Juni 2012
Auskreuzung verhindern
Welche Biosicherheitsmassnahmen sind notwendig, um Auskreuzung von einem Feldversuch mit gentechnisch verändertem (GV) Weizen auf umliegende Weizenfelder zu verhindern?
Die Feldversuche mit GV Weizen wurden vom Bundesamt für Umwelt BAFU mit einer Reihe von Biosicherheits-Auflagen bewilligt. Dazu gehörten mehrere Massnahmen, die eine Auskreuzung von GV Weizen auf andere Weizenfelder vermeiden sollten. Dies waren unter anderem eine 2.6 m breite Pufferzone (Mantelsaat) um den Versuch und bestimmte Isolationsabstände zu anderen Weizenfeldern. Weizen ist vorwiegend selbstbestäubend, das heisst Auskreuzung ist selbst auf kurze Distanz gering. Die Weizensorten, die in der Schweiz angebaut werden, zeigen sehr niedrige Auskreuzungsraten, das heisst, sie werden selten von anderem Weizenpollen bestäubt. An beiden Versuchsstandorten (Pully und Zürich) wurden Versuche angelegt, um die Auskreuzung zu messen. Die einzigen Auskreuzungsereignisse wurden in der Mantelsaat gefunden, also sehr nahe an den Versuchsparzellen mit GV Weizen. Aufgrund von Literaturdaten und diesen Ergebnisse kann man davon ausgehen, dass für Weizenfeldversuche eine Mantelsaat und ein zusätzlicher Abstand von 5 m zum nächsten Weizenfeld aus wissenschaftlicher Sicht ausreicht, um wirkungsvoll Auskreuzung zu verhindern.
Foetzki A., Diaz Quijano C., Moullet O., Fammartino A., Kneubuehler Y. , Mascher F., Sautter C., Bigler F. (2012) Surveying of pollen-mediated crop-to-crop gene flow from a wheat field trial as a biosafety measure. GM Crops and Food 3 (2): 1-8.
Dezember 2011
Mischungen noch resistenter gegen Mehltau
Mischungen verschiedener gentechnisch veränderter (GV) Weizenlinien zeigten im Feldversuch eine verbesserte Resistenz gegen die Pilzkrankheit Mehltau.
Nachdem transgene Pm3b Weizenlinien erfolgreich im Feld getestet wurden (siehe Mitteilung Februar 2011), wurden in der zweiten und dritten Feldsaison weitere transgene Pm3-Linien untersucht. Vom Gen Pm3 sind nämlich weitere Varianten (Allele) bekannt, die sich leicht in ihrer DNA-Sequenz unterscheiden und Resistenz gegen unterschiedliche Mehltaustämme verleihen (rassenspezifische Resistenz).
Jeweils eines der Allele Pm3a, Pm3c, Pm3d, Pm3f und Pm3g wurde der Weizenlinie Bobwhite übertragen. Die acht untersuchten gentechnisch veränderten (GV) Linien zeigten im Gewächshaus und im Feld eine bessere Mehltauresistenz als die Kontroll-Linien ohne Pm3-Allel. Wurden nun die Samen zweier GV Weizenlinien mit unterschiedlichem Pm3-Allel gemischt und zusammen im Feld ausgesät, war die Mischung sogar noch resistenter als die Weizenlinien, aus denen sie bestand. Es wird erwartet, dass bei Verwendung mehrerer Resistenz-Allele in Mischungen deren Wirksamkeit länger erhalten bleibt, da sich die Mehltaustämme schwerlich an verschiedene Resistenzen gleichzeitig anpassen können. Aufgrund der beschränkten Dauer des Versuches konnte dies aber mit den GV Pm3-Weizenlinien nicht untersucht werden.
Zwei der GV Linien zeigten neben der Mehltau-Resistenz unter Feldbedingungen ähnliche zusätzliche Veränderungen (geringere Wuchshöhe, Veränderungen der Ähren und gelbe Blätter) wie vorher bei einer der Pm3b-Linien beobachtet worden war. Dies zeigt, dass die Pm3-Allele zwar in GV Weizen funktionieren, jedoch Resultate aus Feldversuchen nötig sind, damit ihre "Dosierung" mittels sogenannter spezifischer Promotoren optimiert werden könnte.
Brunner S., Stirnweis D., Diaz Quijano C., Buesing G., Herren G., Parlange F., Barret P., Tassy C., Sautter C., Winzeler M., Keller B. (2011) Transgenic Pm3 multilines of wheat show increased powdery mildew resistance in the field. Plant Biotechnology Journal (im Druck)
Phytometer: Pflanzen als Messfühler
Mit Pflanzen als Messfühlern konnte die Konkurrenzkraft von Weizenpflanzen und der Einfluss verschiedener Umweltfaktoren im Feldversuch untersucht werden.
