu 

charakterisieren und die Eignung dieser 

Kulturen für traditionelle und neue 

Anwendungsfelder zu demonstrieren. 

Schutzkulturen mit der Fähigkeit 

zur Bacteriocinbildung bieten neue 

Möglichkeiten zur Verbesserung der 

Sicherheit und Haltbarkeit konventioneller 

Fleischerzeugnisse. Mit ihrer 

Hilfe könnten neue Produkte entwickelt 

werden, die milder und aufgrund 

einer effektiven Unterdrückung 

der Begleitflora „reiner” im Geschmack 

sind. 

Die meisten anti-listeriellen Bacteriocine 

weisen in ihrem N-terminalen 

Bereich die Aminosäure-Sequenz 

‘YGNGV’ auf (vgl. Abb. 1). Die Rolle 

weiterer Sequenzelemente ist noch 

nicht ausreichend bekannt, so daß 

die Suche nach weiteren natürlichen 

– möglicherweise besseren –Varianten 

interessant bleibt. ■ 

Dr. Lothar Kröckel, Bundesanstalt für 

Fleischforschung, Institut für Mikrobiologie 

und Toxikologie, E.-C.-Baumann-Str. 

20, 95326 Kulmbach 

29 

Abb. 6: Vakuumverpackter Brühwurstaufschnitt (1) 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

log 10 L. monocytogenes/g 

Bac - 

ph-Verlauf 

Bac + 

pH-Wert 

0 7 14 21 28 

Tage 


7,0 

6,5 

6,0 

5,5 

5,0 

zugesetzte 

Milchsäurebakterien: 

105 – 106 Zellen/g 

Lagertemperatur: 

7 °C 

Verhalten von Listeria monocytogenes auf vakuumverpacktem Brühwurstaufschnitt in 

Gegenwart bacteriocinogener (Bac + ) und nicht-bacteriocinogener (Bac – ) Milchsäurebakterien 

(MSB) 

Abb. 7: Vakuumverpackter Brühwurstaufschnitt (2) 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 


– MSB 

+ MSB 

zugesetzte 


102 Zellen/g 

(Stamm Lb674) 

pH-Werte nach 

28 Tagen: 

pH 5,5 – 5,7 

zugesetzte 

Bacteriocinmenge: 

500 – 1500 AU/g 

(AU = Aktivitätseinheiten) 

0 

0 7 14 

Tage 

21 28 

Verhalten von Listeria monocytogenes auf vakuumverpacktem Brühwurstaufschnitt mit 

Sakacin P-Zusatz bei 7 °C, mit und ohne bacteriocinogene Milchsäurebakterien (MSB) 

Abb. 8: Reifung von Salami 

6 

5 

4 

3 

2 

1 


zugesetzte 


10 6 Zellen/g 

Lactobacillus curvatus 

Stamm Lc3 (Bac-) 

Lactobacillus curvatus 

Stamm Lb1071 (Bac+) 

0 

0 7 14 21 28 35 

Tage 

Verhalten von Listeria monocytogenes in Salami in Gegenwart bacteriocinogener Milchsäurebakterien 

(Lb1071) und einer nicht-bacteriocinogenen Starterkultur (Lc3)

In Deutschland werden unter „Novel 

Food” fast ausschließlich gentechnisch 

modifizierte Lebensmittel verstanden. 

Die Novel Food-Verordnung (Verordnung 

EG Nr. 258/97 des Europäischen 

Parlaments und des Rates 

über neuartige Lebensmittel und Lebensmittelzutaten) 

faßt allerdings eine 

breite Palette unterschiedlichster Produkte 

zusammen. Dabei handelt es 

sich um Lebensmittel und Lebensmittelzutaten, 

die bislang im gemeinsamen 

EU-Markt noch nicht verzehrt wurden 

LEBENSMITTEL 

Kennzeichnung von 

gentechnisch veränderten 

Lebensmitteln 

Klaus-Dieter Jany und Ralf Greiner (Karlsruhe) 

Für neuartige Lebensmittel ist in der Europäischen Union am 15. Mai 1997 nach 

langjährigen Verhandlungen die Novel Food-Verordnung in Kraft getreten. Diese Verordnung 

regelt das Inverkehrbringen und die Etikettierung von neuartigen Lebensmitteln 

in allen EU-Mitgliedstaaten nach einheitlichen Kriterien. Da die Handhabung in der 

Praxis auf Probleme gestoßen ist, sind von der EU ergänzende Verordnungen erlassen 

worden. Die Anlaufschwierigkeiten und Unsicherheiten und die gefundenen Lösungsansätze 

schildert der folgende Beitrag. 


(z. B. Produkte aus Algen oder Mikroorganismen) 

und sich sechs genau definierten 

Kategorien zuordnen lassen. 

Lediglich zwei betreffen die Gentechnik: 

■ Lebensmittel, die selbst den gentechnisch 

veränderten Organismus 

(GVO) darstellen (z. B. Flavr-Savr- 

Tomate) oder GVO enthalten (Joghurt 

mit Lebendkulturen) und 

■ Produkte, die aus GVO gewonnen 

werden, aber den lebenden GVO 

nicht mehr enthalten (z. B. Öl aus 

herbizidtoleranten Sojabohnen). 

30 

In Artikel 8 der Novel Food-Verordnung 

sind die Etikettierungsanforderungen 

zur Unterrichtung der Verbraucher 

festgelegt. Sie gelten für alle 

neuartigen Lebensmittel und sind nicht 

speziell auf gentechnisch modifizierte 

Erzeugnisse ausgerichtet. In Tabelle 1 

sind die Kennzeichnungskriterien aufgelistet. 

Informiert werden die Verbraucher 

über die jeweilige Veränderung und 

das Verfahren. Die Etikettierung gilt 

sowohl für verpackte als auch für offene 

Ware sowie für Lebensmittel aus 

der Gemeinschaftsverpflegung.

Grundsätzlich müssen alle Lebensmittel 

und Lebensmittelzutaten gekennzeichnet 

werden, die lebende GVO 

sind oder enthalten. Ebenso müssen 

Verbraucher durch eine entsprechende 

Kennzeichnung informiert werden, 

wenn das neuartige Erzeugnis im Vergleich 

zum traditionellen Lebensmittel 

Stoffe enthält, die die Gesundheit bestimmter 

Menschen beeinflussen können 

(z. B. neues oder erhöhtes allergenes 

Potential), oder wenn gegen 

Stoffe in dem neuen Lebensmittel ethische 

oder religiöse Bedenken oder 

aufgrund bestimmter Ernährungsformen 

Vorbehalte bestehen. Dies könnte 

zum Beispiel der Fall sein, wenn ein 

tierisches Gen (Protein) in traditionell 

vegetarischen Produkten oder ein 

„Schweine-Gen” in Lebensmitteln für 

Moslems vorhanden ist. Ebenso müssen 

Erzeugnisse gekennzeichnet werden, 

die sich von vergleichbaren traditionellen 

Lebensmitteln unterscheiden, 

das heißt, wenn sie nicht gleichwertig 

sind (Artikel 8, Absatz 1a). 

WAS BEDEUTET 

„GLEICHWERTIG”? 

Im Sinne der Novel Food-Verordnung 

werden neuartige Lebensmittel 

als nicht gleichwertig angesehen, 

wenn sie gegenüber vergleichbaren 

traditionellen Erzeugnissen Unterschiede 

aufweisen, die sich analytisch 

und auf der Basis einer wissenschaftlichen 

Beurteilung feststellen lassen. 

Offen blieb dabei allerdings die 

Frage nach den Kriterien für die 

Gleichwertigkeit und den Analysenmethoden. 

Sehr leicht läßt sich eine 

gezielte Veränderung anhand der 

stofflichen Zusammensetzung nachweisen. 

So müssen Öle mit einer veränderten 

Fettsäurezusammensetzung 

(z. B. höherer Gehalt an mehrfach 

ungesättigten Fettsäuren) oder Stärken 

mit verändertem Ver-zweigungsgrad 

(z. B. vorwiegend Amylose oder Amylopektin) 

stets gekennzeichnet werden, 

denn sie unterscheiden sich von 

den entsprechenden konventionellen 

Erzeugnissen. Eine Kennzeichnung 

LEBENSMITTEL 

wird auch erforderlich, wenn in dem 

Erzeugnis noch die neueingeführte 

genetische Information (DNA) oder 

das (die) neueingeführte(n) Protein(e) 

nachweisbar enthalten sind. In diesen 

Fällen ist das neuartige Erzeugnis in 

seiner Zusammensetzung zu dem vergleichbaren 

traditionellen nicht mehr 

gleichwertig (der Begriff ‘nicht gleichwertig’ 

impliziert keine Wertung in 

Richtung ‘schlechter’, sondern ist im 

Sinne von ‘anders’ zu verstehen). 

Eine Kennzeichnung ist nicht erforderlich, 

wenn die Erzeugnisse keine 

stofflichen oder ernährungsphysiologischen 

Unterschiede zu konventionel- 

Tab. 1: Kriterien für die Kennzeichnung 

von Lebensmitteln nach der 

Novel Food-Verordnung 

Gekennzeichnet werden Erzeugnisse 

■ die lebende GVO darstellen oder enthalten, 

■ die die Gesundheit bestimmter Bevölkerungsgruppen 

beeinflussen können, 

■ gegen die ethische Vorbehalte bestehen, 

■ die keine Gleichwertigkeit zu vergleichbaren 

traditionellen Produkten 

– in der Zusammensetzung, 

– im Nährwert, in der nutritiven Wirkung, 

– im Gebrauch, usw. 

aufweisen. 

31 

len Produkten aufweisen. So enthalten 

zum Beispiel raffinierte Öle aus transgenem 

Raps, Mais und transgenen 

Sojabohnen keine DNA und keine 

Proteine mehr. Infolgedessen werden 

sie sowohl in der Sicherheitsbeurteilung 

als auch in der stofflichen Zusammensetzung 

als gleichwertig zu 

den konventionellen Ölen bewertet. 

Gerade in dem Kriterium der 

Gleichwertigkeit von Produkten sehen 

viele Verbraucher und Kritiker der 

Gentechnik einen Mangel der Novel 

Food-Verordnung. Sie sind der Ansicht, 

daß hierdurch viele Lebensmittel 

von der Kennzeichnungsregelung ausgenommen 

und die Verbraucher nicht 

hinreichend über den Einsatz der 

Gentechnik informiert werden. Hierbei 

ist allerdings zu bedenken, daß 

eine Kennzeichnung nur verläßlich 

praktiziert werden kann, wenn sie 

auch überprüfbar ist. Wenn aber in 

einem hochaufbereiteten und gereinigten 

Produkt wie raffiniertem Öl 

oder raffiniertem Zucker die gentechnische 

Veränderung nicht nachweisbar 

ist, weil die in Frage kommenden 

Stoffe (DNA oder Proteine) 

gar nicht mehr vorhanden sind, ist 

auch eine Kennzeichnung nicht mehr 

sinnvoll. 


Abb. 1: 

Schokoriegel mit 

Cornflakes und 

Stärke aus 

transgenem 

Mais. Die 

Zutatenliste auf 

der Rückseite 

der Verpackung 

enthält die 

Deklaration 

„aus genetisch 

verändertem 

Mais hergestellt” 

(Fotos: 

M. Welling) 

SOJABOHNEN UND MAIS 

Im Frühjahr 1997, kurz vor Inkrafttreten 

der Novel Food-Verordnung, erhielten 

herbizidtolerante Roundup 

Ready Sojabohnen und insektenresistenter 

Bt-Mais in der EU die Genehmigung 

zum Inverkehrbringen nach 

der Freisetzungsrichtline. In den 

entsprechenden Entscheidungen 

96/281/EG (Soja) und 

97/98/EG (Mais) wurde keine spezielle 

Kenntlichmachung der Produkte 

vorgeschrieben. Wären sie nach der 

Novel Food- Verordnung zugelassen 

worden, so hätte zum Beispiel Sojaprotein 

aus den herbizidtoleranten Sojabohnen 

gekennzeichnet werden 

müssen. 

Da Soja- und Maisverarbeitungsprodukte 

in sehr vielen Lebensmitteln 

vorhanden sind, Verbraucher ein Anrecht 

auf Information haben und auch 

um Wettbewerbsverzerrungen für 

möglicherweise folgende transgene 

Soja- und Maisvarietäten abzubauen, 

hat die EU-Kommission die Etikettierungsrichtlinie 

ergänzt: Die bereits zugelassenen 

Soja- und Maisprodukte 

müssen ab 1. November 1997 ebenfalls 

entsprechend Artikel 8 der Novel 


LEBENSMITTEL 

Food-Verordnung gekennzeichnet 

werden (Ergänzungsverordnung EG 

1813/97). 

Obwohl derartige Mais- und Sojaprodukte 

auf dem Markt sind und die 

Verordnung in Kraft getreten ist, lassen 

sich kaum gekennzeichnete Lebensmittel 

im Regal finden. Dies liegt daran, 

daß weder bestimmt wurde, wie 

die Etikettierung konkret vorzunehmen 

sei, noch welche Nachweisverfahren 

zum Tragen kommen sollen. Die Novel 

Food-Verordnung ließ sich somit 

nicht direkt anwenden. Weder Lebensmittelhersteller 

noch Überwachungsbehörden 

hatten klare Handlungsanweisungen. 

