17.04.2012

Forschung Projekte

Auswirkungen von Bt-Mais mit drei Bt-Proteinen auf Laufkäfer und Spinnen

(2008 – 2011) Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Pflanzenschutz (IPS 2d), Freising

Thema

In diesem Projekt wurden mögliche Auswirkungen von gentechnisch verändertem Bt-Mais der Linie MON89034xMON88017 auf die in Maisfeldern vorkommenden Laufkäfer und Spinnen untersucht. Dieser Mais produziert drei Bt-Proteine und ist dadurch sowohl gegen den Maiszünsler als auch gegen den Maiswurzelbohrer resistent.

Im Ökosystem Maisfeld sind Laufkäfer und Spinnen als Räuber wichtige Nützlinge. Sie sind den Bt-Proteinen zum einen direkt durch die Aufnahme von Maisstreu und Maispollen, zum anderen indirekt durch Fraß ihrer Beutetiere, die sich von Maispflanzen ernähren, ausgesetzt. Da der Maiswurzelbohrer, gegen den das in diesem Bt-Mais enthaltene Bt-Protein Cry3Bb1 wirkt, ein Käfer ist, könnten auch andere Käfer durch Aufnahme dieses Bt-Maises geschädigt werden.

Folgende Fragestellungen wurden in diesem Projekt untersucht:

• Bewirkt der Anbau des Bt-Maises MON89034xMON88017 signifikante Änderungen im Vorkommen und der Dichte von Laufkäfern und Spinnen?
• Werden die Bt-Proteine von den Laufkäfern aufgenommen und in welchen Mengen sind sie im Magen-Darm-Trakt der Insekten zu finden?
• Wirken die Bt-Proteine toxisch auf den Kupferfarbenen Buntgrabläufer (Poecilus cupreus)?

Zusammenfassung

Freiland: Während der drei Versuchsjahre wurde die Lebensgemeinschaft der Laufkäfer und Spinnen erfasst. Insgesamt wurden über 70.000 Raubarthropoden gefangen und bestimmt. Die Analysen geben keinen Hinweis darauf, dass Bt-Mais einen Einfluss auf Häufigkeit und Artenvielfalt von Laufkäfern und Spinnen hat. An einigen Probenahmeterminen konnte jedoch ein Effekt durch das Bodeninsektizid festgestellt werden.

Labor: In Laufkäfern vom Versuchsfeld konnten die Bt-Proteine nachgewiesen werden. In Fütterungsversuchen mit dem Kupferfarbenen Buntgrabläufer (Poecilus cupreus) zeigten sich keine negativen Auswirkungen auf Verpuppungsrate, Schlupfrate, Entwicklungsdauer, Schlupfgewicht und Fruchtbarkeit der Käfer durch die Verfütterung von Bt-Proteinen.

Versuchsbeschreibung

Zur Untersuchung der genannten Fragestellungen gab es Feld- und Laborversuche. Um Mais-Sorteneffekte von Bt-Effekten zu unterscheiden, wurde nicht nur die gentechnisch veränderte Sorte mit ihrer isogenen Ausgangssorte verglichen, sondern zusätzlich zwei weitere konventionelle Maissorten in die Untersuchungen einbezogen. Die isogene Sorte wurde außerdem in einem weiteren Ansatz mit einem Bodeninsektizid behandelt.

Felduntersuchungen

Bodenfallen. Um das Artenmuster und die Dichte der einzelnen Arten zu ermitteln, wurden in den verschiedenen Parzellen des Versuchsfeldes je zwei Bodenfallen aufgestellt, die von Juni bis September wöchentlich geleert wurden. Die gefangenen Insekten wurden bis zur Art bestimmt.

Laboruntersuchungen

ELISA-Analysen. Zu verschiedenen Zeitpunkten der Vegetationsperiode wurde der Inhalt des Verdauungstrakts verschiedener Laufkäferarten im Labor untersucht. Mit Hilfe markierter Antikörper wurde die Menge der Bt-Proteine in den Käfern gemessen.

Fraßversuche mit Bt-Proteinen. Um zu untersuchen, ob Laufkäfer durch die Aufnahme von Bt-Proteinen geschädigt werden, wurden Laufkäferlarven mit Bt-Proteinen gefüttert und die Auswirkungen auf Verpuppungsrate, Schlupfrate, Entwicklungsdauer, Schlupfgewicht und Fruchtbarkeit untersucht.

Ergebnisse

Felduntersuchungen

Bodenfallen. In den drei Untersuchungsjahren wurden insgesamt mehr als 70.000 Raubarthropoden gezählt und ausgewertet. Die Dichte der Laufkäfer wie auch der Spinnen unterschied sich in den Parzellen mit Bt-Mais nicht signifikant von der in konventionellen Maisparzellen. Dagegen zeigten sich an einzelnen Probenahmeterminen deutliche Unterschiede zwischen der Bt-Mais-Variante und den Parzellen mit Bodeninsektizid.

Die Zusammensetzung der Laufkäfergemeinschaft unterschied sich in den drei Jahren. Unterschiede zwischen den verschiedenen Parzellen konnten aber nicht festgestellt werden.

Laboruntersuchungen

ELISA-Analysen. In rund 45 Prozent der Käfer, die vor der Blüte in den Bt-Mais-Parzellen gesammelt worden waren, wurde das Bt-Protein Cry3Bb1 gefunden, ebenso in rund 17 Prozent der Käfer aus den konventionellen Maisparzellen. Die Käfer aus den Bt-Mais-Parzellen wiesen einen etwa doppelt so hohen Bt-Proteingehalt auf wie die Käfer aus den konventionellen Maisparzellen.

Bei den Laufkäfern, die nach Einsetzen der Maisblüte gesammelt worden waren, enthielten deutlich mehr Tiere das Bt-Protein Cry3Bb1, allerdings auf einem ähnlich niedrigen Niveau wie vor der Maisblüte.

Fraßversuche mit Bt-Proteinen. Eine Laufkäferzucht mit dem Kupferfarbenen Buntgrabläufer (Poecilus cupreus) wurde erfolgreich eingerichtet. Über 600 Käferlarven wurden getestet und mit dem käferspezifischen Cry3Bb1 als auch mit einem Protein-Mix aus allen drei Bt-Proteinen gefüttert. Die Konzentrationen der Bt-Proteine orientierten sich dabei an dem maximalen Bt-Protein-Gehalt in den Bt-Maispflanzen. Die Auswertung der Ergebnisse zeigte keine negativen Auswirkungen auf Verpuppungsrate, Schlupfrate, Entwicklungsdauer, Schlupfgewicht und Fruchtbarkeit der Käfer.