Die gentechnisch orientierten Pflanzenzüchter der Zukunft werden sich immer weniger mit ganzen Pflanzen beschäftigen. Sie arbeiten mit einzelnen Zellen. Durch mechanisches Zerkleinern und anschließende Behandlung mit speziellen Enzymen lassen sich Pflanzen in die Bestandteile zerlegen. Wie bei allen Lebewesen enthält der Kern jeder Zelle, auf der Erbsubstanz Desoxyribonucleinsäure – kurz DNA – gespeichert, das genetische Steuerprogramm für den Aufbau einer neuen ganzen Pflanze. Einzelne Zellen vieler verbreiteter Pflanzenarten – zum Beispiel Kartoffel, Tomate, Tabak, Spargel oder Erdbeere, aber (noch) nicht die wichtigen Getreidearten – lassen sich durch Behandlung mit Pflanzenhormonen und Nährstoffen problemlos wieder zu vollständigen Pflanzen entwickeln. Auf diesem Wege gewinnen Züchter heute schon in der kommerziellen Saatgutherstellung von Erdbeeren aus einer Mutterpflanze Tausende virusfreier, genetisch gleichartiger Nachkommen, sogenannte Klone. "Geklonte Erdbeeren" sind bereits auf dem Markt.

Tomoffeln und Kamaten

Stellvertretend für die ganze Pflanze wird die einzelne Zelle zum Objekt züchterischer Manipulationen. So schrumpfen große Versuchsfelder auf Reagenzglasformat. Umfangreiche Versuchsserien, in denen zig Millionen Pflanzen auf Eigenschaften wie Widerstandsfähigkeit gegenüber bestimmten Schädlingen, Kälte oder Salz im Boden getestet werden, beanspruchen kaum mehr als eine Ecke auf dem Labortisch.

Auf der Stufe der einzelnen Zelle wird die Pflanze gentechnisch manipulierbar. Durch Verschmelzung zweier Einzelzellen schuf der Tübinger Pflanzengenetiker Professor Georg Melchers, einer der international renommierten Pioniere dieser neuen Forschungsrichtung, zusammen mit zwei Kollegen 1978 bizarre Mischpflanzen aus Kartoffel und Tomate. Melchers Pflanzenbastarde, "Tomoffeln" und "Kamaten", blieben freilich unfruchtbar.

Eine Stufe weiter gelangten gemeinsam Wissenschaftlerteams der Universitäten Brüssel und Gent sowie des Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung in Köln. Um fremdes Erbmaterial in Pflanzen einzuschleusen, verwendeten sie ein sogenanntes Plasmid des Bodenbakteriums Agrobakterium tumefaciens. Dieses Ti-Plasmid ist ein ringförmiges Stück Erbsubstanz, das aus dem Bakterium in die Pflanzenzelle eindringt und sich in deren Erbsubstanz fest verankert. Dort löst es krebsartige Wucherungen aus, sogenannte Wurzelhalsgallen, aus denen sich das Bakterium ernährt. Durch gezielte Veränderung des genetischen Steuerprogramms gelang es den Forschern, das parasitische Ti-Plasmid in ein brauchbares Vehikel zur Übertragung fremder Erbsubstanz in Pflanzen zu verwandeln. Mit Hilfe ihres gezähmten Plasmids schleusten sie anschließend eine ganze Anzahl verschiedener Menschen-, Tier-, Pflanzen- und Bakteriengene in Tabak ein.

Wissenschaftler dieser Teams schufen Tabakpflanzen, die zum Beispiel Gene für ein Blutprotein von Kaninchen in sich trugen oder für ein Interferon, mit dem sich der menschliche Organismus gegen Viren schützt. Und im Gegensatz zu Melchers Tomaten-Kartoffel-Bastarden, in denen sich Zehntausende Gene zweier Pflanzenarten wahllos vermischt hatten, sind diese Produkte einer gezielten Übertragung einzelner Gene fruchtbar. Sie vererben das fremde Gen auf ihre Nachkommen. Das fremde Erbmaterial ist fest in die Pflanze integriert. Diese modifizierten Tabakpflanzen sind die ersten genetisch umkonstruierten höheren Lebewesen überhaupt – eine bewundernswerte wissenschaftliche Ersttat.

Ziel solcher abenteuerlich anmutenden Versuche ist nicht, wie der deutsche Wissenschaftssoziologe Rainer Hohlfeld glossiert, die "Fritten mit Ketchup-Pflanze" zu ziehen oder gar Raucher durch Interferon-Tabak gegen Krebs rückzuversichern. Pflanzengenetiker arbeiten heute vielmehr das wissenschaftlich-technische Instrumentarium aus, mit dem sie zukünftig gezielt in die biologische Maschinerie der Pflanze eingreifen können.