Um hier Abhilfe 

zu schaffen, legte die Kommission im 

Dezember 1997 einen ergänzenden 

Vorschlag zur Etikettierung für Sojaund 

Maisprodukte vor. Richtungsweisend 

für die wissenschaftliche Beurteilung 

der Nichtgleichwertigkeit zwischen 

neuartigen und konventionellen 

Lebensmitteln und Lebensmittelzutaten 

waren die Ausführungen zum DNAund 

Proteinnachweis. Hiernach soll 

bereits das Vorhandensein der neueingeführten 

DNA das Kriterium der 

Nichtgleichwertigkeit erfüllen. Dadurch 

werden ganz im Sinne der Verbraucherinformation 

eine größere Anzahl 

von Lebensmitteln und Lebensmittelzutaten 

erfaßt. Erst wenn die Identifikation 

der neueingeführten DNA versagt, 

soll das Proteinkriterium zum Tragen 

kommen. Da DNA in Verarbeitungsprozessen 

relativ häufig in ihre 

Einzelbausteine zerlegt wird, erweitert 

die Proteinanalytik den Etikettierungsumfang. 

Diese Bestimmungen wurden in 

eine sogenannte Ablöseverordnung 

(EG Nr. 1139/98) hineingeschrieben. 

Sie ist am 1. September 1998 in 

Kraft getreten und löst die vorhergehende 

Ergänzungsverordnung ab. Die 

Ablöseverordnung gilt ausschließlich 

für die beiden genannten Soja- und 

Maisvarietäten „Roundup Ready Sojabohnen” 

und „Novartis Bt-Mais 176”. 

Es ist aber davon auszugehen, daß 

diese Ausführungen demnächst auf 

alle gentechnisch modifizierten Erzeugnisse 

angewendet werden. 

32 

DIE KENNZEICHNUNG 

Lebensmittel oder Lebensmittelzutaten 

aus gentechnisch verändertem 

Soja oder Mais müssen immer dann 

gekennzeichnet werden, wenn sich 

die neueingeführte DNA oder das 

neueingeführte Protein im Endprodukt 

– also dem Produkt, das für den Verbraucher 

zum Verzehr bestimmt ist – 

nachweisen läßt. In diesen Fällen 

muß eine Kennzeichnung mit „aus genetisch 

veränderten Sojabohnen hergestellt” 

bzw. „aus genetisch verändertem 

Mais hergestellt” erfolgen 

(Abb. 1). Es müssen nicht beide neuen 

Komponenten nachgewiesen werden. 

Aber falls sich die neueingeführte 

DNA nicht nachweisen läßt, muß 

überprüft werden, ob in dem Produkt 

noch das neue Protein enthalten ist. 

Erst wenn die Nachweise für beide 

Komponenten negativ ausfallen, ergibt 

sich keine Kennzeichnungspflicht. 

Gegenwärtig beschränkt sich 

der Nachweis ausschließlich auf die 

Detektion der neueingeführten DNA. 

Für Soja und Mais stehen in Ringversuchen 

überprüfte Verfahren zur Verfügung, 

allerdings wurden die Nachweise 

in weiterverarbeiteten Produkten 

bislang noch nicht so intensiv bearbeitet. 

Am Molekularbiologischen 

Zentrum der Bundesforschungsanstalt 

für Ernährung (BFE) ist für gentechnisch 

modifiziertes Soja auch ein Proteinnachweis 

entwickelt worden, der 

zur Zeit weiter optimiert wird. 

Zum Auffinden der veränderten 

DNA ist die „Polymerase Chain Reaction” 

(PCR) Methode der Wahl. Mit 

ihr lassen sich einzelne DNA-Fragmente 

exponentiell vervielfältigen und 

im weiteren Verlauf identifizieren 

(Abb. 2). Die PCR läßt sich mit einem 

Kopiergerät im Büro vergleichen, das 

von einer Vorlage beliebig viele identische 

Kopien produzieren kann. 

Die PCR ist ein hochempfindliches 

Nachweisverfahren. Um zu verhindern, 

daß jede kleine Verunreinigung 

des Endprodukts mit neuer DNA zu 

einer Kennzeichnung führt, soll ein 

Schwellenwert eingeführt werden, 

oberhalb dessen erst gekennzeichnet

werden muß. Gegenwärtig ist ein solcher 

Schwellenwert noch nicht festgelegt. 

In der Diskussion stehen relative 

Werte zwischen 1–3 % der neueingeführten 

DNA in Bezug auf den Gesamt-DNA-Gehalt. 

In der Ablöseverordnung 

ist auch eine Negativliste für 

Produkte, die nicht gekennzeichnet zu 

werden brauchen, aufgenommen 

worden. Klassische Beispiele hierfür 

sind raffinierte Öle aus Soja oder 

Mais. 

Zusatzstoffe (zum Beispiel Sojalecithin), 

Aromen und Extraktionsmittel 

werden von der Novel Food Verordnung 

und auch von der Ablöseverordnung 

nicht erfaßt. Sie unterliegen somit 

auch keiner Kennzeichnung. 

Nicht eindeutig ist die Stellung von 

Enzymen, die als Verarbeitungshilfsstoffe 

verwendet werden. In der EU- 

Kommission wird aber bereits eine Regelung 

für Enzyme diskutiert. 

„GENTECHNIKFREI” 

In der Präambel zur Novel Food- 

Verordnung wird ausdrücklich darauf 

hingewiesen, daß auch eine Kennzeichnung 

derart erfolgen kann, daß 

das Lebensmittel kein neuartiges Erzeugnis 

im Sinne der Verordnung darstellt. 

Eine Kennzeichnung „gentechnikfrei” 

ist möglich. Auf europäischer 

Ebene sind allerdings bis heute die 

Begriffe „gentechnikfrei” oder „Ohne 

Gentechnik” noch nicht definiert. 

Österreich hat im nationalen Rahmen 

schon eine entsprechende Regelung 

eingeführt, und für Deutschland ist im 

Juli 1998 vom Bundesrat eine Gesetzesvorlage 

für die Etikettierung „Ohne 

Gentechnik” verabschiedet worden. 

Diese Regelung steht zur Notifizierung 

durch die EU an. Gegenwärtig 

werden die Begriffe sehr restriktiv verstanden. 

Der Produzent/Vertreiber 

muß lückenlos nachweisen können, 

daß in keinem Herstellungsschritt – 

vom Rohstoff bis zum Endprodukt – 

die Gentechnik in irgendeiner Weise 

bei dem Lebensmittel eine Rolle gespielt 

hat. Nach der deutschen Regelung 

dürfen Lebensmittel, die nachweislich 

auf keiner Stufe der Herstellung 

mit der Gentechnik in Berührung 

gekommen sind, mit dem Begriff 

„Ohne Gentechnik” gekennzeichnet 

werden. Eine Auslobung mit „gentechnikfrei” 

ist nicht erlaubt. „Ohne 

Gentechnik” bedeutet hier, daß weder 

Rohstoffe aus transgenen Pflanzen, 

noch Enzyme oder Zusatzstoffe 

und Aromen aus gentechnisch veränderten 

Mikroorganismen für die Lebensmittelherstellung 

verwendet werden. 

In der Tierhaltung dürfen keine Futtermittel 

oder Futtermittelzutaten aus 

transgenen Organismen eingesetzt 

werden. Eine Überprüfung ist hier 

schwierig. So liefert eine Kuh, die mit 

transgenem Soja- oder Rapsschrot 

oder Mais gefüttert wurde, keine gentechnisch 

veränderte Milch; diese ist 

substantiell gleichwertig der Milch 

von Kühen, die mit traditionellem Futter 

gefüttert worden sind. 

Ein analytischer Nachweis des Einsatzes 

von transgenem Futter ist im tierischen 

Endprodukt nicht möglich. 

Hier muß man sich auf die Aufzeichnungspflicht 

des Landwirts und die Erklärungen 

der Futtermittellieferanten 

verlassen. 

Der Landwirt ist nicht verpflichtet, 

DNA-Nachweise für die Futtermittel 

durchführen zu lassen. Solange ein 

Landwirt seinen Nutztieren Futter aus 

nicht transgenen Pflanzen gibt und 

das Futter mit Enzymen, Vitaminen, 

Aminosäuren aus nicht transgenen Mikroorganismen 

versetzt, kann er die 

Erzeugnisse mit „Ohne Gentechnik” 

33 

LEBENSMITTEL 

ausloben. Nicht geklärt ist, wie der 

Landwirt mit der Kennzeichnung umgehen 

muß, falls er – zum Beispiel in 

den Wintermonaten – transgenes 

Material zufüttert und dann später 

wieder auf nicht transgenes Futter umstellt. 

Die Verwendung von Arzneioder 

Impfmitteln aus transgenen Organismen 

haben keinen Einfluß auf 

die Kennzeichnung. 

Neu eingeführte DNA darf aber 

auch in Lebensmitteln „Ohne Gentechnik” 

vorhanden sein, solange 

nachgewiesen werden kann, daß 

diese DNA unbeabsichtigt oder aufgrund 

unvermeidbarer Gegebenheiten 

in das Produkt gelangt ist. Letztes 

wäre zum Beispiel beim Sammeln 

und Transport von konventionellem 

Soja in Silos und Schiffen, die zuvor 

transgene Sojabohnen enthielten. Es 

ist unmöglich, unter wirtschaftlichen 

Bedingungen eine Reinigung zu er- 

zielen, die eine absolute „Gentechnikfreiheit” 

der Anlagen garantieren 

würde. 

Verbraucher haben einen Anspruch 

auf Information über Inhaltsstoffe und 

Herstellungsverfahren ihrer Lebensmittel. 

Die Etikettierung muß nicht nur 

sachgerecht, sondern auch überprüfbar 

sein. Kennzeichnung und Überprüfbarkeit, 

das heißt die Nachweisbarkeit 

der gentechnischen Modifikationen 

und die richtige Etikettierung, 

sind eng miteinander verbunden. ■ 

Prof. Dr. Klaus-Dieter Jany, Dr. Ralf 

Greiner, Bundesforschungsanstalt für 

Ernährung, Haid-und-Neu-Straße 9, 

76131Karlsruhe 


Abb. 2: 

Mit Hilfe der 

PCR lassen sich 

bestimmte – 

also auch gentechnischeingefügte 

– DNA- 

Fragmente 

vervielfältigen 

und auf einem 

Gel als Banden 

sichtbar 

machen. 

Die Abbildung 

zeigt eine PCR- 

Untersuchung 

von transgenem 

Raps.

Abb. 1: Aufgabenstruktur des wissenschaftlichen Personals 

an der Biologischen Bundesanstalt 

3,6 % 

2,6 % 

25,0 % 

2,6 % 

10,7 % 20,9 % 

Hoheitsaufgaben und unmittelbar 

damit zusammenhängende 

Forschung 65,3 % 

■ Prüfung und Zulassung von 

Pflanzenschutzmitteln 

■ Geräteliste, Anwendungstechnik 

■ Gentechnikgesetz 

■ Chemikaliengesetz 

■ Resistenzprüfung 

■ Erstellung von Richtlinien und Grundsätzen 

FORSCHUNG & ADMINISTRATION 

Neuentwicklungen auf 

dem Prüfstand 

Über die Verzahnung von wissenschaftlichen Arbeiten 

und behördlichen Entscheidungen 

Wohlert Wohlers und Michael Welling (Braunschweig) 

Unter den Bundesforschungsanstalten im Geschäftsbereich des Bundesministeriums 

für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (BML) befinden sich Einrichtungen, die 

gleichzeitig auch als selbständige Bundesoberbehörden tätig sind. Diese Doppelkonstruktion 

spiegelt die Notwendigkeit wider, administrative Regelungen und Entscheidungen 

auch in äußerst komplexen naturwissenschaftlich-technischen Bereichen treffen 

zu müssen – und das gelingt oft nur, wenn auf wissenschaftlichen Sachverstand aus erster 

Hand zurückgegriffen werden kann. Pflanzenschutzmittel zum Beispiel werden in 

Deutschland von der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA) zugelassen. 

Die Entscheidung, ob und gegebenenfalls mit welchen Auflagen solche Zulassungen 

erteilt werden – eine Aufgabe der BBA als Behörde – wäre ohne das wissenschaftliche 

Fundament der BBA als Forschungsanstalt kaum tragfähig. 

8,7 % 

Die Aufgaben der Biologischen 

Bundesanstalt sind im wesentlichen 

im Pflanzenschutzgesetz festgelegt. 

Dazu kommen Tätigkeiten, die sich 

aus dem Gentechnikgesetz sowie 

aus dem Chemikalien- und dem Bundesseuchengesetz 

ergeben. Wie 

stark die wissenschaftlichen und ad- 


26,0 % 

Forschung, die mittelbar zu 

Hoheitsaufgaben führt 34,7 % 

■ Forschung zur Phytopathologie und 

zum Pflanzenschutz 

■ Forschungsmanagement, Bibliotheken, 

sonstige 

ministrativen Arbeitsfelder ineinandergreifen, 

zeigen die folgenden 

Beispiele. An der BBA sind fast zwei 

Drittel des wissenschaftlichen Personals 

mit hoheitlichen Pflichten betraut 

(Abb. 1). Dabei ermöglicht die Verzahnung 

von Forschung und Hoheitsaufgaben 

ein für eine Behörde 

schnelles Reagieren auf neue Entwicklungen 

im Bereich der Wissenschaft. 

