30.10.2002

Forschung Projekte

Transgener herbizidtoleranter Raps - Pollenausbreitung durch Wind und blütenbesuchende Insekten

(1998 – 2000) Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA) (seit 2008 Julius Kühn-Institut (JKI)), Institut für integrierten Pflanzenschutz, Kleinmachnow,

Thema

An der Verbreitung von Rapspollen sind sowohl der Wind als auch Insekten beteiligt. Unter praxisnahen Bedingungen sollte das Ausmaß einer Pollenverbreitung sowohl über den Wind als auch über Insekten festgestellt werden.

Weiterhin ging es um die Frage, welche Insekten als Pollenüberträger bei Raps eine Rolle spielen, auf welche verwandten Arten des Rapses eine Auskreuzung des Transgens stattfindet, und ob auch fruchtbare Kreuzungsnachkommen gebildet werden.

Die Untersuchungen fanden mit einer transgenen herbizidtoleranten Rapssorte - in diesem Fall einer gegenüber dem herbiziden Wirkstoff Glufosinat toleranten Sorte - und der isogenen nicht-transgenen Vergleichssorte statt.

Zusammenfassung

Insekten spielen bei der Bestäubung von Raps eine wichtige Rolle. Bei den vergleichenden Untersuchungen der transgenen mit der nicht-transgenen Rapssorte waren keine Unterschiede in der Artenzusammensetzung der Blütenbesucher festzustellen.

Neben Insekten spielt der Wind für die Ausbreitung von Rapspollen eine wichtige Rolle. Mit zunehmender Entfernung vom Rapsfeld nehmen die Pollenmengen jedoch rasch ab. In einem Abstand von zehn Metern von der Rapsfläche waren nur noch ca. 4,5 Prozent bzw. max. 37 Prozent der am Feldrand gemessenen Pollenmenge festzustellen.

Eine Auskreuzung des Transgens konnte unter Freilandbedingungen nur für Sareptasenf (Brassica juncea) nachgewiesen werden. Eine Auskreuzung auf Hederich (Raphanus raphanistrum) wurde nur in einem Fall, den es noch zu überprüfen gilt, festgestellt. Die aus der Auskreuzung von transgenem Raps auf Sareptasenf hervorgegangenen Nachkommen waren zum Teil fruchtbar.

Versuchsbeschreibung

Die Untersuchungen fanden über zwei Jahre in großparzelligen Feldversuchen statt.

Welche Insekten übertragen Rapspollen?

Mittels Hand (Kescherfangmethode) und Fallen (Gelbschale, Malaisefalle) wurden Insekten zu mehreren Terminen eingefangen und bestimmt.

Welche Bedeutung hat der Wind bei der Ausbreitung des Rapspollens?

Die windbedingte Pollenausbreitung wurde mit Pollenfallen ermittelt. Diese wurden im Abstand von jeweils einem Meter bis zu einer maximalen Entfernung von zehn Metern vom Rapsfeld aufgestellt. Bei den Fallen handelt es sich um Objektträger mit Zählkammern, die mit einem dünnen Film aus Glyceringelatine bestrichen waren und in ca. einem Meter Höhe fixiert wurden. Die Auswertung erfolgte über Auszählungen.

Auf welche Wildarten findet eine Auskreuzung statt?

Verschiedene verwandten Arten des Rapses wie Sareptasenf (Brassica juncea), Schwarzer Senf (Brassica nigra) und Hederich (Raphanus raphanistrum) wurden im Gewächshaus angezogen und in der Nähe der transgenen und nicht-transgenen Kontrolle ausgepflanzt. Nach der Abblüte wurde der Samen dieser „Fängerpflanzen“ gesammelt, anschließend ausgesät und mit dem Herbizid Liberty (Glufosinat) behandelt. Sollten aufgehende Jungpflanzen überleben, so würde dies auf eine Übertragung des für die Herbizidtoleranz verantwortlichen Gens über Einstäubungen hinweisen. Die überlebenden Hybriden wurden auch einer molekulargenetischen und cytogenetischen (Chromosomenzählungen) wie phänotypischen Charakterisierung unterzogen.

Ergebnisse

Insektenvielfalt bei der Übertragung von Rapspollen

Während der Blütezeit des Rapses konnte eine überraschend große Anzahl von Wildbienen-, Schwebfliegen- und Pflanzenwespenarten bestimmt werden (94 Bienen-, 49 Schwebfliegen- und 96 Pflanzenwespenarten).

Als wichtigste Pollenüberträger des Rapses auf verwandte Pflanzenarten fungieren Wildbienen, z.B. Erdhummeln und Sandbienenarten. Anhand von Markierungsversuchen an Wildbienen konnte gezeigt werden, dass die Blüten der transgenen und der nicht-transgenen Vergleichssorte von denselben Individuen angeflogen werden. Die Pollenübertragung und damit Auskreuzung des Herbizidtoleranz-Gens auf nicht-transgene Rapspflanzen ist daher möglich.

Bedeutung des Windes für die Pollenausbreitung

In starker Abhängigkeit von Temperatur und Niederschlag nimmt die Rapspollenmenge in der Luft mit zunehmender Entfernung vom Feld rasch ab und beträgt in einem Abstand von zehn Metern nur noch ca. vier bis fünf Prozent. Maximal wurden ca. 37 Prozent der am Feldrand gemessenen Pollenmenge in dieser Entfernung gemessen.

Auskreuzungen auf verwandte Wildarten

Unter Freilandbedingungen konnte nur eine deutliche Auskreuzung des Transgens auf Sareptasenf (Brassica juncea) nachgewiesen werden. Die aus der Auskreuzung von transgenem Raps auf Sareptasenf hervorgegangenen Nachkommen waren zum Teil fruchtbar. Die Ergebnisse stimmen weitgehend mit denen weiterer Forschungsprojekte überein. Auch hier konnten Auskreuzungen auf Schwarzen Senf (Brassica nigra), Weißen Senf (Sinapis alba) oder Hirtentäschel und Acker-Hellerkraut unter Feldbedingungen bisher nicht nachgewiesen werden. Auskreuzungen auf Hederich sind unter Feldbedingungen möglich, aber eher als selten einzustufen.