Als Phytometer werden einzelne Pflanzen bezeichnet, die als "biologische Messfühler" in einen Bestand gesät oder gepflanzt werden. Im Feldversuch am Reckenholz wurden 15 verschiedene gentechnisch veränderte und nicht veränderte Weizen in 15 verschiedene Weizenbestände gepflanzt. Der Einfluss von Umweltfaktoren auf das Wachstum und der Einfluss der umgebenden Pflanzen (Konkurrenz) konnte an diesen Pflanzen gemessen werden.
Die transgenen Pflanzen zeigten einen geringeren Mehltaubefall als die Kontrollen. Sie bildeten aber weniger Halme und daher auch weniger Körner. Der umgebende Bestand hatte einen grossen Einfluss auf die Entwicklung der Pflanzen.
Es hat sich gezeigt, dass zusätzliche Resistenzgene gegen Pilzkrankheiten ökologische Kosten verursachen und die Konkurrenzkraft der Pflanzen schwächen können.
Kalinina O., Zeller S.L., Schmid B (2011) Competitive Performance of Transgenic Wheat Resistant to Powdery Mildew. PLoS ONE (im Druck)
November 2011
Streuabbau und Bodenlebewesen
Auf dem Versuchsfeld wurden keine ökologisch relevanten negativen Effekte des gentechnisch veränderten Weizens auf die Lebensgemeinschaften der Bodenlebewesen und ihre Streuabbauaktivität gefunden.
Neben Pilzen und Bakterien sind verschiedene grössere Bodenorganismen – z.B. Ringelwürmer, Milben, Springschwänze – am Abbau von organischer Substanz im Boden beteiligt. Anbau von gentechnisch veränderten (GV) Pflanzen mit Pilzresistenz könnte einen Einfluss auf die Bodenlebewesen haben, die eine entscheidende Rolle beim Streuabbau spielen.
In einem Experiment auf dem Feld mit GV Weizen wurden Weizenblätter in kleinen Säcken aus PE-Netz über den Winter im Boden eingegraben und monatlich Proben genommen. Dabei wurde nicht nur die Streuabbaurate von verschiedenen GV und nicht-GV Weizenblättern sowie Blättern von Gerste und Triticale untersucht, sondern auch die Zusammensetzung der Gemeinschaften von Bodenlebewesen in diesen Streusäckchen. Es wurden Unterschiede zwischen den verschiedenen Getreiden gefunden, nicht jedoch zwischen GV Weizen und seinen Kontrollen.
Du C., Nentwig W., Lindfeld A. (2011) No Adverse Effect of Genetically Modified Antifungal Wheat on Decomposition Dynamics and the Soil Fauna Community – A Field Study. PLoS One 6 (10): e25014.
Oktober 2011
Feldversuche mit mehltauresistentem Weizen
In einem Artikel in der Zeitschrift Agrarforschung Schweiz wurden die Feldversuche mit gentechnisch verändertem Weizen und einige Ergebnisse aus den beteiligten Projekten allgemein verständlich vorgestellt. Die Zeitschrift erscheint auf Deutsch und Französisch und kann hier bestellt werden.
Foetzki A., Winzeler M., Boller T., Felber F., Gruissem W., Keel C., Keller B., Mascher F., Maurhofer M., Nentwig W., Romeis J., Sautter C., Schmid B., Bigler F. (2011) Freilandversuche mit gentechnisch verändertem Weizen mit Mehltauresistenz. Agrarforschung Schweiz 2(10): 446-453
Juli 2011
Keine negativen Auswirkungen auf Insekten
An der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon wurde der Einfluss verschiedener mehltauresistenter transgener Weizenlinien und Vergleichssorten auf Insekten im halb-offenen Gewächshaus und im Feld untersucht.
Im halb-offenen Gewächshaus bevorzugten die Blattläuse die weniger von Mehltau befallenen transgenen Weizenpflanzen gegenüber den Kontrollpflanzen.
Im Feldversuch zeigten gentechnisch veränderte und nicht-veränderte Weizen keine Unterschiede. Es waren weder Auswirkungen auf die Anzahl Blattläuse, die auf Weizen leben, noch auf die Anzahl von Getreidehähnchen (Käfer) und Halmfliegen, deren Larven an Weizenpflanzen fressen, festzustellen.