PFLANZENSCHUTZ- 

MITTELPRÜFUNG 

Pflanzenschutzmittel dürfen in 

Deutschland nur in Verkehr gebracht 

werden, wenn sie durch die Biologische 

Bundesanstalt geprüft und zugelassen 

wurden. Die Einrichtungen 

zweier anderer Ministerien – das 

Umweltbundesamt (UBA) und das 

Bundesinstitut für gesundheitlichen 

Verbraucherschutz und Veterinärmedizin 

(BgVV) – wirken dabei als Einvernehmensbehörden 

mit. 

34 

Für inländische wie für importierte 

Pflanzenschutzmittel gelten heute 

hohe Anforderungen an den Schutz 

von Mensch, Tier und Umwelt. Geprüft 

wird nicht nur der Wirkstoff, 

sondern auch das Pflanzenschutzmittel 

als Ganzes mit all seinen Bestandteilen 

einschließlich der Formulierungsstoffe 

sowie seine Abbauprodukte. 

Dabei beschränkt sich 

eine Prüfung nicht nur auf das sorgfältige 

Studium der von den Herstellern 

gelieferten Unterlagen: Die 

BBA-Wissenschaftler führen in einzelnen 

Bereichen auch eigene Laborversuche 

oder chemische Analysen 

durch. Aufgrund der umfangreichen 

Prüfvorschriften gehören Pflanzenschutzmittel 

zu den am besten 

untersuchten Chemikalien überhaupt. 

Die Prüfung umfaßt fünf wichtige 

Bereiche: 

Wirksamkeit 

Pflanzenschutzmittel müssen hinreichend 

wirksam sein, sonst dürfen


Die Widerstandsfähigkeit von Zierpflanzen gegen Krankheiten wird erforscht (hier: 

Mehltau an Begonien) 

sie von der Biologischen Bundesanstalt 

nicht zugelassen werden. Dadurch 

soll unter anderem eine unnötige 

Umweltbelastung durch schlecht 

wirksame Mittel verhindert werden. 

Mit berücksichtigt wird bei der Prüfung 

auch, daß die Pflanzenschutzmittel 

zwar die Schaderreger verläßlich 

bekämpfen, die behandelten 

Kulturpflanzen aber nicht schädigen 

sollen. 

Da immer wieder Schadorganismen 

mit Resistenzen auftreten, ist die 

Wirksamkeitsprüfung ein dynamischer 

Prozeß mit permanentem Forschungsbedarf. 

Anwenderschutz 

Es muß gewährleistet sein, daß 

der Anwender – also der Landwirt, 

Gärtner oder Förster – bei einer 

sachgerechten und bestimmungsgemäßen 

Anwendung nicht gefährdet 

ist. Auch eine mögliche Langzeitgefährdung, 

wie zum Beispiel 

die Erkrankung an Krebs nach 20 

oder 30 Jahren, muß nach jeweiligem 

Stand der Forschung ausgeschlossen 

sein. 

Verbraucherschutz 

Es muß sichergestellt sein, daß 

die Rückstände von Pflanzenschutzmitteln 

im Erntegut beziehungsweise 

ihre Abbauprodukte so niedrig sind, 

daß die Gesundheit der Verbraucherinnen 

und Verbraucher nicht gefährdet 

wird. Die Lebensmitteluntersuchungsämter 

der Länder nehmen 

auf den Märkten und in Geschäften 

regelmäßig Proben und kontrollieren 

sie auf Rückstände. In der BBA werden 

diese Verfahren vor allem auf 

ihre Praktikabilität hin geprüft, so 

daß die Untersuchungsämter einheitliche 

Methoden verwenden können. 

Die Qualität heutiger Lebensmittel 

ist, wie die Kontrollen zeigen, sehr 

gut: Nur bei ca. 1 % der Untersuchungen 

werden noch – meist geringfügige 

– Überschreitungen der 

Rückstands-Höchstmengen festgestellt 

(Abb. 2). 

Boden, Wasser, Luft 

Das Verhalten der Pflanzenschutzmittel 

im Boden, im Wasser und in 

der Luft wird eingehend untersucht. 

Die Bodenfruchtbarkeit darf durch 

Pflanzenschutzmittel nicht beeinträchtigt 

werden. Beim Trinkwasser 

besteht ein so hohes Reinheitsgebot, 

daß von einem Quasi-Nullwert gesprochen 

werden kann: Die erlaubte 

Rückstands-Höchstmenge eines 

Pflanzenschutzmittelwirkstoffs im 

Trinkwasser beträgt 0,1 µg pro Liter 

(entspricht 1 Teil auf 10 Milliarden) 

und bewegt sich damit nahe an der 

derzeitigen Nachweisgrenze. 

35 

Abtrift von Pflanzenschutzmitteln 

ist seit langem ein Forschungsgebiet 

in der Biologischen Bundesanstalt. 

In welchem Ausmaß Pflanzenschutzmittel 

verdunsten können, wurde hingegen 

erst vor einigen Jahren durch 

umfangreiche und schwierige Versuche 

festgestellt. 

Zeitgemäße Analyseverfahren 

sind der Schlüssel für Untersuchungen 

zum Verbleib der Präparate. Am 

BBA-Institut für ökologische Chemie 

wurde zum Beispiel eine Methode 

entwickelt, mit der 180 Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe 

in einem einzigen 

Arbeitsgang nachgewiesen 

werden können. 

Belebte Umwelt 

Die Eigenschaften der Pflanzenschutzmittel 

auf die belebte Umwelt 

Abb. 2: Rückstände von Pflanzenschutzmitteln in Obst 

und Gemüse bzw. in Getreide (Untersuchungsergebnisse 

für das Jahr 1996) 

Obst und Gemüse 

Obst und Gemüse 

inländische Erzeugung 

ausländische Erzeugung 

1 % 4 % 

31 % 34 % 

68 % 62 % 

10 % 

Getreide 

inländische Erzeugung 

0,33 % 

90 % 

45 % 

Proben ohne Rückstände (nicht bestimmbar) 

Proben mit Rückständen bis einschl. der Höchstmenge 

Proben mit Rückständen über der Höchstmenge 

sind ein wichtiges und entscheidendes 

Prüfgebiet, da beim ‘Spritzen’ 

meist nicht nur die Schaderreger getroffen 

werden, sondern auch sogenannte 

Nicht-Zielorganismen. Um 

die Auswirkungen von Pflanzenschutzmitteln 

in dieser Hinsicht abschätzen 

zu können, muß jedes 


Getreide 

ausländische Erzeugung 

5 % 

50 %

Gentechnik: 

Mit einer 

„Genkanone” 

lassen sich 

fremde Gene in 

die Zellen von 

einkeimblättrigen 

Pflanzen 

(z. B. Mais) 

hineinschießen 


Präparat eine Reihe von Tests durchlaufen. 

Dabei werden bestimmte Organismen 

stellvertretend für die Vielzahl 

der in Frage kommenden Arten 

als Prüfobjekte ausgewählt. Richtlinien 

für diese Tests werden von BBA- 

Wissenschaftlern – teils in internationaler 

Zusammenarbeit – entwickelt 

und erprobt. Bestehende Richtlinien 

werden nach dem jeweils neuesten 

Wissensstand überarbeitet. In diesen 

Regelwerken sind zum Beispiel 

die Versuchstiere, die Versuchsdurchführung 

und die Auswertung der 

Tests beschrieben, so daß standardisierte 

Prüfungen möglich sind. 

Die Tests erfolgen in einem Stufensystem: 

Am Beginn stehen Laborversuche, 

in denen die direkte Giftigkeit 

(Toxizität) oder stark schwächende 

Effekte ermittelt werden. 

Langjährige Erfahrungen haben gezeigt, 

daß diese Versuche in der Regel 

den „worst case”, also den härtesten 

Test darstellen. Werden hier 

keine Gefährdungen festgestellt, so 

kann davon ausgegangen werden, 

daß die Mittel unter natürlichen Freilandbedingungen 

erst recht keine 

gravierenden Auswirkungen auf die 

getestete Art haben. Ist eine eindeutige 

Bewertung aufgrund dieser Labortests 

nicht möglich, so können 

aufwendigere Versuche unter praxisnahen 

Bedingungen folgen (z. B. im 

Freilandkäfig oder auf dem Feld). 


Bedenkliche Mittel werden entweder 

nicht zugelassen oder sind so 

gekennzeichnet, daß ein Anwender 

erkennt, ob beispielsweise Bienen 

oder Marienkäfer und andere Nützlinge 

geschädigt werden können. 

Auflagen und Anwendungsbestimmungen 

sollen gewährleisten, daß 

bestimmte Gefährdungen, zum Beispiel 

ein Eintrag in Gewässer, nicht 

eintreten können. Ihre Übertretung 

kann mit Bußgeld bis 100.000 DM 

geahndet werden. 

VERFAHREN IM 

UMBRUCH 

Zum 1. Juli 1998 ist eine Neufassung 

des Pflanzenschutzgesetzes in 

Kraft getreten, die die Richtlinie 

91/414/EWG der Europäischen 

Union zur Harmonisierung der 

Pflanzenschutzmittelzulassung in deutsches 

Recht umsetzt. Zwar ist eine einheitliche 

EU-Zulassung unter anderem 

wegen der großen klimatischen Unterschiede 

in Europa nicht vorgesehen, 

jedoch müssen die Mitgliedstaaten 

Zulassungen aus anderen Staaten 

übernehmen, wenn keine gravierenden 

Gründe dagegen stehen. Es können 

künftig nur Mittel zugelassen werden, 

deren Wirkstoffe EU-weit geprüft 

und akzeptiert sind. 

PRÜFUNG VON 

PFLANZENSCHUTZ- 

GERÄTEN 

Pflanzenschutzgeräte müssen 

gleichmäßig arbeiten und sicher für 

den Landwirt, Winzer oder Gärtner 

sein. Die BBA prüft die schriftlich eingereichten 

Erklärungen und Unterlagen 

für neue Geräte. Die Gerätetypen 

werden in die Pflanzenschutzgeräteliste 

eingetragen und im 

Bundesanzeiger bekanntgegeben. 

Nur die in dieser Liste verzeichneten 

Typen dürfen in Deutschland verkauft 

werden. Die Sicherheitsanforderungen 

für Pflanzenschutzgeräte sollen 

EU-weit harmonisiert werden. Auch 

36 

Der Kompostwurm Eisenia foetida ist 

Prüfobjekt, um die Auswirkungen von 

Pflanzenschutzmitteln auf Bodenorganismen 

zu beurteilen (Foto: H. Kula) 

hier trägt die BBA mit eigenen Forschungen 

dazu bei, einheitliche Regelungen 

zu erarbeiten. 

GENTECHNISCHE 

SICHERHEIT 

Die Regelungen zum Schutz der 

menschlichen Gesundheit und der 

Umwelt bei der Freisetzung und dem 

Inverkehrbringen gentechnisch veränderter 

Organismen sind EU-weit 

harmonisiert. 

Die Biologische Bundesanstalt 

muß – ebenso wie das Umweltbundesamt 

und in bestimmten Fällen 

auch die Bundesforschungsanstalt 

für Viruskrankheiten der Tiere – vor 

jeder Freisetzung in Deutschland ihr 

Einvernehmen geben, bevor ein entsprechender 

Antrag vom Berliner 

Robert-Koch-Institut genehmigt wird. 

Auch auf diesem Gebiet ist eine umfassende 

Begleitforschung unerläß-


lich, um gentechnische Sicherheitsfragen 

kompetent beurteilen zu können. 

Innerhalb der BBA wird federführend 

vom Institut für Pflanzenviro- 

Pestizide oder Pflanzenschutzmittel? 

Statt „Pflanzenschutzmittel” wird 

häufig das Wort „Pestizid” 

verwendet. Es leitet sich aus 

dem Englischen ab und umfaßt 

dort auch Mittel gegen Hygieneschädlinge 

und Lästlinge, 

z. B. Flöhe und Stechmücken 

(englisch: pests). Im Englischen 

gibt es unseren Begriff Pflanzenschutzmittel 

nicht, obwohl EUweit 

neuerdings der Ausdruck 

„plant protection products” 

verwendet wird. „Pestizid” stellt 

einen ungenauen Begriff dar 

und sollte deshalb vermieden 

werden. Im Gegensatz dazu 

sind die Begriffe „Herbizid” 

(gegen Unkräuter/Ungräser, 

engl. herbs), „Fungizid” 

(gegen Pilze) und „Insektizid” 

(gegen Insekten) unstrittig. 

logie, Mikrobiologie und biologische 

Sicherheit in Braunschweig für 

jeden Freisetzungsantrag eine umfassende 

Sicherheitsbewertung vorgenommen. 

Die Züchter müssen genaue 

Angaben machen über die 

verwendeten gentechnischen Methoden 

und über die Herkunft der 

neuen Gene. Die Gesamteigenschaften 

der transgenen Organismen 

sowie mögliche Auswirkungen 

auf den Naturhaushalt werden aufgrund 

der gelieferten Informationen 

und des durch eigene Arbeiten gewonnenen 

Fachwissens abgeschätzt. 

