mini|Goldener Reis (hinten) im Vergleich zu konventionellem Reis (vorne)
Goldener Reis () ist eine Reissorte, die durch gentechnische Verfahren erhöhte Mengen an β-Carotin (Provitamin A) enthält. Die Entwicklung wurde 1992 von den Biologen Ingo Potrykus und Peter Beyer angestoßen. Die ersten Ergebnisse wurden 2000 in ScienceXudong Ye et al.: Engineering the provitamin A (beta-carotene) biosynthetic pathway into (carotenoid-free) rice endosperm. In: Science. Band 287, Nummer 5451, Januar 2000, S. 303–305. PMID 10634784. veröffentlicht und unter anderem Gegenstand einer Coverstory des Magazins Time unter dem Titel Dieser Reis könnte jedes Jahr Millionen Kindern das Leben retten. Die damit verbundenen Anliegen haben sich aber aus verschiedenen Gründen nicht erfüllt. mini|Vitamin-A-Mangel weltweit, rot klinische Auswirkungen, grün keine Relevanz (Stand 1995) Ziel des Projekts war laut Potrykus und Beyer die Bekämpfung des in vielen Entwicklungs- und Schwellenländern häufigen Vitamin-A-Mangels. Der Goldene Reis gilt dabei – je nach Standpunkt – als Vorzeigeprojekt oder als Trojanisches Pferd der transgenen Grünen Gentechnik. Umwelt- und Antiglobalisierungsorganisationen kritisierten den Goldenen Reis. Dies führte in einzelnen Ländern zu vermehrten Überprüfungen, die sich unter anderem im 2003 verabschiedeten Cartagena-Protokoll wiederfinden.
Dessen ungeachtet wurde der Goldene Reis und das ihn vertretende Konsortium unter anderem mit dem 2015 Patents for Humanity Award des US-Patentamtes ausgezeichnet, der die Anwendung und Freigabe von patentierten Technologien für globale humanitäre Anwendungen ehrt. Beyer und Potrykus wurden wegen ihres Engagements für den Goldenen Reis weltweit bekannt und geehrt. Laufende Feldforschung zum Goldenen Reis wird unter anderem in den USA, Vietnam und den Philippinen durchgeführt, die private Bill-und-Melinda-Gates-Stiftung ist der größte Geldgeber. Eine Weiterführung ist das Projekt ProVitaMinRice, welches sich darum bemüht, den Goldenen Reis mit weiteren lebenswichtigen Mikronährstoffen anzureichern.
Hintergründe In Südostasien ist Reis oft neben Milch das Hauptnahrungsmittel. Weißer Reis ist poliert und wird aus ästhetischen Gründen gegenüber dem nichtpolierten (hand milled) Reis bevorzugt. Weißer Reis hat ein höheres Prestige.Penny Van Esterik: (PDF). In: Crossroads: An Interdisciplinary Journal of Southeast Asian Studies. Vol. 2, No. 1, 1984, S. 46–58, Northern Illinois University Center for Southeast Asian Studies, S. 47. (Volltext) Da polierter Reis weniger Nährstoffe hat, kann die Beliebtheit von poliertem Reis negative gesundheitliche Auswirkungen haben. Bei fettarmer Mangelernährung ist die Aufnahme von Nährstoffen eingeschränkt, Reis selbst ist die Hauptfettquelle bei den betroffenen Menschen.
