Ergebnisse der Sicherheitsforschung Bt-Mais 2005-2008
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11 Projekte
Forschung Projekte
(2005 – 2008) Julius Kühn-Institut (JKI), Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde, Braunschweig
Labor: Bt-Protein Cry3Bb1 in Maispflanzenstreu beeinträchtigte Trauermückenlarven bis zur getesteten Menge von 16,45 Mikrogramm pro Gramm nicht in ihrer Entwicklung.
Nach Aufnahme von Trauermückenlarven, die mit Bt-Maisstreu aufgezogen worden waren, wurde bei dem Kurzflügelkäfer Atheta coriaria eine signifikante Reduktion der Nachkommensproduktion beobachtet.
Freiland: Streu der Bt-Maissorte MON88017 wurde im Freiland nicht langsamer zersetzt als die Maisstreu von Nicht-Bt-Sorten. Auch die Diversität der Zweiflügler wurde nicht beeinträchtigt.
Forschung Projekte
Untersuchungen zu Nebenwirkungen von Bt-Mais (Cry3Bb1) auf Nicht-Zielorganismen
(2005 – 2008) Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA) (seit 2008 Julius Kühn-Institut (JKI)), Institut für biologischen Pflanzenschutz, Darmstadt
Blattkäfer sind mit dem Maiswurzelbohrer verwandt, gegen den der hier untersuchte Bt-Mais (MON 88017) wirksam ist.
Insbesondere junge Larvenstadien von drei untersuchten Blattkäferarten erwiesen sich gegenüber dem reinen Cry3Bb1-Protein auf ihren Futterpflanzen als empfindlich. Die Sterblichkeit war erhöht, die Gewichtszunahme und Verpuppungsrate verringert.
Bei der Verfütterung von Maispollen an Larven von zwei Blattkäferarten wurde hingegen kein negativer Einfluss auf Sterblichkeit, Gewichtszunahme oder Verpuppungsrate der Larven beobachtet.
Für die untersuchten Arten ist unter Freilandbedingungen eine akute Schädigung unwahrscheinlich, da die über den Pollen aufgenommene Toxinmenge vermutlich weit unterhalb der ermittelten LD50 ‑Dosis liegt.
Auch konnten keine Hinweise auf eine mögliche chronische Toxizität oder subletale Schädigungen durch die Aufnahme von Pollen der Maissorte MON88017 gefunden werden.
Forschung Projekte
Verbleib des Bt-Proteins (Cry3Bb1) im Boden
(2005 – 2008) Institut für angewandte Biotechnologie der Tropen an der Universität Göttingen (IBT)
Bt-Protein Cry3Bb1 bindet stärker an die Tonfraktionen der untersuchten Parzellen als Cry1Ab.
Im Oberboden wurde das Cry3Bb1-Protein stärker an die Tonfraktion gebunden als in den Unterböden.
Cry3Bb1 könnte sich in bindungsschwachen Böden in tiefere Bodenschichten verlagern. Art und Höhe der Verlagerung sind jedoch von der Stabilität der Cry-Proteine, den Eigenschaften der Böden und der mikrobiellen Aktivität in den jeweiligen Böden abhängig.
Forschung Projekte
Untersuchungen zur Aktivierung von Bt-Toxinen im Maiswurzelbohrer
(2005 – 2008) Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA) (seit 2008 Julius Kühn-Institut (JKI)), Institut für biologischen Pflanzenschutz, Darmstadt
Bt-Protein, in diesem Projekt das gegen den Maiswurzelbohrer wirksame Cry3Bb1, wird durch bestimmte Enzyme, so genannte Proteasen im Darmsaft von Insekten abgebaut.
Im Darmsaft des Maiswurzelbohrers wurden eine ganze Reihe verschiedener Proteasen nachgewiesen.
Bei Einzeltests der im Darmsaft vorhandenen Proteasen bauten einige der käuflichen Proteasen das Cry3Bb1-Protein ab. Bei Tests mit Darmsaft aus dem Maiswurzelbohrer wurden Cry3Bb1 sowie zwei weitere Bt-Toxine (Cry34Ab1 und Cry35Ab1) jedoch nicht abgebaut. Daher wird die Wahrscheinlichkeit einer protease-bedingten Resistenz gegenüber den untersuchten Bt-Proteinen als gering eingestuft.
Im Rahmen dieser Untersuchungen wurden die spezifischen Bindungsplätze in der Darmwand für die Bt-Toxine charakterisiert.
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Auswirkungen des Anbaus von Diabrotica-resistentem Bt-Mais auf das Maisökosystem I (Boden)
(2005 – 2008) RWTH Aachen, Institut für Umweltforschung (Biologie V), Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik
Im Freilandversuch wurden im Vergleich der Fraßaktivität der Bodenfauna in den verschiedenen Maisvarianten - Bt-Mais MON88017, isogene Sorte sowie zwei weitere konventionelle Sorten - keine Unterschiede gefunden. Im Vergleich der Fraßaktivitäten an unterschiedlichen Ködertypen in einer Maisvariante (isogen) wurden in manchen Jahren sortenspezifische Unterschiede festgestellt.
In Mesokosmen (Freiland-Modellsystem, Bodenkerne, 30 cm Durchmesser, 40 cm Höhe) wurden keine Unterschiede in der Fraßaktivität zwischen den verschiedenen Maissorten beobachtet.
Laufkäfer: Bei Häufigkeit und Artenspektrum der Laufkäfer waren keine Unterschiede zwischen den verschiedenen Maisvarianten zu erkennen.