Beim Inverkehrbringen von 

gentechnisch veränderten Organismen 

durch Mitgliedstaaten der EU 

wirkt die BBA ebenfalls mit. In Europa 

wurden bisher für sechs verschiedene 

Kulturarten Genehmigungen 

erteilt, unter anderem für die viel diskutierte 

herbizidtolerante Sojabohne 

und für insektenresistenten Mais (Bt- 

Auch 

Pflanzenschutzgeräte 

wie dieses 

Recyclinggerät für 

den Weinbau müssen 

gesetzliche 

Anforderungen 

erfüllen 

Mais). International liegen inzwischen 

umfangreiche Erfahrungen mit 

gentechnisch veränderten Kulturpflanzen 

vor. 1998 wurden sie weltweit 

bereits auf rund 28 Mio. ha 

kommerziell angebaut, wobei die 

USA mit etwa 20 Mio. ha Anbaufläche 

führend sind. 

Die in Deutschland durchgeführten 

Freilandversuche mit transgenen 

Pflanzen werden von Forschungsprojekten 

begleitet, die auch ökologische 

Fragestellungen mit einbeziehen 

und wertvolle Daten für die Beurteilung 

eventueller Langzeitauswirkungen 

liefern. Das BBA-Institut für in- 

37 

tegrierten Pflanzenschutz in Kleinmachnow 

betreut beispielsweise einen 

mehrjährigen Feldversuch mit 

transgenem Raps und Mais, bei 

dem verschiedene Pflanzenschutzaspekte 

im Mittelpunkt stehen. Durch 

solche praxisnahen Untersuchungen 

läßt sich abschätzen, wie sich gentechnisch 

veränderte Kulturpflanzen 

in moderne Pflanzenschutzkonzepte 

einbinden lassen. 

FORSCHUNG 

FÜR VERBRAUCHER 

UND UMWELT 

Viele wissenschaftliche Arbeiten 

an der BBA fließen unmittelbar in die 

ihr gesetzlich übertragenen hoheitlichen 

Aufgaben ein. Die Anforderungen 

an die Zulassung von 

Pflanzenschutzmitteln werden ständig 

optimiert und an den Stand der 

Forschung angepaßt. Molekularbiologische 

Arbeiten erlauben es, 

Entwicklungen im Bereich der Gentechnik 

beurteilen und bewerten zu 

können. Praktische Feldversuche geben 

Auskunft über den Erfolg neuer 

Ansätze im Pflanzenschutz. 

Die Forschungen bilden damit die 

Grundlage für Entscheidungen zum 

Wohl der Verbraucher und des Naturhaushalts. 

■ 

Dr. W. Wohlers, Dr. M. Welling, 

Biologische Bundesanstalt für Landund 

Forstwirtschaft, Messeweg 11- 

12, 38104 Braunschweig 


WALDBÖDEN 

SIND LEBENDIG 

Etwa 4.000 bis 5.000 gut sichtbare 

Bodentiere (> 2 mm) wurden in 

Waldbodenfallen je Quadratmeter 

pro Jahr gefangen (vgl. Abb. 1). 

Rechnet man noch die mit bloßem 

Auge unsichtbaren Lebewesen hinzu, 

ergeben sich sogar Individuenzahlen 

in Größenordnungen von Billionen 

(10 12 ). Für diese Lebewesen 

stellt der Waldboden den notwendigen 

Lebensraum dar. 

Gleichzeitig sind die Waldbodenlebewesen 

aber auch für das 

Zustandekommen der Böden und 

den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit 

eine unabdingbare Voraussetzung. 

Sie ernähren sich von der alljährlich 

anfallenden Blattstreu und wandeln 

dabei (manchmal erst nach mehreren 

„Fraß-Hierarchien”) die in den 

pflanzlichen Resten gespeicherten 

Nährstoffe in pflanzenverfügbare 

Stoffe (Mineralien) um. 

Abhängig von den Standortbedingungen 

geschieht dieser Abbau 

unterschiedlich schnell. Etwa fünf 

Jahre dauert es zum Beispiel, bis in 

WALDÖKOLOGIE 

Zustand der 

deutschen Waldböden 

Auswirkungen anthropogener Einflüsse 

Barbara Wolff, Winfried Riek und Petra Hennig (Eberswalde) 

Die Böden der deutschen Wälder haben sich in den letzten Jahrzehnten deutlich verändert. 

Vor allem durch hohe Fremdstoffeinträge aus der Atmosphäre ist die Funktionsfähigkeit 

der Waldböden – regional in unterschiedlichem Ausmaß – beeinträchtigt. 

Um die Rolle des Bodens im Zusammenhang mit den Immissionsbelastungen 

der Waldökosysteme regional differenziert beurteilen zu können, wurde im Zeitraum 

von 1987-1993 eine bundesweite Bodenzustandserhebung im Wald (BZE) durchgeführt. 

Durch die anschließende Zusammenführung ausgewählter Inventurdaten konnte 

an der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft (BFH) erstmalig eine nach 

einheitlichen Kriterien erhobene nationale Datenbasis über den Waldbodenzustand und 

die Ernährungssituation der Waldbäume aufgebaut werden. 


einem typischen Buchenwald die 

Blattstrukturen in der Bodenstreu 

weitgehend zerstört sind, und erst 

nach weiteren fünf Jahren entstehen 

mineralische Substanzen und lösliche 

Humusstoffe, welche die 

Abb. 1: Anzahl von Waldbodentieren pro Quadratmeter und Jahr. Durchschnittliche 

Fangsummen aus 24 in vier Waldgebieten aufgestellten Bodenfallen 

(Photoeklektoren) (Graphik: U. Schulz) 

38

WALDÖKOLOGIE 

39 

schwarze Färbung der obersten Mineralbodenschicht 

verursachen (vgl. 

Abb. 2). In einem Auwald wird dagegen 

die Streu bereits in einem 

Jahr abgebaut. 

Im Verlauf der Evolution haben 

sich unterschiedliche Waldökosystemtypen 

an die verschiedensten 

Standortverhältnisse angepaßt, immer 

jedoch ist der Boden die Schaltstelle 

für den Stoffkreislauf in Wäldern. 

Hier findet das ökologische 

Zusammenspiel von biologischen 

(Tiere, Pflanzen), chemischen (z. B. 

Nährelementvorräte, Schadstoffkon- 

Abb. 2: Der Bohrkern zeigt die obersten 

Bodenschichten mit Blattstreu, zunehmender 

Zersetzung des organischen Materials 

und schwarzer Humusschicht 

zentrationen) und physikalischen 

(z. B. Wasser, Luft) Faktoren statt, 

dessen Ergebnis in der Bodenfruchtbarkeit 

zum Ausdruck kommt. Obwohl 

die im Boden wirksamen Regelmechanismen 

längst noch nicht 

alle erforscht sind, haben die Erfahrungen 

der Vergangenheit gezeigt, 

daß massive oder langanhaltende 

Eingriffe in dieses biologische Regelsystem 

gravierende Auswirkungen 

auch auf das Waldwachstum haben. 


WALDBÖDEN SIND SAUER 

Unter natürlichen Bedingungen 

wird Säure bei mikrobiellen Stoffumwandlungsprozessen, 

bei der Atmung 

der Wurzeln und der Festlegung 

von Nährelementen in der Biomasse 

gebildet. Auch periodische 

Störungen, wie etwa das Zusam- 

Abb. 3: Bodenprofil in einem Buchenmischwald: 

Der Bodentyp ist ein Sandbraun- 

Podsol; die vertikale Störung rührt von 

einem alten Wurzelkanal her 

menbrechen alter Waldbestände, 

können aufgrund der dann beschleunigt 

ablaufenden Mineralisierung 

der Humusschicht eine Erhöhung 

der Bodenacidität bewirken. 

Waldböden sind daher von 

Natur aus stets saurer als Ackerböden. 

Allerdings stellt diese natürliche 

Säurelast kein Problem für die Wälder 

dar: Die Waldböden können im 

Normalfall darauf mit chemischen 

Reaktionen reagieren, das heißt, sie 


WALDÖKOLOGIE 

sind in der Lage, die Säure abzupuffern. 

WALDBÖDEN 

WERDEN BEOBACHTET 

Untersuchungen aus den letzten 

20 Jahren in verschiedenen Waldökosystemen 

zeigen ernsthafte und 

außergewöhnlich schnell ablaufende 

Veränderungen des chemischen 

Waldbodenzustandes – verursacht 

durch Fremdstoffeinträge aus der Atmosphäre. 

Überdies kamen viele interdisziplinäre 

Forschungsprogramme zu 

dem Ergebnis, daß auch die seit 

Mitte der 70er Jahre in Deutschland 

großflächig auftretenden Waldschäden 

(Kronenverlichtungen) vielerorts 

auf Luftschadstoffe, die in den Boden 

eingetragen wurden, zurückzuführen 

sind. Von dem Filter-, Pufferund 

Stoffumwandlungsvermögen 

der Waldböden hängt es nämlich 

letztlich ab, ob die im Laufe der Jahre 

angesammelten Fremdstoffe zu 

ernsthaften Störungen der Lebensgemeinschaft 

Wald führen. 

BUNDESWEITE BODEN- 

ZUSTANDSERHEBUNG 

IM WALD (BZE) 

Um die Rolle des Bodens im Zusammenhang 

mit den Immissionsbelastungen 

der Waldökosysteme 

regional differenziert beurteilen zu 

können, wurde von 1987 bis 1993 

eine bundesweite Bodenzustandserhebung 

im Wald (BZE) durchgeführt. 

Dies geschah in Ergänzung 

zur jährlichen Waldzustandserhebung. 

Über ganz Deutschland wurde 

dafür ein regelmäßiges Gitternetz 

mit einer Maschenweite von 8x8 km 

gelegt. Jeder Gitternetzschnittpunkt 

stellt heute einen BZE-Stichprobenpunkt 

dar: Genau dort bzw. in der 

nahen Umgebung dieses Punktes 

wurde ein Bodenprofil gegraben 

(Abb. 3), Bodenproben und Humus- 

40 

proben entnommen sowie der 

Waldzustand eingeschätzt. Überdies 

wurden Nadel-/Blattproben 

gewonnen, um auch die 

Ernährungssituation der Waldbäume 

untersuchen zu können. 

Die BZE war Teil des bundesweiten 

Umweltmonitorings im Wald. 

Sie erfolgte in Regie der jeweiligen 

Bundesländer. Ausgewählte Inventurdaten 

wurden am BFH-Institut für 

Forstökologie und Walderfassung in 

Eberswalde zusammengeführt und 

ausgewertet. Dadurch war es erstmalig 

möglich, eine nach einheitlichen 

Kriterien erhobene und nach 

vergleichbaren Methoden analysierte 

nationale Datenbasis über den 

Waldbodenzustand und die 

Ernährungssituation der Waldbäume 

aufzubauen. 

Die vorliegenden Kennwerte erlauben 

regional differenzierte Aussagen 

über: 

■ das Ausmaß von Bodenversauerung 

und Basenverarmung, 

■ die Akkumulation von Schadstoffen, 

■ Risiken für Grund- und Quellwasser, 

■ Ungleichgewichte in der Baumernährung. 

Abb. 4: Zusammenhang zwischen pH-Wert und 

Basensättigung. In einem relativ engen Bereich 

um pH 4 kommt es zu einem starken Umschwung 

in der Basensättigung 

Basensättigung (%) 

100 

90 

80 

70 

karbonathaltige 

neutrale Böden 

60 

Bereich hoher 

Versauerungs- 

50 

40 

dynamik 

30 extrem 

20 

10 

0 

saure 

Böden 

2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 

pH-Wert in 0-10 cm Tiefe

Entnahme einer Bodenprobe 

Neben der Dokumentation des 

aktuellen Waldboden- und 

Ernährungszustandes liefert die BZE 

– vor allem im Zusammenhang mit 

künftigen Folge-Inventuren – Aussagen 

über Ausmaß, Dynamik und 

räumliche Verbreitung von Bodenveränderungen. 

WALDBÖDEN 

WERDEN SAURER 

Fallstudien haben zu dem Schluß 

geführt, daß anthropogene, säurebildende 

Stoffeinträge („Saurer Regen”) 

die bodeninternen Puffersysteme 

überfordern können. 

Ein Indiz für den Säurezustand 

des Bodens ist der pH-Wert. Er beschreibt 

die im Boden vorhandene 

Säurestärke. Absinkende pH-Werte 

weisen darauf hin, daß die Säurebelastung 

die Pufferrate der Böden 

übersteigt. Ab einem pH unter 4,2 

(Aluminium-Pufferbereich) gelangen 

zunehmend für Lebewesen schädliche 

Aluminium- (Al 3+ ), Eisen- (Fe 3+ ) 

und Wasserstoff-Ionen (H + ) in die 

Bodenlösung. Weil Säureeinträge 

auch zu stofflichen Umwandlungen 

im Boden führen können, ohne daß 

sich der pH-Wert merklich ändert, ist 

der pH-Wert allein noch kein aussagefähiger 

Kennwert zur Beschreibung 

von Versauerungserscheinun- 

WALDÖKOLOGIE 

gen. Die Basensättigung – das heißt 

der Anteil der austauschbar gebundenen 

basischen Nährelemente – ist 

dagegen ein guter Weiser für die 

Säureneutralisationskapazität der 

Böden. Mit ihr läßt sich bei Berücksichtigung 

des Ausgangsgesteins 

die Elastizität gegenüber weiteren 

Säureeinträgen beurteilen (vgl. Abb. 

4). 

