CMS-Hybriden im Gemüsebau – Grundlagen, Kritik und Marktsituation
Immer wieder flammt die Diskussion um das Verbot von CMS-Sorten bzw. Sorten aus Zellfusion auf Bio-Verbandsebene auf. Das Verbot, diese Sorten anzubauen, betrifft ausschließlich Bio-Verbandsbetriebe in Deutschland, Österreich, Italien, der Schweiz und Frankreich. Bei EU-Bio-Betrieben sind diese Sorten nach EG-ÖKO-VO zulässig und werden auch angebaut. Durch diese Regelung gibt es bei gewissen Gemüsekulturen eine Verschiebung in der Vermarktung.
In diesem Artikel finden sie folgende Themenschwerpunkte:
Cytoplasmatisch-männliche Sterilität in der Züchtung – einfach erklärt
Unter cytoplasmatisch-männlicher Sterilität (CMS) versteht man die Unfähigkeit von Pflanzen, befruchtungsfähigen Pollen zu bilden. Diese Eigenschaft beruht auf spontanen Mutationen und wird ausschließlich mütterlich vererbt.
Die mutierten Gene liegen nicht im Zellkern (welcher die größten Teile der DNA beinhaltet), sondern in den Mitochondrien der Pflanzenzellen. Die mutierten Gene verursachen eine Fehlfunktion der Mitochondrien, welche zu einer unvollständigen Ausbildung der männlichen Blühorgane führt. Je nach Mutation werden keine oder degenerierte Staubbeutel gebildet oder es wird noch Pollen gebildet, der aber nicht befruchtungsfähig ist. So kommt es zur männlichen Sterilität.
Die mutierten Gene liegen nicht im Zellkern (welcher die größten Teile der DNA beinhaltet), sondern in den Mitochondrien der Pflanzenzellen. Die mutierten Gene verursachen eine Fehlfunktion der Mitochondrien, welche zu einer unvollständigen Ausbildung der männlichen Blühorgane führt. Je nach Mutation werden keine oder degenerierte Staubbeutel gebildet oder es wird noch Pollen gebildet, der aber nicht befruchtungsfähig ist. So kommt es zur männlichen Sterilität.
CMS durch Einkreuzung
CMS kommt natürlicherweise vor, zum Beispiel bei Rettich, Raps, Roggen und Sonnenblumen. Diese CMS kann mittels Kreuzungen so weit vermehrt werden, dass eine Mutterlinie entsteht, die keinen fertilen Pollen mehr ausbildet (sie wird steril). Diese Einkreuzung und Vermehrung von CMS-Genetik wird zur Vermehrung von Hybridsaatgut bei Raps, Roggen, Mais und vielen Gemüsearten eingesetzt. Ihr Nutzen dabei wird unten näher beschrieben.
Da die Einbringung der CMS-Gene hier durch klassische Methoden der Pflanzenzüchtung innerhalb einer Art erfolgt, ist sie auch bei den Verbänden nicht untersagt.
Die so entstandene F1-Hybride (aus CMS-Mutter und fertiler Vaterlinie) ist nicht vermehrungsfähig, weil die Funktionalität der Staubbeutel ausschließlich durch das weibliche Genmaterial vererbt wird (siehe oben).
Bei Kulturarten wie Getreide und Raps, bei denen man drauf angewiesen ist, dass die Nachkommen fruchtbare Pollen und damit Erntegut in Form von Samen ausbilden, werden über die väterliche Linie sogenannte „Restorer-Gene“ eigebracht, welche die Fertilität der CMS-Hybride wiederherstellen.
CMS durch Cytoplastenfusion
Wenn im allgemeinen Sprachgebrauch von CMS-Hybriden die Rede ist, sind CMS-Hybride gemeint, welche durch Zellfusion entstanden sind.
Die Zellfusion wird zur Züchtung von Arten verwendet, bei denen keine natürliche CMS vorkommt, wie z.B. bei Blumenkohl, Brokkoli, Zichorienarten und auch Wurzelpetersilie.
So wird z.B. die Sonnenblumen-CMS durch Zellfusion auf Chicorée übertragen.
Dafür werden zwei Zellen, eine mit männlicher Sterilität (Bsp. Sonnenblumen CMS) und eine zweite mit den gewünschten Eigenschaften der Kulturart (z.B. Chicorée) verwendet.
Die Zellwände beider Zellen werden abgebaut. Dann wird der Sonnenblumen-Zellkern z. B. mit Röntgenstrahlen zerstört. Der entstandene Cytoplast enthält die noch funktionsfähigen Mitochondrien, aber keine intakten Chromosomen.
Anschließend werden die Cytoplasten mit den Protoplasten zu einer sogenannten Cybride fusioniert. Die Cybride ist also eine Zelle, die den Zellkern der Chicoréepflanze und die Mitochondrien beider Pflanzen enthält.
Die Wechselwirkungen zwischen Zellkern-DNA der Chicoréepflanze und den Mitochondrien aus der CMS-Sonnenblumen-Sorte führen zur männlichen Sterilität der entstehenden Sorte (aus: Fibl Techniken der Pflanzenzüchtung 2012), ohne dass die gewünschten Sorteneigenschaften des Chicorées verloren gehen.
