05.06.2003

Forschung Projekte

Herbizidtolerante Pflanzen – Erste biochemische und umweltrelevante Untersuchungen

(1985 – 1990) Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung, Institut für Biochemische Pflanzen, Neuherberg

Thema

In der landwirtschaftlichen Praxis kann der Einsatz gentechnisch veränderter herbizidresistenter Pflanzen eine neue Option in der Unkrautbekämpfung darstellen. Bisher verwendete Herbizide werden durch breit wirksame ersetzt.

Eine Beurteilung der neuen Technologie stellt Fragen nach möglichen toxikologischen und ökologischen Auswirkungen der Komplementärherbizide einerseits und der Bildung schädlicher Substanzen in der Nutzpflanze andererseits.

Ziel des Projektes war es, ein Konzept zu entwickeln, dass einen Vergleich der in der Praxis eingesetzten herbiziden Wirkstoffe einschließlich der Komplementärherbizide hinsichtlich ihrer toxikologischen und ökologischen Auswirkungen erlaubt.

Zusammenfassung

Die künstliche Herbizidresistenz könnte eine neue, umweltfreundlichere Phase des chemischen Pflanzenschutzes einleiten. Um jedoch eine zuverlässige Beurteilung der Umweltverträglichkeit von Herbiziden zu ermöglichen, ist weitere Forschung nötig. Die Befürwortung der Herbizidresistenz-Technologie ist somit von weiteren ökologischen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten abhängig.

Versuchsbeschreibung

Zur Beurteilung des Umweltverhaltens und der Bildung schädlicher pflanzlicher Inhaltsstoffe durch Herbizide wurden verschiedene Untersuchungsansätze verfolgt.

Beeinflussung des Stoffwechsels in der Nutzpflanze. Am Beispiel des herbiziden Wirkstoffes Glyphosat wurde die Bildung toxischer Inhaltsstoffe an der Modellpflanze Bohne (Phaseolus vulgaris) untersucht.

Rückstandsbildung der Herbizide. Die Abbauprodukte von Herbiziden in der Pflanze sollten durch den Einsatz von radioaktiv markierten Wirkstoffen ermittelt werden. Eine toxikologische Bewertung der Abbauprodukte erfolgte in Tierversuchen über die Untersuchung der Bioverfügbarkeit im Magen-Darm-System.

Ergebnisse

Beeinflussung des Stoffwechsels in der Nutzpflanze. Durch Anwendung des herbiziden Wirkstoffes Glyphosat kommt es unter Laborbedingungen in der Bohne (Phaseolus vulgaris) zur Bildung östrogenwirksamer Isoflavonoide. Die Ablagerung der für Menschen und Tiere toxischen Substanz erfolgt vor allem in Pflanzenteilen, die mit dem Herbizid in Berührung kommen. Die Menge an gebildeten Inhaltsstoffen hängt jedoch stark vom physiologischen Zustand der Pflanze ab.

Rückstandsbildung der Herbizide. Innerhalb der Pflanze konnten lösliche und unlösliche Verbindungen als Abbauprodukte der eingesetzten herbiziden Wirkstoffe sowie deren Bildungswege ermittelt werden. Die Abbauprodukte werden in spezifischen Bereichen der Pflanze abgelagert, z.B. in der Zellwand oder der Vakuole. Bei einigen Wirkstoffen kann es zur Bildung reaktiver Zwischenstufen kommen, die in der Pflanze selbst erbgutschädigende Wirkung zeigen können. Im Falle des Wirkstoffes Glyphosat kam es im Gegensatz zu Angaben der Herstellerfirma zur Bildung pflanzlicher Abbauprodukte. Bis auf Fett-Abbauprodukte wurden diese zunächst ohne besonderes toxisches Potenzial eingestuft. Die pflanzlichen Stoffwechselprozesse, vor allem das für die Frage des Selektionsdrucks wichtige Verhalten von Glyphosat im Boden bedürfen weiterer Prüfungen.