Die Substitution von herkömmlichen Reis mit Provitamin-A-haltigem Goldenem Reis soll das Vitamin-A-Defizit mindern. Kritiker führen an, dass der Goldene Reis wegen seiner gelblichen Farbe möglicherweise nicht akzeptiert wird. Die Komplexität des Problems der Mangelernährung, welche auf soziale, ökonomische und kulturelle Faktoren zurückzuführen ist, lege nahe, die Lösung nicht in einer einzigen agrartechnischen Entwicklung zu suchen.Rüdinger Hahn: Multinationale Unternehmen und die „Base of the Pyramid“ – Neue Perspektiven von Corporate Citizenship und Nachhaltiger Entwicklung. Gabler Verlag, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8349-1643-3, S. 205 (teilweise einsehbar bei Google Books) Goldener Reis würde zwar den Vitamin-A-Mangel signifikant reduzieren, doch die sonstigen Erscheinungen der Mangelernährung unberührt lassen und zudem die Bauern in Abhängigkeit von den Agrargroßkonzernen lassen.Friedrich Glauner: Elemente einer Nahrungsmittelethik. In: Christoph Schank, Kristin Vorbohle (Hrsg.): Perspektive Nahrungsmittelethik. Rainer Hampp Verlag, München/Mering 2014, ISBN 978-3-95710-023-8, S. 70. Laut Greenpeace seien Mangel- und Unterernährung in der Regel ein Zeichen von Armut. Die Folgen des Vitamin-A-Mangels wären besser mit einer Kombination aus der Abgabe von hochdosierten Vitamin-A-Tabletten, Beimischungen in Grundnahrungsmitteln und einer Förderung von Obst- und Gemüsegärten abzustellen.Dirk Zimmermann: Mit bewährten Methoden gegen Vitamin-A-Mangel. „Goldener“ Reis – eine gefährliche Illusion. auf Greenpeace.de, 14. Januar 2014. Greenpeace berief sich dabei auf Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zum konventionellen Vorgehen.WHO: Micronutrient deficiencies Vitamin A deficiency, 2015. Gemäß einer 2012 veröffentlichten Studie erschweren dies eine monokulturelle Ausrichtung der Subsistenzwirtschaft, mangelnde Infrastruktur, Zugänglichkeit und Bildungsferne. Den Autoren der Studie zufolge seien Betroffene mit modifiziertem Saatgut und nährstoffreicheren Sorten sicherer zu erreichen. Studien zur Anwendung von Vitaminpillen in Äthiopien ergaben, dass diese als kurzfristige Krisenintervention hilfreich seien, sich jedoch Maßnahmen zu einer nachhaltigen Lebensmittelversorgung anschließen müssten, ebenso sei es erforderlich Personen mit geringem Einkommen hinsichtlich der Ernährung zu unterstützen. Selbst die (konventionelle) systematische Anreicherung von Grundnahrungsmitteln scheitert (2015) in manchen Ländern Afrikas nach wie vor am Fehlen selbst einfachster Voraussetzungen.
Feldversuche mit Goldenem Reis wurden zunächst 2004 in den USA im Bundesstaat Louisiana durchgeführt. Die USA haben das Cartagena-Protokoll nicht unterzeichnet. Nach längeren Genehmigungsverfahren und zum Teil heftigen örtlichen KontroversenHuan Lou: Golden Rice War in the Philippines: A Ban on Golden Rice Research Is Not a Wise Move following the Judicial Ban on Bt Eggplant Field-Testing. In: Minnesota Journal of International Law. 24, 2015, S. 101. wurden ab 2008 auch in Entwicklungsländern wie den Philippinen,Roukayatou Zimmermann, Matin Qaim: Potential health benefits of Golden Rice: a Philippine case study. In: Food Policy. (29), 2004, S. 147–168. in BangladeschReaz Ahmad: Indien und in Vietnam Freilandtests durchgeführt. Goldener Reis wurde in lokale Sorten eingekreuzt; es wurden die zur Zulassung als Kulturpflanze notwendigen Tests durchgeführt. In einigen dieser Länder sind bereits natürlich entstandene Farbvarianten wie Grüner (Vietnam) oder Roter Reis (Philippinen, Indien) etabliert.
Die beim Goldenen Reis gewählte Technologie stellt wegen der Übertragung von artfremdem Erbgut von einem Organismus auf den anderen eine besonders umstrittene Gentechnikvariante dar. Potrykus hatte selbst große Hoffnung in den Ansatz gesetzt, stieß aber auf vehemente Widerstände. Die Herstellung von transgenen Organismen wird auch bei humanitär motivierten Vorhaben wie dem Goldenen Reis von einigen Philosophen und Ethikern als Hybris, als grundsätzlich falscher Umgang mit der Natur und dem Menschen nicht zustehende Manipulation der Natur abgelehnt.Ronald D. Sandler, Philip Cafaro: Environmental Virtue Ethics. Rowman & Littlefield, 2005, S. 224–228. Demgegenüber wird auf den grundsätzlich manipulativen Charakter von Landwirtschaft wie Unterschiede bei gentechnischen Verfahren und den so modifizierten Lebewesen verwiesen, die ein solches prima facie Argument unwirksam machten. Ethische Aspekte des Goldenen Reises und der Gentechnik wurden auch bei einer Tagung der Päpstlichen Akademie der Wissenschaften 2009 besprochen, Potrykus fand dabei Anerkennung und Unterstützung für sein Projekt.
