15.08.2002

Forschung Projekte

Auskreuzung aus transgenem Mais und Quantifizierung der Auskreuzung

(1999 – 2002) Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA)(seit 2008 Julius Kühn-Institut (JKI)), Institut für Pflanzenvirologie, Mikrobiologie und biologische Sicherheit, Braunschweig

Thema

Durch Pollenflug kreuzt transgener Mais auf benachbarte Flächen mit nicht-transgenen Maispflanzen aus. Unter praxisüblichen Bedingungen des großflächigen Anbaus wurden folgende Fragen untersucht:

• In welchem Maß nimmt die Auskreuzungshäufigkeit mit der Entfernung ab?
• Welchen Einfluss hat die vorherrschende Windrichtung auf die Auskreuzung?

Die Auskreuzungshäufigkeit wurde sowohl mit der PCR-Methode als auch mit speziellen Keimungstests gemessen. In den Versuchen wurde Mais mit einer gentechnisch vermittelten Herbizidresistenz eingesetzt.

Ein weiteres Ziel des Projektes bestand darin, realistische Daten über das Auskreuzungsverhalten von Mais zu finden. Auf dieser Basis können geeignete Maßnahmen – etwa angemessene Abstandsflächen zwischen Feldern mit transgenem und konventionellem Mais – festgelegt werden, damit ein bestimmter Schwellenwert für tolerierbare GVO-Beimischungen nicht überschritten wird.

Zusammenfassung

Bei den Messungen im Jahr 2000 wurde eine mit zunehmender Entfernung starke Abnahme der Auskreuzung festgestellt.

In Windrichtung ist die Auskreuzung fast doppelt so hoch wie gegen den Wind. Die Auskreuzung nimmt auch in Windrichtung anfangs stark ab.

Die zur Messung der Auskreuzungshäufigkeit entwickelten Verfahren – PCR-Analyse und Keimungstests – haben sich als praxistauglich erwiesen.

Versuchsbeschreibung

Versuchsanordnung

Im Zentrum der Versuchsfläche wurde eine ein Hektar große Parzelle mit transgenem, herbizidresistentem Mais angelegt. Diese war von einer Mantelsaatfläche von 5,5 Hektar umgeben. In zunehmender Entfernung vom transgenen Mais wurde Mais geerntet und auf Auskreuzungen untersucht. Am Feldrand wurden Windrichtung und -geschwindigkeit gemessen.

Die Feldversuche wurden 2000 und 2001 durchgeführt. 2001 wurde das Felddesign abgewandelt. In Windrichtung wurden weitere Parzellen angelegt, um zu überprüfen, ob die Auskreuzung durch die davor liegende Parzelle vermindert wird. Zwischen den Parzellen wuchs Klee.

Verfahren zum Nachweis von Auskreuzungen

Die Auskreuzungshäufigkeit wurde zum einen mit einem Keimungstest, zum anderen durch PCR-Nachweis gemessen.

Keimungstest: Die geernteten Körner keimen in Schalen. Die Keimlinge werden mit dem Herbizid besprüht, woraufhin nur herbizidresistente Pflänzchen überleben. Jede überlebende Pflanze stellt ein Auskreuzungsereignis dar. Auskreuzungen von mehr als 0,5 Prozent können sicher nachgewiesen werden.

PCR-Nachweis: Untersucht wird Mehl, das aus jeweils 10.000 Körnern vermahlen ist. Nachgewiesen werden charakteristische DNA-Sequenzen aus dem transgenen Mais. Da ein quantitatives PCR-Verfahren eingesetzt wurde, sind Rückschlüsse auf den Anteil der Maiskörner mit Auskreuzungen möglich. Mit dieser Messmethode können GVO-Anteile ab 0,1 Prozent bestimmt werden.

Ergebnisse

Die bisherigen Ergebnisse zeigen die deutliche Abnahme der Auskreuzung mit zunehmender Entfernung.

Bereits 10 Meter entfernt von der Parzelle mit transgenem Mais liegen die Mittelwerte der Auskreuzungshäufigkeit bei 1% (Abb. oben).

In einer Entfernung von 25 Metern wurden bei einzelnen Messpunkten Werte über 1% ermittelt. Nach 50m bleibt die Auskreuzungshäufigkeit generell unter 1%.

In Windrichtung ist die Auskreuzung fast doppelt so hoch wie gegen den Wind. Die Auskreuzung nimmt in den ersten Metern sowohl in als auch entgegen der Windrichtung stark ab. Am Feldrand sind nur in Windrichtung noch einzelne Auskreuzungen nachweisbar.

Die Untersuchung ist nicht vollständig abgeschlossen, da die statistisch erforderliche Zahl von Körnern noch nicht getestet worden ist.

Um allgemeine Gesetzmäßigkeiten für die Auskreuzung von Mais ableiten zu können, soll in Zusammenarbeit mit Prof. Otto Richter, Institut für Geoökologie, TU Braunschweig, anhand der vorliegenden Ergebnisse ein mathematisches Modell entwickelt werden . Bislang gibt es kein anerkanntes Modell für die Ausbreitung von gentechnisch verändertem Mais unter den hiesigen klimatischen Bedingungen. Ein solches Modell hätte sehr große Bedeutung als Basis für Schutzkonzepte und Anbauempfehlungen.