Entlang der Nahrungskette (Mais - Maiszünsler - Laufkäfer) nahm der Gehalt an Bt-Protein um mindestens den Faktor 20 ab.
In Biotests zeigte sich kein akuter Bt-Effekt auf die Laufkäfer.
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Monitoring der Auswirkungen von Bt-Mais (Cry1Ab) auf Nicht-Zielorganismen
(2005 – 2007) Julius Kühn-Institut (JKI), Institut für Strategien und Folgenabschätzung im Pflanzenschutz, ehemals Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA), Institut für integrierten Pflanzenschutz, Kleinmachnow
Es wurden in allen drei Versuchsjahren keine signifikanten Unterschiede zwischen Bt-Mais und den konventionellen Kontrollflächen im Vorkommen von Nicht-Zielorganismen wie auch von Vögeln beobachtet.
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Erprobung eines Nematodenbiotests
(2005 – 2008) Institut für Biodiversität - Netzwerk e.V., Regensburg
Labor: Mit Boden-Material wurde kein Bt-Effekt gemessen. Dies wird darauf zurückgeführt, dass die Konzentrationen im Boden nie ein Nanogramm pro Gramm Boden Trockengewicht überstiegen. Im Labor wurden Effekte erst ab einer Konzentration von mehr als 36 Milligramm pro Liter beobachtet.
Freiland: In den Bodenproben wurden sehr viele Nematoden - zwei bis vier Millionen pro Quadratmeter - gefunden. An einem Probenahmetermin (Oktober 2007) zeigten sich zwischen Parzellen mit Bt-Mais und Parzellen mit isogenem bzw. konventionellem Mais signifikante Unterschiede in der Zusammensetzung der Nematodengattungen. Ein indirekte Wirkung des Bt-Proteins über das Bodennahrungsnetz kann nicht ausgeschlossen werden. Die Funktionalität der Nematodenlebensgemeinschaft wurde dadurch aber nicht beeinträchtigt.
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Auswirkungen des Anbaus von Diabrotica-resistentem Bt-Mais auf das Maisökosystem II
(2005 – 2008) RWTH Aachen, Institut für Umweltforschung (Biologie V), Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik
Sowohl bei den Insekten der Krautschicht als auch bei den „Pollenfressern“ und „Blütenbesuchern“ gab es sortenbedingte Unterschiede, aber keinen Bt-Effekt. Schwankungen wurden auf unterschiedliche Boden- und Witterungsbedingungen zurückgeführt. Es gab auch starke Schwankungen zwischen den Jahren.
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Resistenzentwicklung des Maiswurzelbohrers gegenüber Bt-Mais
(2005 – 2008) Georg-August-Universität, Institut für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz, Göttingen
Der Maiswurzelbohrer kann sich – im Gegensatz zum Maiszünsler – auch an anderen Pflanzen ernähren, die in Maisfeldern vorkommen. Da gegen den Maiswurzelbohrer resistenter Bt-Mais hauptsächlich auf das erste Larvenstadium tödlich wirkt, könnten teilresistente Schädlinge entstehen, wenn die frisch geschlüpften Larven zunächst an alternativen Wirtspflanzen fressen und dann erst zu Bt-Mais wechseln. Über mehrere Generationen könnte das zu Resistenzen führen.
Alternative Wirtspflanzen führen zu einer erhöhten Überlebenswahrscheinlichkeit der Maiswurzelbohrerlarven. Dabei ist sowohl die Pflanzenart als auch die räumliche Anordnung innerhalb des Bestandes entscheidend.
Im Vergleich verschiedner Anordnungen von Refugien zeigte sich, dass die „refuge in a bag„-Strategie, bei der dem Saatgut zwanzig Prozent konventionelles Saatgut beigemischt werden, eine Bildung von Teilresistenzen eher fördert als verhindert. Werden Bt- und konventioneller Mais nebeneinander angebaut, sollten mindestens zwei Reihen Abstand eingehalten werden, um ein Überwechseln der im Boden sehr mobilen Larven zu verhindern.
Das Vorkommen der Larven führte zu einer stärkeren Besiedlung mit einem Mykotoxin produzierenden Pilz (F. verticillioides).
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Überdauerung des Bt-Toxins Cry1Ab auf Anbauflächen mit Bt-Mais
(2004 – 2007) Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL) (seit 2008 Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI)), Institut für Agrarökologie, Braunschweig
Im Wurzelboden waren die Cry1Ab-Gehalte im Mittel 30.000 mal niedriger als in den Wurzeln. 15 Monate nach der Ernte wurde an keinem Standort mehr Cry1Ab gefunden. Es wurde auch keine Verlagerung des Proteins in tiefere Bodenschichten beobachtet.
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Abbau des Bt-Toxins und Auswirkungen auf die Bodenmikroorganismen
(2005 – 2008) Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL) (seit 2008 Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI)), Institut für Agrarökologie, Braunschweig
Es zeigten sich keine Unterschiede in der Bakteriengemeinschaft des wurzelnahen Bodens, die auf die gentechnische Veränderung zurückzuführen sind.
Cry3Bb1-Gehalte im Boden sind sehr gering im Vergleich mit ca. 600.000fach höheren Gehalten in intakten Wurzeln.
Ernterückstände: Cry3Bb1-Gehalte in Wurzelresten entsprechen vier Wochen nach der Ernte nur noch etwa einem Prozent der Gehalte in intakten Wurzeln.
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