Álvarez-Alfageme F., Romeis J., von Burg S. (2011) Infestation of transgenic powdery mildew-resistant wheat by naturally occurring insect herbivores under different environmental conditions. PLoS One 6 (7): e22690. doi:10.1371/journal.pone.0022690
März 2011
Hohe Kosten für Feldversuche
Auflagen der Behörden und Widerstand in der Bevölkerung verursachen hohe zusätzliche Kosten für Feldversuche mit gentechnisch veränderten Pflanzen in der Schweiz.
Feldversuche mit gentechnisch veränderten (GV) Pflanzen sind nicht mit anderen Experimenten der Pflanzenwissenschaften vergleichbar, da GV Pflanzen bestimmten Auflagen der Regulierungsbehörde unterliegen und solche Versuche von einem kleinen Teil der Bevölkerung nicht unterstützt werden. Zusätzliche Kosten, die durch Auflagen des BAFU und durch Sicherheitsmassnahmen zum Schutz der Versuche entstehen, werden in dieser Publikation aufgeführt: Für jeden Euro, der für Forschung ausgegeben wurde, wurden zusätzliche 78 Cents für Sicherheit der Versuche, 31 Cents für die Biosicherheitsauflagen der Behörden und 17 Cents für die Überprüfung durch die zuständigen Behörden (v.a. das Bundesamt für Umwelt BAFU) ausgegeben. Diese hohen Zusatzkosten könnten mit der Errichtung einer geschützten Forschungsanlage ("protected site") erheblich reduziert werden und zugleich könnten damit verbesserte Rahmenbedingungen für weitere Feldversuche mit GV Pflanzen in der Schweiz geschaffen werden.
Bernauer T., Tribaldos T., Luginbühl C., Winzeler M. (2011) Government regulation and public opposition create high additional costs for field trials with GM crops in Switzerland. Transgenic Research 20 (6): 1227-1234
Februar 2011
Verbesserte Mehltauresistenz im Feld bestätigt
Vier verschiedene transgene Weizenlinien, in welche das Resistenzgen Pm3b eingefügt wurde, zeigten im Gewächshaus und im Feld eine verbesserte Resistenz gegen Mehltau. In diesen Linien ist das Pm3b Gen unter der Kontrolle eines starken Promotors und wird deshalb häufiger abgelesen (transkribiert) als in Weizenlinien, die das gleiche Gen natürlicherweise tragen. Im Feldversuch, aber nicht im Gewächshaus, zeigten drei der vier transgenen Linien eine leicht geringere Wuchshöhe, Veränderungen der Ähren oder gelbe Blätter. Möglicherweise wurden diese Veränderungen durch hohe Mengen an Pm3b-Genprodukt verursacht.
Brunner S, Hurni S, Herren G, Kalinina O, von Burg S, Zeller SL, Schmid B, Winzeler M, Keller B (2011): Transgenic Pm3b wheat lines show resistance to powdery mildew in the field. Plant Biotechnology Journal 9(8):
Januar 2011
Kein Einfluss von gentechnisch verändertem Weizen auf Blattläuse und ihre Parasitoide
In einer Studie im halboffenen Gewächshaus wurden von verschiedenen transgenen und nicht transgenen Weizen Blattläuse und deren Parasitoiden gesammelt. Dabei handelt es sich um parasitierende Schlupfwespen, die ihre Eier in Blattläusen ablegen, wo sich ihre Larven entwickeln.
Die Zahl der Blattläuse und ihrer Parasitoiden war unterschiedlich bei den verwendeten Weizenlinien und in den zwei Studienjahren. Unterschiede in den Insektengemeinschaften waren jedoch nicht konsistent und kleiner zwischen transgenem und nicht transgenem Weizen als zwischen den verschiedenen Sorten und Jahren. Die Unterschiede zwischen GV und nicht GV Pflanzen sind deshalb kaum von ökologischer Relevanz.
von Burg S, van Veen F, Álvarez-Alfageme F, Romeis J (2011) Aphid-parasitoid community structure on genetically modified wheat. Biology Letters 7(3): 387-391
Vertragen Bodenorganismen gentechnisch veränderten Weizen?
In einer Laborstudie an der Uni Bern wurden im Boden lebende Würmer (Enchyträen), die eine wichtige Rolle beim Streuabbau spielen, mit gentechnisch verändertem und nicht verändertem Weizen gefüttert. Die Lebensdauer und die Fortpflanzung dieser Würmer wurde untersucht. Es gab kleine Unterschiede zwischen verschiedenen Weizensorten, aber es konnten keine ökologisch relevanten Auswirkungen von gentechnisch verändertem Weizen gefunden werden.
Lindfeld A, Lang C, Knop E, Nentwig W (2011) Hard to digest or a piece of cake? Does GM wheat affect survival and reproduction of Enchytraeus albidus (Annelida: Enchytraeidae)? Applied Soil Ecology 47: 51-58.
