28.07.2004

Forschung Projekte

Gentransfer bei Bienen – Gibt es bei der Verdauung von Raps-Pollen-DNA im Bienendarm einen Gentransfer auf Mikroorganismen des Magen-Darmtraktes?

(2001 – 2004) Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL) (seit 2008 Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI)), Institut für Agrarökologie, Braunschweig

Thema

Bienen ernähren sich von Pollen und Nektar. Beim Pollensammeln unterscheiden sie nicht zwischen gentechnisch veränderten und konventionellen Pflanzen.

Am Beispiel der Honigbiene und zwei Wildbienen-Arten (Erdhummel und Mauerbiene), die als Überträger für Rapspollen bekannt sind, wurde untersucht, ob es bei der Verdauung von Rapspollen im Darmtrakt der Bienen zu einem Gentransfer von GVO-Raps auf Mikroorganismen kommen kann.

Die Untersuchungen bezogen sich auf Freilandstudien zum Anbau von herbizidtolerantem Raps (LibertyLink-Verfahren) in den Jahren 2001 bis 2003.

Das in die Rapspflanzen übertragene Herbizidtoleranz-Gen (pat-Gen) macht die Pflanze unempfindlich gegenüber dem Wirkstoff Glufosinat.

Glufosinat kommt auch in der Natur vor, es wird von bestimmten Bodenbakterien hergestellt und wirkt gegen andere Bakterien. Deshalb sind viele Bakterien bereits natürlich resistent gegenüber Glufosinat.

Zusammenfassung

Der Transfer von Glufosinat-Resistenzgenen aus Pollen von GVO-Raps auf Darmbakterien konnte unter Freilandbedingungen nicht nachgewiesen werden und ist damit als ein sehr unwahrscheinliches Ereignis anzusehen.

Das genetische Potenzial zur Aufnahme von DNA aus der Umwelt ist bei Darmbakterien vorhanden. Im Zusammenhang mit der Sicherheitsbewertung bei Anbau von gentechnisch veränderten Pflanzen sollte dieses Potenzial berücksichtigt werden. Die ökologischen Konsequenzen eines horizontalen Gentransfers von pat-Raps wären jedoch nicht signifikant, da ein erheblicher Anteil der Bakterien in der Umwelt bereits natürlich resistent gegenüber Glufosinat ist.

Der Anbau von transgenem Liberty-resistentem Raps kann im Hinblick auf einen möglichen horizontalen Gentransfer von Rapspollen auf Bakterien in der Umwelt als unbedenklich eingestuft werden.

Versuchsbeschreibung

Zunächst wurde die natürliche Vielfalt der Darmbakterien aus den drei Bienenarten Honigbiene, Erdhummel und Mauerbiene ermittelt. Zur Charakterisierung der Mikroorganismen-Vielfalt wurde ein genetisches Fingerprinting speziell für Bakterien angewendet.

Über Kultivierungen auf verschiedenen Nährböden wurde der Anteil der Glufosinat-resistenten Darmbakterien bestimmt. Alle Glufosinat-resistenten Bakterien wurden mit der PCR auf die Anwesenheit des gentechnisch vermittelten pat-Gens überprüft.

Am Beispiel einer im Darm dominanten Bakteriengruppe (Bacillus) wurde mit Hilfe molekularer Verfahren überprüft, ob das genetische Potenzial vorhanden ist Aufnahmesysteme zu bilden, mit denen DNA aus der Umwelt aufgenommen werden kann.

Ergebnisse

Im Darm der Bienen ließen sich ca. 140 unterschiedliche Bakterienarten nachweisen, wovon einige, wie Simonsiella sp., Lactobacillus sp. oder Leminorella dominant in allen drei Bienenarten vorkamen.

Mehr als ein Drittel aller Darmbakterien war gegenüber Glufosinat resistent. Die resistenten Bakterien kommen aus unterschiedlichsten Bakteriengruppen.

Keine der resistenten Bakterien hatte das gentechnisch vermittelte pat-Gen aufgenommen - die Resistenz war also natürlich, unabhängig vom gv-Raps-Anbau vorhanden.

Im Bienendarm kamen außerdem Bakterien aus der Gruppe Bacillus vor, von denen vermutlich viele das genetische Potenzial zur Aufnahme von zellfreier DNA besitzen.

Die Untersuchungen wurden zum 30. April 2004 abgeschlossen.