Entsprechend der geochemischen, 

klimatischen und nutzungsgeschichtlichen 

Vielfalt der deutschen 

Waldböden war für den Säure-/Basenzustand 

eine hohe Variabilität zu 

erwarten. Gemessen an den erheblichen 

Unterschieden im Mineralbestand 

der einzelnen Gesteine 

(= Substrate) sind die aktuellen substratspezifischen 

Unterschiede im 

Oberboden (bis in 30 cm Tiefe) 

aber ausgesprochen gering. Lediglich 

die Kalkstandorte sowie Böden 

auf Basalt bzw. Diabas zeichnen 

sich durch eine bessere Ausstattung 

mit Nährelementen sowie höhere 

pH-Werte aus. 

Mehr als 80 % der untersuchten 

carbonatfreien Standorte befinden 

sich bis in die Tiefe von 30 cm in 

dem für viele Bodenlebewesen 

ungünstigen Aluminium- oder Eisenpufferbereich 

(pH < 4.2), mehr als 

60 % weisen geringe bis sehr 

geringe Basensättigungen auf 

(BS < 15 %). Tendenziell höhere 

pH-Werte, die nicht auf das Substrat 

zurückgeführt werden können, kennzeichnen 

das Nordostdeutsche Tiefland 

(vgl. Abb. 5). Dies wird auf die 

hier in der Vergangenheit vergleichsweise 

geringeren Säuredepositionen 

in Verbindung mit hohen Einträgen 

basischer Flugaschen zurückgeführt. 

Generell nimmt der Basenanteil 

mit zunehmender Tiefe zu. Im Unterboden 

(bis 140 cm Tiefe) weisen 

noch etwa ein Drittel der BZE-Standorte 

hohe Pufferreserven auf; insgesamt 

überwiegen aber geringe 

bis mäßige Basensättigungsgrade 

(BS 5–30 %). 

Die BZE-Stichprobe belegt, daß 

mit Ausnahme der Kalkstandorte von 

41 

einer flächendeckenden, weitgehend 

substratunabhängigen Versauerung 

und Basenverarmung im 

Oberboden ausgegangen werden 

muß. 

DIE BODENFRUCHTBARKEIT 

LEIDET 

Nimmt der pH-Wert ab, können 

wichtige Bodenlebewesen nicht 

mehr an der Zersetzung der Bodenstreu 

teilhaben. Die Streu sammelt 

sich, und die darin enthaltenen 

Nährstoffe werden (zumindest vorübergehend) 

dem Stoffkreislauf entzogen. 

Die BZE-Auswertung hat gezeigt, 

daß sich vor allem bei denjenigen 

Standorten, die schon von 

Natur aus nährstoffarm sind, derzeit 

der überwiegende Anteil der kurzbis 

mittelfristig verfügbaren Nährele- 

mente in der Humusauflage und 

nicht mehr im Mineralboden befindet. 

Durch die gleichzeitig zu beobachtende 

Basenauswaschung aus 

dem Mineralboden geraten die 

Waldökosysteme in eine zunehmend 

instabile Versorgungssituation. 

Insbesondere für Magnesium stellen 

sich bereits heute – schwerpunktmäßig 

in den Mittelgebirgslagen – 

Mangelsituationen ein. 

Bei der Bewertung der Ernährungssituation 

der Waldbäume anhand 

der Nadel-/Blattanalysedaten 

deutet sich überdies vor allem im 

nördlichen Teil Deutschlands eine 

Überernährung mit Stickstoff an. Zu- 


Bodenproben 

werden im 

Labor für die 

chemische 

Analyse 

vorbereitet


WALDÖKOLOGIE 

Abb. 5: Räumliche Verteilung der pH-Werte (in 10-30 cm Bodentiefe) im deutschen Bundesgebiet 

42

dem weisen alle beprobten Kiefern 

und Buchen sowie 59 % der Fichten 

erhöhte Schwefelgehalte auf, so 

daß von einer flächendeckenden, 

wenn auch regional unterschiedlich 

hohen, Schwefel-Immissionseinwirkung 

auszugehen ist. 

Die großräumige Immissionsbelastung 

der Waldböden zeigt sich 

auch bei der Betrachtung der 

Schwermetallgehalte in der Humusauflage. 

Auf 25 % bzw. 38 % der 

BZE-Standorte wurden Blei- und 

Kupfergehalte gemessen, die für 

wichtige Bodenorganismen im Stoffkreislauf 

der Wälder giftig sind. 

DIE WASSERQUALITÄT 

LEIDET 

Waldböden speichern das Niederschlagswasser 

und geben es nur 

langsam wieder ab. Im Verlauf der 

Versickerung durch den Waldboden 

wird das Niederschlagswasser von 

Schadstoffen gereinigt. Diese Filterwirkung 

von Waldstandorten ist für 

die Trinkwassergewinnung von essentieller 

Bedeutung. 

Heute ist jedoch festzustellen, 

daß die mit der Bodenversauerung 

einhergehende Mobilisierung von 

Aluminium, Eisen und Mangan zu 

erhöhten Konzentrationen dieser Elemente 

im abfließenden Sicker- und 

Oberflächenwasser der Wälder 

führt. 

Überdies stellt die Verlagerung 

von versauerungsbedingt mobilisierten 

Schwermetallen ein Gefahrenpotential 

für die Hydrosphäre dar. 

Die BZE-Auswertungen legen den 

Schluß nahe, daß in Belastungsgebieten 

mit hohen Schwermetalleinträgen 

aus der Atmosphäre davon 

auszugehen ist, daß bei den beobachteten 

niedrigen pH-Werten im 

Oberboden bereits größere Mengen 

Zink und Cadmium ausgewaschen 

worden sind. 

Angesichts der bedeutenden luftverfrachteten 

Stickstoffeinträge in 

Wälder und der Ansammlung von 

Stickstoff in den Humusauflagen der 

WALDÖKOLOGIE 

sauren Waldböden muß außerdem 

bei einem beschleunigtem Humusvorratsabbau 

mit erhöhten Nitratausträgen 

aus den betroffenen Waldökosystemen 

gerechnet werden. 

DIE WALDÖKOSYSTEME 

SIND GESTÖRT 

Wie die bundesweite Bodenzustandserhebung 

im Wald (BZE) gezeigt 

hat, sind die Filter-, Puffer- und 

Stoffumwandlungseigenschaften der 

Waldböden in vielen Regionen gestört. 

Erste integrierende Auswertungen 

von bodenchemischen und 

ernährungskundlichen Daten sowie 

den Ergebnissen der terrestrischen 

Waldzustandserhebung haben zudem 

Zusammenhänge zwischen 

dem Bodenzustand, dem Ernährungszustand 

und der Vitalität der 

Waldbäume deutlich werden lassen. 

Natürlich sind längst noch nicht 

alle Wirkungsmechanismen in 

Waldökosystemen bekannt. Durch 

die BZE konnte aber bereits jetzt sicher 

festgestellt werden, daß viele 

Waldböden ihre Aufgabe in einem 

funktionierenden Waldökosystem 

nur noch eingeschränkt wahrnehmen 

können. Die Selbstregulationsfähigkeit 

der Wälder ist überschritten, 

Vitalitätseinbußen der Waldbäume 

sind die Folge. Nur durch 

ein konsequentes, aber behutsames, 

umweltbewußtes Handeln wird es 

möglich sein, die eingetretenen 

Schäden teilweise zu beheben. 

Für die Forstwirtschaft bedeutet 

dies, aus standortangepaßten, 

IMPRESSUM 

FORSCHUNGSREPORT 

Ernährung – Landwirtschaft – 

Forsten 

2/1998 (Heft 18) 

Herausgeber: 

Senat der Bundesforschungsanstalten 

im Geschäftsbereich des Bundesministeriums 

für Ernährung, 

Landwirtschaft und Forsten 

43 

Schriftleitung & Redaktion: 

Dr. M. Welling 

Geschäftsstelle des Senats 

der Bundesforschungsanstalten 

c/o Biologische Bundesanstalt für 

Land- und Forstwirtschaft, 

Messeweg 11/12, 

38104 Braunschweig 

Tel.: 0531 / 299-3396 

Fax: 0531 / 299-3001 

E-mail: senat@bba.de 

Redaktionsbeirat: 

Dr. P.W. Wohlers, BBA Braunschweig 

Dr. H. Brüning, BAZ Grünbach 

möglichst tiefwurzelnden Baumarten 

stabile und – soweit standörtlich 

möglich – artenreiche Mischbestände 

herauszupflegen. Humusschonende 

Bewirtschaftungsweisen, die 

Vermeidung von Kahlschlägen sowie 

die Verringerung überhöhter 

Wildbestände sind dabei unbedingt 

zu berücksichtigen. 

Allerdings können Waldbewirtschaftungsverfahren 

– ebenso wie 

Bodenschutzkalkungen und Ergänzungsdüngungen 

– die Probleme 

nur begrenzt entschärfen. Eine weitere 

Reduzierung von Luftschadstof- 

fen und eine konsequente Luftreinhaltepolitik 

sind daher für die Erhaltung 

der Waldökosysteme zwingend 

erforderlich. ■ 

Dr. B. Wolff, Dr. W. Riek und P. Hennig, 

Bundesforschungsanstalt für 

Forst- und Holzwirtschaft, Institut für 

Forstökologie und Walderfassung, 

Postfach 10 01 47, 16201 Eberswalde 

Online-Redaktion: 

TAKO 

Auf dem Äckerchen 11 

53343 Wachtberg 

Tel.: 0228 / 9323213 

E-mail: frohberg@tako.de 

Konzeption, Satz und 

Druck: 

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Clemens-August-Str. 12-14 

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Tel.: 0228/969426-0 

Fax: 0228/630311 

Internet-Adresse: 

http://www.dainet.de/senat/ 

Bildnachweis: 

AgroConcept GmbH, Bonn 

D. Fraatz, BBA Braunschweig 

M. Welling, Braunschweig 

Erscheinungsweise: 

Der ForschungsReport erscheint 

zweimal jährlich 

Nachdruck, auch auszugsweise, 

mit Quellenangabe zulässig 

(Belegexemplar erbeten) 

ISSN 0931-2277 

Druck auf chlorfrei gebleichtem 

Papier 


Die Bodenversauerung 

kann 

Oberflächengewässer 

in 

Wäldern 

beeinträchtigen

Das Institut für 

Tierzucht und 

Tierverhalten 

ist ein 

ehemaliges 

Klostergut, 

eingebettet in 

den dörflichen 

Charakter ca. 

20 km 

nordwestlich 

von Hannover 

UMSTRUKTURIERUNG 

Seit dem 1. Januar 1998 werden 

das Institut für Tierzucht und Tierverhalten 

Mariensee und das Institut für 

Kleintierforschung Celle/Merbitz als 

Institut für Tierzucht und Tierverhalten 

Mariensee mit vier Außenstandorten 

(Trenthorst/Wulmenau, Celle, Höfer, 

Merbitz) weitergeführt. Die Außenstandorte 

werden in Folge des Rahmenkonzeptes 

des BML nach einem 

mehrstufigen Umsetzungskonzept in 

den nächsten Jahren geschlossen, wobei 

die Aufgaben an die FAL-Standorte 

Mariensee und Braunschweig (Geflügelernährung) 

verlegt werden. 

Auch fachliche Gründe sprechen für 

eine Umstrukturierung der Nutztierforschung 

der FAL mit Konzentration am 

Standort Mariensee: Bestehende, hi- 

PORTRAIT 

BUNDESFORSCHUNGSANSTALT FÜR LANDWIRTSCHAFT (FAL) 

Institut für Tierzucht und Tierverhalten 

Mariensee 

Rund 63 % der Verkaufserlöse der deutschen Landwirtschaft (ca. 38 Mrd. DM) stammen 

aus der tierischen Produktion. Die Hauptzielsetzung ist eine international 

wettbewerbsfähige Erzeugung hochwertiger Produkte für den menschlichen Konsum 

unter Berücksichtigung von Verbraucherwünschen, Gesundheit und Schutz der Tiere, 

Erhaltung der genetischen Vielfalt sowie Umweltverträglichkeit. Dabei ist die Tierproduktion 

auf eine ebenso wettbewerbsfähige wie innovative Forschung angewiesen. Das 

Institut für Tierzucht und Tierverhalten Mariensee erarbeitet als Ressortforschungsinstitut 

auf den genannten Gebieten wissenschaftliche Grundlagen als Entscheidungshilfe für 

das BML und erweitert den wissenschaftlichen Erkenntnisstand. 


storisch begründete Grenzen zwischen 

Groß- und Kleintierforschung 

sind nicht länger aufrecht zu erhalten. 

Wissensbasis, Fragen, Problemstellungen 

und Methodenrepertoire sind 

sehr ähnlich; Effizienz, Verbesserung 

und Optimierung der Nutzung verfügbarer 

Ressourcen durch fachliche und 

räumliche Zusammenführung von fünf 

auf einen Standort lassen eine Verbesserung 

der wissenschaftlichen Effizienz, 

der interdisziplinär-fachlichen Interaktion 

und der Wahrnehmung von 

Ressortaufgaben erwarten. 

Die künftigen Arbeitsschwerpunkte 

sind im „Wissenschaftlichen und organisatorischen 

Konzept der FAL für 

das Institut für Tierzucht und Tierverhalten” 

aus dem Jahre 1997 niedergelegt 

und nachfolgend verkürzt wiedergegeben. 