Juli 2010
Unterschiedliche Resultate aus Versuchen im Gewächshaus und im Freiland
Die gentechnisch veränderten Weizenlinien, die mit einem Resistenzgen gegen die Pilzerkrankung Mehltau ausgestattet wurden, werfen im Gewächshaus bis zu doppelt so viel Ertrag ab wie Kontrollpflanzen. Im Feldversuch kehrt sich allerdings dieses Verhältnis bei einigen, aber nicht allen, Weizenlinien um.
Simon Zeller, Doktorand am Institut für Umweltwissenschaften der Universität Zürich, hat den Einfluss der Umwelt auf die gentechnisch veränderten Pflanzen genau untersucht. Seine Resultate zeigen, dass für solch komplexe Untersuchungen Feldversuche nötig sind.
Simon Zeller, Olena Kalinina, Susanne Brunner, Beat Keller und Bernhard Schmid (2010). Transgene × Environment Interactions in Genetically Modified Wheat. PLoS One 5 (7): e11405, online: Artikel
Zur Medienmitteilung des SNF.
März 2010
Keine unerwünschten Auswirkungen des gentechnisch veränderten Weizens auf Insektenlarven oder Blattläuse nachgewiesen
Erste Resultate aus Laborstudien zeigen, dass die gentechnisch veränderten Weizenpflanzen gleich gute Nahrungsquellen sind, wie die nicht-veränderten Weizenpflanzen. Bei allen gemessenen Parametern lassen sich keine Unterschiede feststellen.
Die Forschenden des konsortium-weizen.ch wollen nicht nur den Nutzen von gentechnisch verändertem Weizen, sondern auch mögliche Auswirkungen auf die Umwelt untersuchen. Eine der Befürchtungen ist, dass diese pilzresistenten Pflanzen auch andere Lebewesen, sogenannte Nicht-Zielorganismen, beeinträchtigen. Stellvertretend für viele andere Lebewesen auf einem Feld, wurden Blattläuse und Insektenlarven für die Experimente ausgewählt.
Kostbare Blättläuse
Simone von Burg, Doktorandin am Institut für Umweltwissenschaften, hat zusammen mit Jörg Romeis (ART) untersucht, ob sich Blattläuse, die mit dem gentechnisch veränderten Weizen gefüttert wurden, anders entwickeln als solche, die sich von denselben Pflanzen ohne das zusätzliche Gen ernähren. Blattläuse, als pflanzenfressende Insekten, eigenen sich für solche Studien besonders gut, weil sie sich ausschliesslich vom Pflanzensaft ernähren und sehr empfindlich auf mögliche Veränderungen in der Zusammensetzung der Pflanzen reagieren. Simone von Burg hat dreissig verschiedene Blattlausklone in der Klimakammer auf acht verschiedenen Weizen, vier gentechnisch verändert und vier entsprechende nicht-veränderte Weizen, gehalten. Bei den total 1081 Blattläusen (je 5 Wiederholungen!) hat sie einzeln das Gewicht bestimmt, die Anzahl Nachkommen und die Entwicklungsdauer erhoben. Doch bei keinem dieser Parameter finden sich Unterschiede zwischen den unterschiedlich ernährten Blattläusen. Die gentechnische Veränderung der untersuchten Weizensorten hat keine Auswirkungen auf die Blattläuse.
von Burg, S., Müller, C. B. and Romeis, J. (2010): Trans-genic disease-resistant wheat does not affect the clonal performance of the aphid Metolophium dirhodum Walker. Basic and Applied Ecology 11 (3): 257-263
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Auch Bodenorganismen sind nicht beeinträchtigt
Unter der Leitung von Professor Wolfgang Nentwig an der Universität Bern wird eine weitere wichtige Gruppe von Nicht-Zielorganismen untersucht. Die Forschenden verfüttern die gentechnisch veränderten und nicht-veränderten Weizen an Insektenlarven, welche im Boden Pflanzenreste abbauen. Sie untersuchten nicht nur die Entwicklung dieser Larven, sondern auch die Fruchtbarkeit der daraus entstehenden Fliegen. Doch auch hier liessen sich keine Unterschiede der gemessenen Fitness-Parameter ausmachen. Die Forschenden konnten auch mögliche Langzeitfolgen ausschliessen, da die Versuche über vier Fliegengenerationen liefen.
Peter, M., Lindfeld, A. and Nentwig, W. (2010): Does GM wheat affect saprophagous Diptera species (Drosophilidae, Phoridae)? Pedobiologia 53 (4): 271-279
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Zur Medienmitteilung des SNF.