Bundesamt für Naturschutz

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Spezifität von Bt-Proteinen und Empfehlungen zum Test kombinatorischer Effekte bei der Umweltrisikoprüfung gentechnisch veränderter Pflanzen

FKZ:

3516 89 0200

Laufzeit:

15.08.2016 - 31.08.2019

Hintergrund:

Gemäß der EU-Richtlinie 2001/18/EG „über die absichtliche Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen in die Umwelt“ und dem deutschen Gentechnikgesetz sind GVO vor einer experimentellen Freisetzung oder einer Marktzulassung auf mögliche Risiken für die menschliche Gesundheit, das Leben von Tieren und Pflanzen, die Natur und die Umwelt in ihrem Wirkungsgefüge zu prüfen.
Ökologisch ausgerichtete Konzepte zur Bestimmung des Wirkpotentials (z.B. Abschätzung durch Labortests) und der Exposition sind Voraussetzungen für eine fundierte Umweltrisikobewertung. Die dafür verwendeten Konzepte und Methoden müssen dabei dem Stand von Wissenschaft und Technik entsprechen sowie den spezifischen Fragestellungen und Besonderheiten der Prüfung von GVO Rechnung tragen.
So können GVO durch die eingeführten Gene, deren Genprodukte und durch die unbeabsichtigte Veränderung anderer Stoffwechselwege Substanzen enthalten, die für andere Organismen toxisch sind. Ökotoxikologische Testverfahren, die für Umweltchemikalien entwickelt wurden, werden den spezifischen Besonderheiten der Prüfung von GVO jedoch nicht per se gerecht. Wichtige Unterschiede liegen beispielsweise in der Exposition von Nichtzielorganismen, die bei Wirkungen von GVO über die Nahrungsaufnahme erfolgt (d.h. eingebunden in eine komplexe Matrix und abhängig von der Ernährungsweise), in der Expositionsdauer und in der begrenzten Möglichkeit Dosis-Wirkungstests mit GVO durchzuführen.

Problemstellung:

Durch die Integration von Genen aus dem Bodenbakterium Bacillus thuringiensis bildet sogenannter Bt-Mais Cry oder VIP Proteine, die die Pflanze vor dem Fraß von Zielorganismen schützen. Derzeit finden sich in Bt-Mais hauptsächlich Cry-Proteine, die Larven des Maiszünslers (Lepidoptera: Crambidae, Ostrinia nubilalis) oder dem Maiswurzelborer (Coleoptera: Chrysomelidae, Diabrotica virgifera virgifera) töten. Cry-Proteine im Mais können jedoch nicht nur den Zielorganismus, sondern auch andere Organismen schädigen, die die Toxine aufnehmen. Risiken auf solche sogenannten Nichtziel-Organismen sind in der Umweltrisikoprüfung zu bewerten.
Die Anzahl von Bt-Pflanzen, die mehrere Bt-Toxine enthalten, hat in den vergangenen Jahren stetig zugenommen. Damit steht die Risikoprüfung vor dem Problem Wechselwirkungen zwischen diesen Proteinen abschätzten zu müssen. Über die Bedeutung entsprechender Studien wird aktuell kontrovers wissenschaftlich diskutiert. Während ein Teil der Wissenschaft die Bedeutung kombinatorischer Effekte zwischen Bt-Proteinen als gering einstuft, besteht nach anderer Auffassung die Notwendigkeit die Spezifität von Bt Toxinen neu zu definieren und kombinatorische Effekte zwischen den Toxinen genauer zu untersuchen.
Informationen über Spezifität von Bt-Proteinen sind vorwiegend über Schädlingsarten vorhanden und sind auf akute Effekte ausgerichtet. Die Definition der Spezifität anhand akuter Effekte an Schädlingsarten ist für die Bewertung von ökologischen Effekten auf Nichtziel-Organismen unzureichend und führt zu Unsicherheiten bei der Bewertung von Effekten auf seltene und geschützte Arten. Gleichzeitig bildet die Annahme der Spezifität die Grundlage für die Bewertung kombinatorischer Effekte zwischen Bt-Proteinen.

Zielsetzung:

Das BfN strebt an, die Spezifität und mögliche Interaktionen von Bt-Proteinen auf einer besseren Datengrundlage bewerten zu können. Die geplanten Arbeiten umfassen:

  • Versuche zur Spezifität von Bt Proteinen, die subletale Wirkungen einbeziehen und alternative Wirkungshypothesen in Betracht ziehen.
  • Versuche zu kombinatorischen Wirkungen zwischen Bt-Proteinen und zwischen Bt-Proteinen und Stressoren
  • Entwicklung eines Konzepts zur Wirkungsprüfung von kombinatorischen Bt-Effekten mit konkreten Empfehlungen für den Vollzug

Forschungsnehmer:

Dr. Angelika Hilbeck, ETH Zürich, Department Umweltsystemwissenschaften, Institut für Integrative Biologie, Zürich, Schweiz

Ansprechpartner im BfN:

 Dr. Mathias Otto, FG II.3.3

Letzte Änderung: 21.04.2017

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