44 

FORSCHUNGSSCHWERPUNKTE 

Genetik und 

Genetische Ressourcen 

■ Züchtungs- und Populationsgenetik: 

Erarbeitung methodischer und theoretischer 

Kenntnisse vor allem im 

Bereich statistischer Modelle für die 

Tierzucht; Anwendung genetischstatistischer 

Verfahren unter Nutzung 

neuer biotechnologischer Entwicklungen; 

Planung und Bewertung 

von Zuchtprogrammen; Weiterentwicklung 

von wissenschaftlichen 

Grundlagen der Leistungsprüfung; 

Züchterische Einflüsse auf Verhaltensmerkmale(Verhaltensgenetik). 

■ Molekulargenetik und molekulare 

Marker: Nutzung molekularbiologischer 

Verfahren für die Züchtung; 

Aufklärung der Zusammenhänge 

von Struktur, Organisation und 

Funktion von Genen als Voraussetzung 

für den Gentransfer bei landwirtschaftlichen 

Nutztieren. 

■ Tiergenetische Ressourcen: Nutzung 

populationsgenetischer und 

molekulargenetischer Verfahren zur 

Identifizierung von Populationen; 

Erarbeitung von Methoden und 

Strategien zur Erhaltung nutztiergenetischer 

Ressourcen. 

Nutztierphysiologie 

■ Erarbeitung systemphysiologischer 

Zusammenhänge der Körperfunktion 

landwirtschaftlicher Nutztiere: 

Regulation des prä- und postnatalen 

Wachstums, Regulation der Reproduktion, 

Regulation des Verhaltens. 

■ Erforschung molekularer und physiologischer, 

besonders endokriner 

Regelsysteme: von Wachstum, Reproduktion 

und Adaptation und 

von Verhaltensäußerungen.

Produktqualität von landwirtschaftlichen 

Nutztieren ist mit Hilfe der Computertomographie 

bereits am lebenden Tier 

feststellbar 

■ Leistungsphysiologie der Tierproduktion: 

zur Erkennung und Bewertung 

von physiologischen Grenzen. 

■ Biologische Folgenabschätzung: 

von bio- und gentechnischen Verfahren, 

von züchtungsbedingten 

Veränderungen genomischer Expression. 

■ Entwicklung von Methoden in der 

Nutztierphysiologie: zur Abschätzung 

des Bedarfs der Tiere, zum 

Schutz der Tiere. 

Biotechnologie 

■ Entwicklung neuer Verwendungsmöglichkeiten 

und Nutzung landwirtschaftlicher 

Nutztiere (transgene 

Tiermodelle als Produktionsalternativen). 

■ Biotechnologie-Folgeabschätzung 

zum Schutz von Tier und Konsument 

(Molekulare und zellbiologische 

Regulation der frühen Embryonalentwicklung 

und Differenzierung 

– Genexpression). 

■ Entwicklung von Biotechnologien 

zur Erhaltung tiergenetischer Ressourcen 

(Reifung und Befruchtung 

von Oocyten und in vitro Entwicklung 

von Embryonen). 

■ Entwicklung biotechnischer Verfahren 

als Beitrag zur Sicherung der 

Ernährung der Weltbevölkerung. 

Haltung und Tierschutz 

■ Bewertung, Weiterentwicklung 

und Optimierung von Haltungs- 

PORTRAIT 

systemen unter Gesichtspunkten 

des biologischen Bedarfs, der Tiergesundheit, 

der Ökologie und der 

Ökonomie. 

■ Ermittlung des biologischen Bedarfs 

unter besonderer Berücksichtigung 

von Motivation, Furcht, Verhaltensontogenese, 

-adaptation, 

-rhythmizität und -expression bei 

Haltung und Transport. 

■ Untersuchungen zum Einfluß und 

zur Bedeutung natürlicher und technisch 

bedingter Umweltfaktoren 

auf Funktion und Verhalten von 

Nutztieren. 

■ Methodische Entwicklungen insbesondere 

zu tierschutzrelevanten 

Fragestellungen. 

Prozeß- und 

Produktqualität 

■ Interaktionen zwischen Produktqualität, 

Umwelt, Haltungsverfahren, 

Leistungsfähigkeit, Gesundheit und 

Hygiene. 

■ Magnet-Resonanz-Analysen von 

Körperzusammensetzung und von 

Qualitätsmerkmalen während des 

Wachstums und bei der Fleischerzeugung. 

■ Neue Methoden und Überprüfung 

der Qualitätsbewertung, Tiergesundheit 

und Bestandshygiene. 

■ Entwicklung, Erprobung und Einführung 

molekularbiologischer Methoden 

für die Diagnostik und Epidemiologie 

tier-, produkt- und prozeßhygienisch 

relevanter bakterieller 

Erreger. 

INFRASTRUKTUR 

Das Aufgabenspektrum des Instituts 

ist nur über eine Verstärkung des planmäßigen 

Wissenschaftlerstammes 

durch zahlreiche Gastwissenschaftler 

aus dem In- und Ausland sowie durch 

Drittmittel zu bewältigen. Darüber hinaus 

wird eine intensive Zusammenarbeit 

mit universitären und außeruniversitären 

Einrichtungen im In- und Ausland 

gepflegt. 

Neben Standardlaboratorien, (Biophysikalische 

Meßwerterfassung, 

45 

Molekularbiologie bis zur Sicherheitsstufe 

2, Hormonanalytik, Zellkultur, 

Mikrobiologie, Histologie, Verhaltensforschung 

einschließlich Bioakustik) 

verfügt das Institut über spezielle Versuchseinrichtungen 

für landwirtschaftliche 

Nutztiere (Magnet-Resonanz-Tomographie 

für Tiere, Hochgeschwindigkeitslaufband, 

Operationsräume, 

Klimastall, Brüterei, Schlachtanlagen 

u.a.m.). 

Die Versuchswirtschaften stehen für 

die versuchsmäßige Unterbringung 

und Versorgung von Rindern, Schafen, 

Schweinen, Pferden sowie Geflügel 

und Kaninchen mit modernen Stallungen, 

Ausläufen und schlagkräftiger 

Außenwirtschaft bereit. 

Das Institut nimmt Diplomanden, 

Doktoranden und Postdocs auf. Es ist 

anerkannte Weiterbildungsstätte für 

Tierärzte zum Fachtierarzt für Physiologie 

und Physiologische Chemie, Mikrobiologie 

sowie Reproduktionsmedizin. 

Außerdem ist es Ausbildungsstätte 

für Biologielaboranten, land- 

wirtschaftlich technische Assistenten/innen 

(Schwerpunkt Tierproduktion), 

für Tierwirte (Geflügel), für Handwerker 

(Feinmechaniker), landwirtschaftliche 

Gehilfen und Landmaschinenmechaniker. 

■ 

Prof. Dr. sc. agr. Dr. habil. Dr. h.c. 

Franz Ellendorff (M.Sc.), Bundesforschungsanstalt 

für Landwirtschaft 

(FAL), Institut für Tierzucht und Tierverhalten, 

Höltystraße 10, 31535 Neustadt 


Forschungsarbeiten 

zur 

Erhaltung 

genetischer 

Ressourcen 

(hier das 

Schwarzbunte 

Niederungsrind) 

und zur 

umweltgerechtenFlächenbewirtschaftung 

werden 

durch größere 

Tierbestände 

und Flächen 

ermöglicht

Dem Institut für landwirtschaftliche 

Kulturen (ILK) stehen nach dem Feinkonzept 

2005 für die Forschung im 

Ressortbereich des Bundesministeriums 

für Ernährung, Landwirtschaft 

und Forsten (BML) 35 Personalstellen 

aus Haushaltsmitteln zur Verfügung, 

davon zwölf Wissenschaftlerstellen. 

Aus Drittmitteln sind zur Zeit weitere 

acht wissenschaftliche und technische 

Mitarbeiter angestellt. 

Das ILK unterhält circa 2600 m 2 

Gewächshausfläche, zum Teil als klimatisierbareKabinengewächshäuser 

und S1-Gentechnik-Arbeitsbereiche, 

sowie rund 900 m 2 Molekularbiologie-, 

Biotechnologie-, Radionuklid-, 

Resistenzlaborflächen sowie 

sonstige Arbeitsräume. Gemeinsam 

mit dem Nachbarinstitut werden 

52 ha Versuchsfläche einschließlich 

Freisetzungsflächen bewirtschaftet. 

AUFGABEN 

Das ILK hat die Aufgabe, für ausgewählte 

landwirtschaftliche Kulturarten 

genetisch definiertes Basismaterial 

zu erstellen und effiziente Züchtungsmethoden 

zu erarbeiten. Hierbei 

stehen Aspekte der gesunden 

PORTRAIT 

BUNDESANSTALT FÜR ZÜCHTUNGSFORSCHUNG AN KULTURPFLANZEN 

Institut für landwirtschaftliche 

Kulturen, Groß Lüsewitz 

Mit der Gründung der Bundesanstalt 

für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen 

(BAZ) am 1. Januar 1992 

wurden am Standort Groß Lüsewitz bei Rostock 

drei Institute eingerichtet: Das Institut 

für Streßphysiologie und Rohstoffqualität, 

das Institut für Züchtung landwirtschaftlicher 

Kulturpflanzen und das Institut für 

Züchtungsmethodik landwirtschaftlicher 

Kulturpflanzen. Die beiden letztgenannten 

Institute wurden im Mai 1998 zum Institut 

für landwirtschaftliche Kulturen zusammengefaßt. 

Merkmalsgene für die markergestützte Selektion werden isoliert und charakterisiert 


Pflanze, der Produktqualität sowie 

der nachwachsenden Rohstoffe im 

Vordergrund. 

Die Auswahl der bearbeiteten 

landwirtschaftlichen Kulturpflanzen 

orientiert sich am langfristigen Forschungsbedarf 

sowie an den regionalen 

ökologischen und pflanzenbaulich-züchterisch 

relevanten Gegebenheiten. 

Die gegenwärtig bearbeiteten 

ca. 30 Forschungsprojekte 

befassen sich mit Raps und anderen 

Brassicaceen, Kartoffel, Gerste, Roggen, 

Hafer, Triticale und Weidelgräsern. 

ERSTELLUNG VON 

BASISMATERIAL 

Das ILK erstellt Ausgangsmaterial 

für die Pflanzenzüchtung mit genetisch 

definierten Merkmalen. Dafür 

werden sowohl klassische als auch 

biotechnologische und gentechnische 

Methoden angewendet. 

Arbeitsschwerpunkte bei der Kartoffel 

sind dauerhafte Resistenzen gegenüber 

dem Pilz Phytophthora infestans 

und Erregern der Knollenfäulen, 

Kaltlagerungseignung im Hinblick 

auf die Kartoffelverarbeitung und in 

46 

begrenztem Maße die Züchtung auf 

diploider Valenzstufe. Die Resistenzzüchtung 

bedient sich zum einen 

langfristig angelegter Kreuzungs- und 

Selektionsprogramme, um aus verwandten, 

kreuzbaren Wildarten der 

Kartoffel wertvolle Resistenzgene in 

das Genom der Kulturkartoffel einzulagern. 

Zum anderen werden auch 

nicht kreuzbare Solanum-Arten als 

Resistenzquelle genutzt, indem durch 

die Fusion zellwandloser Pflanzenzellen 

(Protoplastenfusion) die Genome 

verschiedener Partner miteinander 

kombiniert werden. 

Die züchterischen Aktivitäten bei 

Raps konzentrieren sich gegenwärtig 

auf die Bearbeitung der Ölqualität 

und die Nutzung der Selbstinkompatibilität 

als System der Befruchtungskontrolle. 

Für die Verwendung als 

nachwachsender Rohstoff können 

Rapsformen erzeugt werden, die besonders 

hohe Gehalte an bestimmten 

Fettsäuren im Samenöl aufweisen. 

Hierzu werden am ILK neben klassisch-züchterischen 

auch gentechnische 

Methoden angewandt, um 

durch die Übertragung von Genen 

aus ölreichen Wildpflanzen oder anderen 

Organismen das hohe natürliche 

Öl-Ertragspotential von Raps mit

der Fähigkeit zur Synthese spezifischer 

Fettsäuren zu kombinieren. 

Die Aktivitäten bei Getreide und 

Gräsern konzentrieren sich auf die 

Erzeugung krankheitsresistenten Materials 

unter Berücksichtigung der 

agronomischen Leistungsmerkmale. 

Schwerpunkte sind das Screening 

von Genbankmaterial und dessen 

Nutzung als genetische Ressource für 

Resistenzgene gegenüber Blattkrankheiten 

bei Roggen und Weidelgras, 

Virusresistenz bei Hafer sowie gegenüber 

Ähren- und Blattkrankheiten 

bei Triticale. 

ERARBEITUNG VON 

ZÜCHTUNGSMETHODEN 

Eine Reihe züchtungsmethodisch 

ausgerichteter Arbeiten befaßt sich 

mit der Entwicklung molekularer Marker 

für die markergestützte Selektion 

auf Resistenz- und Qualitätsmerkmale. 

Möglichkeiten zum Einsatz der 

Selbstinkompatibilität oder gentechnisch 

erzeugter männlicher Sterilität 

für die Züchtung bei Raps sind Gegenstand 

weiterer Projekte. 