Nutzen der CMS-Technik in der Hybridzüchtung
Die CMS-Technik dient einer erleichterten Saatgutvermehrung von Hybriden, da sie eine unerwünschte Selbstbefruchtung (und damit Inzucht) der Mutterlinie (von dieser wird der Same genommen) verhindert.
In der Hybridzüchtung ohne CMS kann eine Inzucht durch mechanische Maßnahmen wie z. B. Abschneiden der Fahnen bei Mais verhindert werden.
Da in der CMS-Hybrid-Züchtung die mütterliche Line steril ist, kann sie nicht von sich selbst (Inzucht), sondern nur von der väterlichen Line bestäubt werden. Daher müssen zur Verhinderung einer Inzucht hier keine mechanischen Maßnahmen getroffen werden, wodurch Vermehrungen wesentlich schneller und kosteneffizienter durchgeführt werden können.
Bei Brokkoli kann es ohne CMS zu ca. 10 % Inzucht durch Selbstbefruchtung kommen.
Die Nachkommen dieser 10% würden im Anbau als Ausreißer auffallen, da sie nicht dem gewünschten Sortenbild entsprächen.
Anhand der CMS-Hybrid-Züchtung lässt sich also mit geringerem Aufwand und Flächeneinsatz mehr Saatgut mit einheitlicher Genetik produzieren als mit CMS-freien Züchtungsmethoden.
CMS durch Zellfusion gilt nicht als Gentechnik, da sich das ausgetauschte genetische Material nicht in der Zellkern-DNA, sondern in der Mitochondrien-DNA befindet. Sie muss also nicht deklariert werden. Bei den Bio-Anbauverbänden (Demeter, Naturland, Bioland u.a.) ist die Verwendung von CMS-Hybriden aber verboten. Die Gründe dafür werden im Folgenden dargestellt.
Kritische Aspekte
Die Entstehung von CMS-Hybriden mittels Zellfusion ist ein molekularbiologischer Eingriff in die Zelle, bei dem genetisches Material über Artgrenzen hinweg ausgetauscht wird. Durch die erzwungene Verschmelzung werden die Integrität der Zelle verletzt und natürliche Kreuzungsbarrieren überschritten.
Die Bio-Verbände haben das Verbot zur Zellfusion beschlossen, da der Eingriff innerhalb der Zelle als gentechniknahes Verfahren eingestuft wird. Auch BioSuisse hat sich dem angeschlossen, lässt jedoch für Blumenkohl, Brokkoli, Weißkohl, Wirsing und Chicorée Ausnahmen gelten.
Aus züchterischer Sicht entsteht durch CMS-Hybriden eine Sackgasse, da eine Weiterzüchtung dieser Sorten nicht möglich ist. Das Züchterprivileg, welches besagt, dass alle Züchter:innen jegliche Sorten verwenden dürfen, um daran weiter zu züchten, kann also nicht genutzt werden und züchterischer Fortschritt verbleibt dadurch bei dem jeweiligen Züchtungshaus.
Zellfusionsfreie Sortenliste und Nachweis
Von den Saatgutunternehmen werden CMS-Sorten in der Regel nicht gut deklariert. Um den Bio-Verbandsbetrieben dennoch zu ermöglichen Sorten die mittels Zellfusion gezüchtet wurden sicher aus ihrem Anbau auszuschließen, geben die Bioverbände gemeinsam mit dem Fibl Schweiz regelmäßig eine Liste zellfusionsfreier Sorten heraus. Dazu werden auch regelmäßig Saatgutproben eingeschickt und auf Ihre Genetik überprüft. Dabei wird das Ogura-Gen aus dem Rettich innerhalb der Kohlfamilie gesucht oder das Sonnenblumen-Gen bei Radicchio-Arten. Ist es aufzufinden, gibt es damit einen Nachweis zu CMS mittels Zellfusion.
Die Liste ist bei den Bio-Verbänden und beim Fibl erhältlich (oder im Fibl Shop zum Download unter der Nr. 1671).
Marktsituation im Gemüsehandel
Im Bio-Handel dominieren bei den Gemüsearten, bei denen CMS mittels Zellfusion angewendet werden kann, Sorten aus ebendieser Züchtungsmethode. Da deren Einsatz für Bio-Verbandsbetriebe verboten ist, kommt diese Ware ausschließlich von Betrieben ohne Verbandsangehörigkeit.
Große Anteile der Waren sind dabei Importe aus Spanien und Italien, so zum Beispiel bei Blumenkohl und Brokkoli. Die Importware wird meist zu relativ niedrigen Preisen geliefert, mit denen der heimische Gemüsebau oft nicht mithalten kann. Außerdem übertreffen CMS-Sorten häufig die optische Qualität CMS-freier Sorten (z. B. weniger Verfärbungen der Brokkoli-Blume) und werden auch daher vom Handel zunehmend bevorzugt.