Die Entwicklung eines massenhaft anwendbaren Reises mit ausreichenden Vitamingehalten war auch nach 2000 nicht so einfach wie anfangs dargestellt. Die einst besprochenen ersten Entwicklungsstufen des Goldenen Reises hatten deutlich zu geringe Vitamin-A-Gehalte, die verwendeten Sorten und Kultivare waren für den Einsatz in Entwicklungsländern wenig tauglich. Die Lebensbedingungen der Menschen in Vitamin-Mangelgebieten, extreme Armut und geringe Verfügbarkeit von Fetten als Nahrungsmittel schränken die Aufnahme aus dem Reis selbst auch ein. Die patentrechtlichen und zulassungstechnischen Vorgaben und nicht zuletzt der finanzielle Aufwand für Forschung und Entwicklung sind vergleichsweise hoch. Die möglichen Einnahmen aus Nahrungsmitteln mit gentechnisch veränderten Organismen sind gerade wegen der humanitären Ausrichtung auf Menschen in extremer Armut deutlich geringer als in der mittlerweile akzeptierten Roten Gentechnik. Konkurrenz erwuchs dem Goldenen Reis unter anderem mit dem Harvest-Plus-Programm, bei dem versucht wird, entsprechend nährstoffreichere Sorten durch klassische Züchtungsansätze herzustellen. Nicht zuletzt hat sich die Ernährungssituation, insbesondere in Asien, seitdem bereits unabhängig von den Reisvarianten aus wirtschaftlichen Gründen verbessert.
Genetische und biochemische Grundlagen mini|150px|Eine einfache Übersicht über die Biosynthese von β-Carotin in Goldenem Reis. Die betreffenden Enzyme sind rot gekennzeichnet.
Nach Angaben von Peter Beyer, dem Mitbegründer des Projekts, ist die genetische Variabilität von Reis zu klein, um mit konventionellen Züchtungsverfahren den Gehalt an β-Carotin im Reiskorn selbst zu steigern. Soll der Gehalt gesteigert werden, müssten Gene aus anderen, karotinbildenden Pflanzen eingeführt werden.Peter Beyer: Golden Rice and ‘Golden’ crops for human nutrition. In: New Biotechnology. 27, Nr. 5, 2010, S. 478–481. Die Anwendung der Gentechnik bei der Bekämpfung von Mangelernährung ist nicht auf transgene und darüber mit Nährstoffen angereicherte Sorten eingeschränkt. Andere gentechnische Verfahren sind mittlerweile in der Präzisionszucht zum Mainstream geworden.
Die Verwendung von gentechnischen Tracerverfahren hat mit zu den erfolgreichsten Sortenneuzüchtungen bei Reis in Entwicklungsländern, etwa der gegen zeitweises Untertauchen resistenteren indischen Sorte Swarna, beigetragen. Diese wurde innerhalb kurzer Zeit zu einer der beliebtesten indischen Reisvarianten und ermöglicht deutlich höhere und verlässlichere Ernteerfolge. Ebenso werden bestehende Reissorten mit gentechnischen Methoden nach gesundheitliche Auswirkungen beim Konsum untersucht. Die genannte Swarna gilt genetisch bedingt als weniger diabetesauslösend als andere konventionell gezüchtete Reissorten.
Nicht veränderte Carotin-Biosynthese im Reis Das Molekül Geranylgeranyldiphosphat (GGPP) steht am Eingang der Carotin-Biosynthese. β-Carotin wird auch Provitamin A genannt, da es eine Vorstufe von Vitamin A ist und im menschlichen Körper in Retinol umgewandelt wird.
Die Verfügbarkeit von GGPP begrenzt alle nachfolgenden Schritte der Bildung von Carotin in der Pflanze. Zwei GGPP-Moleküle werden vom Enzym Phytoensynthase (PSY) zu einem Molekül Phytoen verbunden. Damit aus Phytoen β-Carotin werden kann, muss es eine Reihe weiterer chemischer Umwandlungen durchmachen. Diese Umwandlungen werden durch je spezifische weitere Enzyme katalysiert. Insbesondere müssen die pflanzlichen Enzyme Phytoendesaturase (PDS), ζ-Karotindesaturase (ZDS) und Carotin-cis-trans-Isomerase (CRTISO) vorhanden sein. Die drei Enzyme bilden aus Phytoen all-trans-Lycopin. Dieses Molekül hat eine rote Färbung. all-trans-Lycopin wird schließlich durch eine β-Lycopincyclase (β-LCY) zu β-Carotin umgewandelt werden.
Die drei Enzyme PDS, ZDS und CRTISO werden in den grünen Pflanzenteilen, vor allem den Blättern, von der Reispflanze gebildet. Sie sind dort an der Bildung von Carotin beteiligt. Im Reiskorn selbst (dem Endosperm) sind die Enzyme jedoch ganz oder fast vollständig herunterreguliert. Das gelbe β-Carotin wird daher im Reiskorn nicht gebildet; der Reis erscheint weiß.
Genetische Veränderungen beim Goldenen Reis Das Ziel der genetischen Veränderungen war es, im Reis-Endosperm einen aufeinander abgestimmten Satz an Enzymen so stark ausprägen zu lassen, dass in nennenswertem Umfang β-Carotin gebildet wird.