Züchtungsmethodisch orientiert 

sind auch Arbeiten, die sich mit der 

PORTRAIT 

Sich aus Mikrosporen entwickelnde Raps- 

Embryonen in Flüssigmedium 

Entwicklung molekularer Nachweismethoden 

zur Identifizierung transgener 

Pflanzen im Züchtungsprozeß 

oder mit der Isolierung von Genen für 

die Befruchtungskontrolle bei Gräsern 

befassen. Im Bereich der biotechnologischen 

Verfahren wird nach 

Möglichkeiten gesucht, die züchterisch 

nutzbare genetische Variabilität 

bei Solanaceen und Brassicaceen 

durch Fusion von Protoplasten (zellwandlose 

Zellen) zu verbreitern. In 

weiteren Arbeiten werden Methoden 

Test auf Braunfäuleresistenz von Kartoffelknollen. Äußere Reihen: anfällige Genotypen 

mit gering bzw. stark ausgeprägter Verbräunung; mittlere Reihe: BAZ-Zuchtstamm mit 

hoher Resistenz 

47 

zur gentechnischen Bearbeitung von 

Kulturpflanzen optimiert. 

ARBEITSGRUPPEN 

Drei Arbeitsgruppen widmen sich 

den unterschiedlichen methodischen 

Aspekten der Forschungsprojekte. 

Die einzelnen Projekte werden integriert 

– das heißt möglichst unter Beteiligung 

jeder Arbeitsgruppe – bearbeitet. 

Am Beispiel der Forschungsarbeiten 

am Raps soll dies illustriert 

werden. 

In der AG „Biotechnologie” wird 

Raps mit Genkonstrukten unterschiedlicher 

Art transformiert, um die Ölqualität 

entsprechend den jeweiligen 

Zuchtzielen modifizieren zu können. 

Die transformierten Gewebe werden 

in vitro zu vollständigen Pflanzen regeneriert 

und den beteiligten externen 

Partnern für züchterische Arbeiten 

zur Verfügung gestellt. 

Die AG „Molekulare Züchtungsmethoden” 

charakterisiert transgene 

Rapslinien hinsichtlich der Anzahl 

eingefügter Genkopien. Für spezifische 

Transgene werden PCR-Assays 

entwickelt und optimiert, so daß mit 

ihnen Typisierungen mit hohem Probendurchsatz 

möglich sind. 

Die AG „Züchtung/Basismaterial” 

führt mehrjährige Freisetzungsversuche 

mit dem Ziel durch, die Merkmalsausprägung 

der eingeführten 

Gene unter Freilandbedingungen zu 

testen. Hierzu werden größere Mengen 

an Rapssamen im Feld produziert 

und zum einen im eigenen Labor 

in ihrer Fettsäurezusammensetzung 

charakterisiert. Zum anderen werden 

Samenpartien im Pilotmaßstab an Ölmühlen 

weitergegeben, welche die 

technologischen Parameter des transgenen 

Materials im Hinblick auf dessen 

industrielle Nutzung als nachwachsender 

Rohstoff testen. ■ 

Priv.-Doz. Dr. Peter Wehling, Bundesanstalt 

für Züchtungsforschung an 

Kulturpflanzen, Institut für landwirtschaftliche 

Kulturen, Rudolf-Schick- 

Platz 1, 18190 Groß Lüsewitz 


Biotechnologische 

Verfahren 

könnten in 

Zukunft 

die Tierkennzeichnung 

durch 

Ohrmarken 

ergänzen 

Bundesanstalt für 

Fleischforschung und 


Viruskrankheiten der Tiere 

Immunologische 

Ohrmarke für 

Rinder 

Biomarkierung als Alternative für die 

Herkunftssicherung? 

Wissenschaftler der Bundesanstalt 

für Fleischforschung und der 

Bundesforschungsanstalt für Viruskrankheiten 

der Tiere arbeiten zusammen 

an einem neuen, immunologischen 

Verfahren, mit dem sich 

die Herkunft von Rindern und Rindfleischprodukten 

überprüfen und 

zweifelsfrei nachweisen lassen soll. 

Hintergrund ist der „Rinderwahnsinn” 

BSE. Die Geschehnisse rund 

um diese Seuche haben das Vertrauen 

der Verbraucher in die Unbedenklichkeit 

von Lebensmitteln tierischer 

Herkunft, speziell Rindfleisch, 

stark beeinträchtigt. 

Der Herkunftssicherung und Kennzeichnung 

von Nutztieren kommt in 

diesem Zusammenhang eine steigende 

Bedeutung zu. Seit Anfang 

1998 gelten EU-weit einheitliche 

Vorschriften für die Kennzeichnung 

und Registrierung von Rindern. So 

müssen Kälber jetzt mit zwei Ohrmarken 

markiert werden, außerdem 

gibt es Tierpässe sowie neue Meldeund 

Registrierverfahren. Begleitet 


NACHRICHTEN 

werden diese Maßnahmen von der 

Rindfleischetikettierung. 

Ein Problem solcher konventioneller 

Dokumentationssysteme könnte – 

neben dem vergleichsweise hohen 

bürokratischen Aufwand – in einer 

fehlenden Fälschungssicherheit liegen 

(falsche Bescheinigungen, Daten 

etc.). Darüber hinaus kann die 

Herkunft von Produkten wie Milch 

und Fleisch nicht zweifelsfrei überprüft 

werden. 

Vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung 

von anderen Markierungsverfahren 

interessant, mit denen 

Nutztiere wie auch Lebensmittel auf 

natürliche Weise gekennzeichnet 

und ihre Herkunft zurückverfolgt werden 

können. 

Die Wissenschaftler aus Kulmbach 

und Tübingen setzen hier auf 

eine gezielte Biomarkierung. Das 

Verfahren basiert auf der Antikörperreaktion 

von Tieren nach Applikation 

von definierten Immunogenen 

und ist vergleichbar mit den Vorgängen 

bei einer aktiven Schutzimpfung. 

Würden Kälber mit Immunogenen 

behandelt, die eine gute Antikörperbildung 

hervorrufen und denen 

die Tiere natürlicherweise nie 

ausgesetzt sind, dann wäre über einen 

einfachen Nachweis der Antikörper 

im Blut jederzeit ein Rückschluß 

auf das verwendete Immunogen 

möglich. 

Auf dieser Basis wäre eine immunologische 

Kennzeichnung von Tieren 

in Erzeugerringen, Qualitätsprogrammen, 

einzelnen Bundesländern 

oder Staaten denkbar, wobei als 

Biomarker bestimmte Peptid-Immunogene 

einzeln oder in Kombination 

in Frage kommen. Da sich Anti-Peptid-Antikörper 

auch in Milch und 

Tropfsaft von Fleisch nachweisen lassen, 

wäre auf diese Weise nicht nur 

eine Kennzeichnung der Tiere 

selbst, sondern auch der von ihnen 

stammenden Lebensmittel möglich. 

Das neu entwickelte Verfahren ist 

den Wissenschaftlern mittlerweile 

patentiert worden. 

(M. Gareis, BAFF und M. Groschup, 

BFAV) 

48 


Landwirtschaft (FAL) 

Molekularbiologe 

der FAL erhielt zwei 

Förderpreise 

Neue Methode zur Diagnostik von Salmonellen 

entwickelt 

Dr. Stefan Schwarz vom FAL-Institut 

für Tierzucht und Tierverhalten ist 

im vergangenen Jahr für seine Forschung 

auf dem Gebiet der Tiergesundheit 

gleich doppelt ausgezeichnet 

worden. Für seine Arbeiten zur 

molekularen Typisierung von Salmonellen 

sowie zur Struktur, Regulation 

und Übertragbarkeit von Resistenzen 

bei Bakterien wurde ihm der 

Förderpreis der Akademie für Tiergesundheit 

verliehen. Zusätzlich hat 

ihn die Deutsche Veterinärmedizinische 

Gesellschaft mit dem Preis zur 

Förderung von Nachwuchswissenschaftlern 

geehrt. Sie würdigte damit 

seine Untersuchungen über Mechanismen 

der Rekombination von 

Resistenzplasmiden sowie seine Arbeiten 

auf dem Gebiet der molekularen 

Epidemiologie. Der habilitierte 

Tierarzt ist seit Oktober 1992 am Institutsstandort 

Celle tätig, wo er den 

Forschungsbereich ‘Molekulare Diagnostik’ 

aufgebaut und inzwischen 

zu internationaler Anerkennung geführt 

hat. (FAL) 

Zentralstelle für 

Agrardokumentation und 

-information 

Neuer 

Informationsservice 

der ZADI eröffnet 

Mit FIZ-AGRAR auf online-Recherche 

Ab sofort bietet die ZADI mit der 

Einstiegsseite FIZ-AGRAR (Fachinformationszentrum 

Ernährung, Landund 

Forstwirtschaft) das gesamte 

Spektrum der Agrardatenbanken, 

die auf ihrem Datenbankserver lie-

Das 

neue 

Gewächshaus 

in 

Großbeeren 

gen, zur online-Recherche an. Unter 

http://www.fiz-agrar.de ist der Service 

zu erreichen. 

Die Menüstruktur von FIZ-AGRAR 

unterscheidet die Datenbanken einerseits 

nach Fachgebieten wie 

Pflanzenproduktion, Tierproduktion, 

Ökonomie, andererseits nach Inhaltstypen 

wie Literatur, Fakten und Projekten. 

Zur Zeit werden 147 Datenbanken 

auf dem Server der ZADI 

betrieben. Zu jeder Datenbank liegt 

auf FIZ-AGRAR eine Kurzbeschreibung 

der Inhalte mit Angaben zu 

Umfang, Datenproduzent, Update- 

Intervall und Zugangsbedingungen 

vor. Mit FIZ-AGRAR verfügt der 

Agrarbereich der Bundesrepublik 

über eine strukturierte Sammlung 

wissenschaftlich fundierter Datenbanken 

mit einfach zu bedienenden 

Benutzeroberflächen. (ZADI) 

Institut für Gemüse- und 

Zierpflanzenbau e.V. 

Kabinengewächshaus 

eingeweiht 

Am 3. Juli 1998 wurde im Institut 

für Gemüse- und Zierpflanzenbau 

e.V. (IGZ) am Standort Großbeeren 

bei Berlin eine neue Klimagewächshausanlage 

in Betrieb genommen. 

Das Gewächshaus ist mit 16 Klimakammern 

à 64 m 2 ausgestattet. Die 

Wissenschaftler planen unter anderem, 

dort die Reaktionen von Pflanzen 

auf verschiedene Bedingungen 

in der Umgebung des Sprosses, teilweise 

in Kombination mit den Bedingungen 

in der Wurzelumgebung, 

zu untersuchen. Dazu sind so- 

NACHRICHTEN 

wohl die mikroklimatischen Bedingungen 

als auch die Wasser- und 

Nährstoffversorgung in den Kabinen 

unabhängig untereinander regelbar. 

Das IGZ hat die Aufgabe, wissenschaftliche 

Grundlagen für die 

Produktion von Gemüse und Zierpflanzen 

im Spannungsfeld zwischen 

Ertrag, Umwelt und Qualität 

zu schaffen. Die Kabinengewächshausanlage 

bietet den Forschern 

dazu viele neue Möglichkeiten nach 

neuestem Stand der Technik. (BML) 


Ernährung, Landwirtschaft und 

Forsten 

Förderungsgrundsätze 

jetzt im 

Internet 

Gemeinschaftsaufgabe „Verbesserung 

der Agrarstruktur und des 

Küstenschutzes” 

Die aktuellen Förderungsgrundsätze 

des Rahmenplans der Gemeinschaftsaufgabe 

„Verbesserung der 

Agrarstruktur und des Küstenschutzes” 

(GAK) sind mit weiteren Informationen 

zur GAK in das Deutsche 

Agrarinformationsnetz (DAINet) 

eingespeist worden. Die Internet- 

Adresse lautet: http://www. 

dainet.de/bml/gak. Bei der Gemeinschaftsaufgabe 

„Verbesserung 

der Agrarstruktur und des Küstenschutzes” 

handelt es sich um das 

wichtigste Instrument der nationalen 

Förderung der Agrarstruktur. Die 

GAK umfaßt eine Anzahl von Förderungsrichtlinien, 

die jährlich vom 

Bund und den Ländern gemeinsam in 

49 

einem Rahmenplan verabschiedet 

werden. Gefördert werden unter anderem 

benachteiligte Gebiete, extensive 

Produktionsmaßnahmen, die 

Dorferneuerung sowie Flurbereinigung 

und Flurneuordnung. 

Die Durchführung der Förderungsmaßnahmen 

ist Aufgabe der Länder. 

Finanziert werden die Maßnahmen 

zu 60 % vom Bund und zu 40 % von 

den Ländern; beim Küstenschutz ist 

der Bund zu 70 % beteiligt. 1973, 

also vor genau 25 Jahren, wurde der 

erste Rahmenplan umgesetzt. (BML) 


Fischerei 

Deutsches 

Forschungsschiff 

auf der 

EXPO 98 

Eine Forschungsexpedition 

in das Gebiet 

der Iberischen Tiefsee 

hat die Bundesforschungsanstalt 

für Fischerei 

(BFAFi) in der 

Zeit vom 14.08.- 

24.09.1998 durchgeführt. 