So wird die Verbandsware bei den entsprechenden Gemüsekulturen immer öfter aus den Märkten verdrängt.
Nur sehr wenige Händler:innen achten bei Bio-EU-Ware auf CMS-Freiheit und geben das entsprechend an. Den meisten Endkund:innen im Supermarkt oder auf dem Wochenmarkt ist die Thematik völlig unbekannt.
Die Bio-Anbauverbände haben in den letzten Jahren keine Aufklärung dazu betrieben, obwohl mit einer Erklärung, dass z. B. die Zelle als kleinste Einheit züchterisch im Bio-Anbau unantastbar ist, das Thema in den Fokus gerückt hätte werden können. Die CMS-Thematik ist im Kontext der klassischen Züchtung mittlerweile und vermutlich kaum umkehrbar, als fester Standard definiert.
Situation auf dem Saatgutmarkt
Im Saatgutbereich zeigt sich aufgrund der oben genannten Rahmenbedingungen seit Jahren schon eine starke Verlagerung hin zu neuen Zellfusions-CMS-Sorten statt klassischer Hybriden. Züchtungen ohne CMS werden immer mehr ein Nischenprodukt, weil größere Saatgutunternehmen fast nur noch auf die CMS-Technik setzen (ein Artikel von Martin Koller zum Rückgang der Sortenvielfalt und dem Zellfusionsverbot erschien erschien im Ökomenischen Gärtnerrundbrief 01/2026) . Dadurch fehlt es an Züchtungsfortschrift für den Bio-Verbandsanbau, weshalb die verbandsinterne Diskussion um die Aufhebung des Verbots der CMS- Hybride immer wieder in Gang kommt.
Aussicht und Perspektiven
Grundsätzlich will der Biolandbau die Integrität der Pflanzen und der Zellen bewahren und Kreuzungsbarrieren in der Züchtung respektieren. Durch die Zellfusion über Artgrenzen hinweg wird dieses Gebot gebrochen. CMS-Hybriden aus Zellfusion widersprechen daher dem Verständnis des ökologischen Landbaus.
Dass die Mehrzahl der Konsument:innen gentechnischen Methoden in der Pflanzenzüchtung kritisch gegenüberstehen, beweisen zahlreiche Umfrageergebnisse, die anlässlich der aktuellen Debatte zur Deregulierung der neuen gentechnischen Methoden (NGT) erhoben wurden. Die Vermutung liegt nahe, dass dies auch auf die per Definiton nur „gentechniknahe“, Methode der Zellfusion zutrifft. Aktuell gibt es jedoch kaum Endverbraucher:innen, die mit der Thematik vertraut sind. Zudem ist die Kommunikation darüber schwierig, da es sich um einen komplexen biotechnologischen Vorgang handelt.
Auch im Fachhandel hat die Wahrnehmung und das Bewusstsein zur CMS-Thematik stark abgenommen, da die CMS-Technik aus den 80er Jahren stammt und das Verbot durch die Verbände schon lange zurückliegt. Einige veraltete Hinweise finden sich noch auf den Webseiten von Bio-Großhändler:innen, doch das Thema wird kaum aktiv diskutiert.
Einige Verbandsbetriebe wünschen sich ein Verbot von CMS-Hybriden aus Zellfusion durch die EU-Öko-Verordnung, andere wiederum sprechen sich, häufig begründet durch die schwierige marktwirtschaftliche Situation, für eine Aufhebung des Verbots bei den Verbänden aus.
Um sich bewusst für oder gegen diese Züchtungsmethode zu entscheiden, sollte gut überlegt werden, welche Konsequenzen dies für den Ökolandbau haben würde. Beispielsweise könnte eine kurzfristige Verbesserung der marktwirtschaftlichen Konkurrenzfähigkeit erwartet werden. Eine schleichende Aufweichung der Bio-Richtlinien und weitere Einbußen in der Sortenvielfalt wären realistische Negativszenarien.
Gerade im Kontext der aktuellen Diskussion um die NGT könnten seitens der Anbauverbände klare und verständliche Wege beschritten und menschliche Eingriffe auf Ebene der Pflanzenzelle weiterhin grundlegend ausgeschlossen werden.
Es bleibt abzuwarten, welche Entscheidungen getroffen und welche Konsequenzen sich daraus für die Weiterentwicklung des Ökolandbaus ergeben werden.
Quellen und weitere Informationen:
- CMS-Hybriden – eine Erläuterung. Martina Barbi und Ruth Dettweiler
- FIBL-Dossier: Techniken der Pflanzenzüchtung: https://www.fibl.org/de/shop/1200-pflanzenzuechtung
- www.sativa-rheinau.ch/dateien/Blog/CMS_GenAuRheinau.pdf
- Gartengemüsekiosk – Gentechnik, CMS, F1-Hybriden in Bioprodukten. Expert:innen der Bingenheimer Saatgut AG im Gespräch: www.youtube.com/watch
- Video von Rinklin Naturkost zur einfachen Erklärung der CMS-Thematik: www.rinklin-naturkost.de/blog/2017/01/13/pronat/
