02.06.2004

Forschung Projekte

Die Auswirkungen von transgenem Raps-Pollen auf Bienen

(2001 – 2004) Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA) (seit 2008 Julius Kühn-Institut (JKI)), Institut für integrierten Pflanzenschutz, Kleinmachnow

Thema

Bienenarten tragen zur Verbreitung von Pollen bei, auch von gentechnisch veränderten Pflanzen. Am Beispiel der Honigbiene und zwei Wildbienen-Arten, die als Überträger für Rapspollen identifiziert wurden, sollte untersucht werden,

• welchen Anteil die DNA von transgenem Pollen an der Gesamt-DNA des gesammelten Pollens und damit am Futter von Bienenlarven besitzt und ob eine Mantelsaat aus konventionellem Raps diesen Anteil verringert,
• ob es bei der Verdauung von Rapspollen in Bienen zu einem Gentransfer von Raps-DNA, insbesondere transgener DNA auf Mikroorganismen des Magen-Darmtraktes der Bienen kommt.

Die Untersuchungen beziehen sich auf Freilandstudien zum Anbau von herbizidtolerantem Raps (LibertyLink-Verfahren). Das in die Rapspflanzen übertragene Herbizidtoleranz-Gen (pat-Gen) macht die Pflanze unempfindlich gegenüber dem Herbizid Liberty (Wirkstoff: Glufosinat).

Zusammenfassung

Alle untersuchten Bienenarten haben transgenen Rapspollen aus den Versuchsparzellen gesammelt und an ihre Brut verfüttert. Während bei der Honigbiene und der Erdhummel die Anteile etwa drei Prozent betrugen, wurde von den Mauerbienen (Osmia rufa) bis zu elf Prozent transgener Pollen gesammelt.

Die Untersuchungen haben zudem gezeigt, dass die Barrierefunktion einer Mantelsaat aus konventionellem Raps nicht ausreicht, um eine Pollenausbreitung in angrenzende Kulturflächen zu verhindern. Auch in einer Entfernung von 100 Metern enthalten über 30 Prozent der Brutzellen der Mauerbiene transgene Rapspollen, was bedeutet, dass transgene Pollen auch in entferntere Kulturflächen getragen werden. Der Anteil transgener Pollen am Larvenfutter erreichte in 25 Metern 1,6 Prozent, in 100 Metern 0,8 Prozent.

Versuchsbeschreibung

Ansiedlung der Bienenvölker

Zunächst wurden Honigbienen- und Erdhummelvölker sowie Mauerbienen mit Nisthilfen auf dem Freisetzungsversuch in Dahnsdorf (Land Brandenburg) etabliert.

Transgener Rapspollen in der Bienennahrung

Zur Bestimmung des Anteils transgener Pollen-DNA an der Gesamt-DNA wurde zu drei Zeitpunkten, am Anfang, zur Hauptblüte und am Ende der Rapsblüte aus jeweils mehreren Zellen der eingetragene Pollen herausgenommen bzw. sammelnden Bienen abgenommen. Anschließend wurde von jeder Probe ein Pollenpräparat angefertigt und lichtmikroskopisch auf das Vorhandensein von Rapspollen untersucht. Bei Raps-positiven Proben wurde der prozentuale Anteil an Rapspollen durch Auszählen bestimmt und mittels PCR auf rekombinante DNA analysiert. Große Mengen an transgener DNA in den Brutzellen erhöhen die Wahrscheinlichkeit des Gentransfers auf Mikroorganismen im Darm der Bienen.

Weiterführende Untersuchungen wurden zur Wirkung einer Mantelsaat durchgeführt, die die transgene Freisetzungsfläche in einer Breite von 7,5 Metern umgab. Im Jahr 2003 wurden dann im Abstand von 25 Metern und 100 Metern zur transgenen Versuchsfläche Mauerbienen angesiedelt. Die Untersuchungen der Brutzellen auf transgenen Rapspollen sollten zeigen, ob die Mantelsaat den Anteil transgenen Pollens am Larvenfutter verringert.

Untersuchungen zum horizontalen Gentransfer

Außerdem waren Teile des Magen-Darmtraktes aus gesammelten Bienenlarven und Adulten (ausgewachsene Bienen) für weiterführende Untersuchungen zum horizontalen Gentransfer zu präparieren und aufzuarbeiten.

Ergebnisse

Von 2001 bis 2003 wurden im Rahmen eines Feldversuches mehrere Bienen- und Hummelvölker sowie Mauerbienen mit dazugehörigen Nisthilfen in direkter Nähe zu Freilandversuchen mit gentechnisch verändertem Raps aufgestellt. Für die Untersuchungen wurden Pollen, Larven und Pollen sammelnde Bienen aus den Nestern entnommen.

Transgener Rapspollen in der Bienennahrung

In der Bienennahrung war der Anteil an transgenem Rapspollen in Abhängigkeit von der Blühphase des Rapses und der Bienenart unterschiedlich.

Bei der Honigbiene und Erdhummel sammelten nur wenige Individuen im transgenen Raps. Viele beflogen weiter entfernt liegende Trachten. Nur maximal 30 Prozent der Pollenhöschen wiesen transgenen Rapspollen auf.

Dieser war darin in veränderlichen Anteilen vorhanden. Selbst bei den Honigbienen, die eine hohe räumliche Stetigkeit aufweisen, gab es keine Pollenhöschen, die ausschließlich aus transgenen Rapspollen bestanden. Dies lässt sich auf die geringe Größe der Versuchsparzellen zurückführen, die zudem noch zu einem Drittel aus konventionellem Raps bestanden.

Der durchschnittliche Gesamteintrag an transgenem Rapspollen wurde ermittelt. Bei der Honigbiene betrug dieser 0,1 - 3,0 Prozent. Bei den Hummeln machte der Anteil transgenen Rapspollens am Gesamtpollen bis zu 3,4 Prozent aus.

Im Gegensatz dazu wies die Nahrung der Mauerbienen in den einzelnen Brutzellen häufiger transgenen Rapspollen auf. In bis zu 90 Prozent der Zellen, die durchschnittlich mit 12 – 34 Sammelflügen gefüllt werden, konnte dieser nachgewiesen werden. Der von den Mauerbienen insgesamt gesammelte transgene Rapspollen betrug zwischen 0,6 und 11 Prozent des Gesamtpollens, je nach Jahr und Sammelzeitraum.

Die Ergebnisse zum Polleneintrag von Mauerbienen außerhalb der Mantelsaat zeigten, dass auch in einer Entfernung von 100 Metern noch über 30 Prozent der Brutzellen transgenen Rapspollen enthalten. Auf alle Brutzellen bezogen betrug der Anteil des transgenen Pollens 0,8 Prozent. In nur 25 Metern Entfernung zu den Versuchsparzellen erreichte der Anteil sogar 1,6 Prozent.

Untersuchungen zum horizontalen Gentransfer

Die präparierten und aufgearbeiteten Teile des Magen-Darmtraktes aus gesammelten Bienenlarven und Adulten (ausgewachsene Bienen) wurden im Teilprojekt „Gentransfer bei Bienen - Gibt es bei der Verdauung von Raps-Pollen-DNA im Bienendarm einen Gentransfer auf Mikroorganismen des Magen-Darmtraktes?“ ausgewertet.