Am Ende dieser Reise lief das 

Fischereiforschungsschiff „Walther 

Herwig III” Lissabon an, wo es die 

deutsche Fischereiforschung als Beitrag 

auf der EXPO 98 vorstellte. Die 

Präsentation war ein großer Erfolg. In 

drei Tagen konnten mehr als 13.000 

Besucher das Forschungsschiff besichtigen. 

Die Schiffsbrücke, der Maschinenraum, 

die Laboratorien, das Forschungsgerät 

und eine Posterausstellung 

begeisterten das multinationale 

Publikum. 

Daneben gab es einen kleinen 

Empfang, zu dem portugiesische 

Meeresforscher, Vertreter der Deutschen 

Botschaft und Wissenschaftler 

des Marine Habitat Committee des Internationalen 

Rates für Meeresforschung 

(ICES), der zur gleichen Zeit in 

Cascais nahe Lissabon tagte, geladen 

waren. (H.-S. Jenke, BFAFi) 


Mehrere 

Tausend 

Besucher 

informierten 

sich an Bord der 

„Walther 

Herwig III” 

in Lissabon über 

die deutsche 

Fischereiforschung

Der Amerikaner 

Clive James 

informierte in 

seinem 

Eröffnungsvortrag 

über 

globale 

Aspekte der 

Vermarktung 

transgener 

Kulturpflanzen 

(Foto: G. Freyer) 

Biologische Bundesanstalt für 

Land- und Forstwirtschaft 

Biologische 

Sicherheit bei 

transgenen 

Organismen 

Internationales Symposium in Braunschweig 

„The Biosafety Results of Field 

Tests of Genetically Modified Plants 

and Microorganisms”: Unter diesem 

Titel haben sich 

zum fünften Mal 

Wissenschaftler 

aus zahlreichen 

Nationen zu einemErfahrungsaustausch 

über 

die Sicherheit 

bei gentechnischveränderten 

Pflanzen und 

Mikroorganismenzusammengefunden. 

Das 

Symposium, das 

vom 6.-10. September 

1998 in 

Braunschweig 

stattfand, war 

von der Biologischen Bundesanstalt 

für Land- und Forstwirtschaft (BBA) 

unter Beteiligung des United States 

Department of Agriculture (USDA) 

und der Europäischen Kommission 

organisiert worden. 

Vor dem Hintergrund 

der rasanten Entwicklung 

der Gentechnik – 

1998 wurden weltweit 

auf rund 28 Mio. ha 

gentechnisch veränderte 

Pflanzen angebaut – 

bot das Symposium 

den etwa 250 Experten 

ein Forum zur Diskussion 

von Fragen der 

biologischen Sicherheitsforschung, 

der Sicherheitsbewertung 

und der Standortbe- 


TAGUNGEN 

stimmung. Auf der Tagung wurde 

deutlich gemacht, daß sich das Risikopotential 

für Mensch, Tier und Umwelt 

aufgrund der bisherigen Erfahrungen 

als wesentlich geringer herausgestellt 

hat als anfänglich angenommen. 

Die umfangreichen Freilandstudien 

mit gentechnisch veränderten 

Pflanzen und Mikroorganismen 

und der weltweite kommerzielle 

Anbau transgener Pflanzen haben 

bisher zu keinen negativen Auswirkungen 

geführt. Es wurde bestätigt, 

daß die Anwendung der Gentechnik 

in der Landwirtschaft keine neuen 

Risiken gegenüber anderen Techniken 

birgt, die in der modernen Lebensmittelproduktion 

und -verarbeitung 

eingesetzt werden. 

Eine Bewertung der transgenen 

Pflanzen sollte aus wissenschaftlicher 

Sicht produktspezifisch in einer 

Fall-für-Fall Betrachtung erfolgen. Bedingt 

durch die schnelle Entwicklung 

und Nutzung neuer Eigenschaften 

(z. B. Salzresistenz, Trockentoleranz, 

Herstellung von Pharmaka in 

Pflanzen) muß auch die Sicherheitsbewertung 

ständig erweitert werden. 

Daher sind entsprechende Forschungsarbeiten 

und der Informations- 

und Erfahrungsaustausch außerordentlich 

wichtig. Es wurde beschlossen, 

sich weiterhin in regelmäßigen 

Abständen zu treffen: Das 

6. Symposium soll im Jahr 2000 in 

Kanada, das 7. Symposium 2002 

in China stattfinden. (BML, BBA) 

Transgene Kulturpflanzen 1996 – 98 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

Millionen Hektar 

1,7 

11 

50 

27,8 

1996 1997 1998 

Anbaufläche von transgenen Kulturpflanzen weltweit 

(ohne China) in Mio. ha (Quelle: Clive James, ISAAA). 

Zum Vergleich: 

Gesamte Ackerbaufläche Deutschlands: 12 Mio. ha 

Bundesanstalt für 

Fleischforschung 

Gentechnik und 

Ernährung 

BAFF bot ein Forum für die Diskussion 

von Zweifeln und Erwartungen 

„Novel Food – Gentechnik – 

Ernährung” war der Titel einer Podiumsdiskussion, 

mit der die Bundesanstalt 

für Fleischforschung ihre diesjährige 

„Kulmbacher Woche” – eine 

Veranstaltung rund um das Lebensmittel 

Fleisch – begann. Acht Vertreter 

aus Wissenschaft, Rechtsbereich, 

Verwaltung und Politik legten hier 

ihre Ansichten dar. Gleichsam als 

Motto stand dem Streitgespräch der 

Satz voran, mit dem Professor Hans 

Steinhart von der Universität Hamburg 

die Situation kennzeichnete: 

Mögen viele für oder gegen die Gentechnik 

sein, aufzuhalten ist sie nicht. 

Vor diesem Hintergrund war geradezu 

zwangsläufig der Begriff „gentechnikfrei” 

auf dem Tisch. Eine solche 

Deklaration läßt die EU für Lebensmittel 

zu, die kein neuartiges Erzeugnis 

im Sinne der Novel Food 

Verordnung sind. Die Wissenschaftler 

waren sich allerdings einig, daß 

sich das Nichtvorhandensein einer 

Eigenschaft der wissenschaftlichen 

Untersuchung entzieht. Die Deklaration 

„gentechnikfrei” kann daher nur 

als politischer Ansatz begründet werden. 

Dieses Problem hat seine Ursachen 

unter anderem in den Nachweismethoden. 

Diese können nur 

greifen, wenn bekannt ist, wonach 

gesucht werden soll. Das sei aber 

gerade nur bei Lebensmitteln mit gentechnischen 

Veränderungen gegeben, 

erklärte Professor Knuth Heller 

von der Bundesanstalt für Milchforschung 

in Kiel. Solche Veränderungen 

erfolgen immer in eng definierten 

Bereichen der Erbmasse und 

drücken sich folgerichtig auch nur in 

einem engen Spektrum von Merkmalen 

aus. Sie können daher relativ 

leicht analytisch nachgewiesen und 

kontrolliert werden. Dr. Ralf Greiner

von der Bundesforschungsanstalt für 

Ernährung in Karlsruhe relativierte 

diese Sicherheit jedoch im Hinblick 

darauf, daß in hochverarbeiteten 

Produkten ein Nachweis selbst bei 

Kenntnis der Veränderung häufig 

nicht mehr möglich sei. Aus dieser 

Sicht werde beispielsweise die Aussage 

des „gentechnikfreien Tomatenmarks” 

schwer nachzuprüfen sein. 

Die Ausführungen verdeutlichten, 

daß sich zwar eine Übertretung der 

Deklaration „gentechnikfrei” unter 

günstigen Bedingungen nachweisen 

ließe, nicht aber ihre Einhaltung. In 

einem Punkt wird es aber doch 

größere Sicherheit geben: Gentechnisch 

veränderte Produkte bedürfen 

einer Zulassung. In diesem Rahmen 

werden sie auf Herz und Nieren mit 

modernen Analysemethoden geprüft. 

Dabei geht es vor allem auch um 

das, was die Verbraucher besonders 

bewegt: um Allergien. Nach einhelliger 

Aussage der Wissenschaftler 

sind gerade gentechnisch veränderte 

Lebensmittel in positivem Sinne „Novel 

Food”, also neuartig. Denn erst 

diese Lebensmittel werden konsequent 

auf ihre allergieauslösende 

Wirkung geprüft. Sie sind damit in 

dieser Hinsicht sicherer als manches, 

was sonst auf den Tisch kommt. Trotzdem 

wurde von Dr. Wilbert Himmighofen 

vom Bundesernährungsministerium 

(BML) bekräftigt, daß keine 

Technologie – auch nicht die Gentechnik 

– ohne Risiken sei. Nicht alles 

zu machen, was machbar ist, ethische 

Grenzen einzuhalten und eben 

Risiken zu erkennen und zu kontrollieren, 

das mache diese für die Welternährung 

künftig so wichtige Wissenschaft 

auch sozial verträglich. 

Allerdings sehen die Kulmbacher 

Fleischforscher für das von ihnen betreute 

Lebensmittel die Situation ohnedies 

nicht so aufgeregt. „Was wir 

an Qualitätsmerkmalen von Fleisch 

auch auf lange Sicht erwarten können”, 

so schloß der Leiter der BAFF, 

Professor Klaus Troeger, die Diskussion, 

„das erreichen wir wie bisher mit 

ganz normaler Tierzucht und Tierhaltung”. 

(BAFF) 

TAGUNGEN 

Biologische Bundesanstalt für 

Land- und Forstwirtschaft 

Pflanzenschutz im 

Ökolandbau 

Wissenschaftler diskutierten mit Verbandsvertretern 

und Praktikern 

Am 18. Juni 1998 führte die Biologische 

Bundesanstalt für Land- und 

Forstwirtschaft (BBA) ein Fachgespräch 

zu dem Themenkreis „Pflanzenschutz 

im ökologischen Landbau 

– Probleme und Lösungsansätze” in 

Kleinmachnow durch. Im ersten Teil 

der Veranstaltung wurden vor dem 

Hintergrund der ab 1. Juli 1998 geltenden 

neuen Regelungen im Pflanzenschutzgesetz 

der Stand und die 

Probleme der Registrierung und Anwendung 

von Pflanzenstärkungsmitteln 

im ökologischen Landbau diskutiert. 

Im zweiten Teil wurde die Behandlung 

von Getreidesaatgut mit 

niederenergetischen Elektronen als 

Möglichkeit der Beseitigung von 

Schadorganismen, die am Saatgut 

anhaften, erörtert. Dabei zeigte 

sich, daß weiterer Forschungsbedarf 

vorhanden ist, insbesondere zur 

Klärung mittel- und langfristiger Auswirkungen 

dieser Behandlung auf 

die Saatgutqualität. (BML) 

Senatsarbeitsgruppe 

„Qualitätsgerechte und 

umweltverträgliche 

Agrarproduktion” 

Workshop über 

„Nachhaltige 

Landwirtschaft” 

Vom 20.–22. April 1999 lädt 

die Arbeitsgruppe „Qualitätsgerechte 

und umweltverträgliche Agrarproduktion” 

des Senats der Bundesforschungsanstalten 

zu einem Workshop 

über nachhaltige Landwirtschaft 

nach Braunschweig ein. 

Tagungsort wird das Forum der FAL 

in Braunschweig-Völkenrode sein. 

51 

Auf dem Workshop sollen der Stand 

der Forschung zur Nachhaltigkeit in 

der Landwirtschaft aufgezeigt sowie 

neue Methoden und Trends vorgestellt 

werden. Dabei wird der Bogen 

gespannt von integrierten Verfahren 

der Tier- und Pflanzenproduktion 

über Ressourcenschonung und Stoffkreisläufe 

bis hin zu sozioökonomischen 

Aspekten. Ein großzügiger 

Zeitrahmen soll genügend Platz für 

Diskussionen lassen. Ziel ist es, sich 

durch die Erarbeitung von Bewertungskriterien 

dem unscharfen, aber 

vielgebrauchten Begriff „Nachhaltigkeit” 

zu nähern. Darüber hinaus 

soll der Workshop als Informationsdrehscheibe 

und Projektbörse dienen 

und damit zur Zusammenarbeit 

anregen. (Senat) 

Institut für Agrartechnik 

Bornim e. V. 

Computer- 

Bildanalyse in der 

Landwirtschaft 

Zum fünften Mal in Folge findet 

am Institut für Agrartechnik Bornim 

e. V. (ATB) ein Workshop zur Anwendung 

der Computer-Bildanalyse 

in der Landwirtschaft statt. Die zusammen 

mit der Senatsarbeitsgruppe 

„Qualitätsgerechte und umweltverträgliche 

Agrarproduktion” 

organisierte Arbeitstagung ist für 

den 04. Mai 1999 in Potsdam 

geplant. Ziel des Workshops, der 

sich vorwiegend an Wissenschaftler 

und Ingenieure aus Forschungseinrichtungen 

richtet, ist der Austausch 

von Informationen und Erfahrungen 

zu spezifischen Anwendungen der 

Computer-Bildanalyse. Schwerpunkte 

sind die Erkennung von Pflanzen 

und Pflanzenbeständen, die Klassifikation 

biologischer Objekte und die 

Auswertung von Bildinformationen. 

Interessenten können sich an 

Dr. Bernd Herold vom ATB in Potsdam-Bornim 

wenden (e-mail: 

bherold@atb-potsdam.de) . (ATB) 


Senat der Bundesforschungsanstalten im Geschäftsbereich 

des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten

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