Nutzen und ökologische Risiken gentechnisch veränderter Pflanzen (GVP)

• Forschungsstelle: AGS
• Projektnummer: 14.43.3.2
• Projekttitel Englisch: Benefits and ecological risks of genetically modified plants (GMP)

Schlüsselwörter (Englisch)

Biological control, biodiversity, biosafety, environmental risk assessment, genetically modified organisms, genetically engineered plants, non-target effects

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Gentechnisch veränderte Pflanzen (GVP) werden auf über 10% der globalen Ackerfläche angebaut. Die aktuell verfügbaren Pflanzen sind jedoch wenig interessant für den Schweizer Markt, es ist jedoch zu erwarten, dass zukünftige Pflanzen und/oder Eigenschaften auch für die schweizerische Landwirtschaft Bedeutung erlangen. Der mögliche Beitrag von GVP für die Erreichung der agrarpolitischen Ziele der Schweiz sollte ebenfalls berücksichtigt werden. Ausserdem können durch den internationalen Handel von Agrarprodukten Bestandteile von GVP bereits heute in die Schweiz gelangen. Der Anbau von GVP hat nicht nur Auswirkungen auf die landwirtschaftlichen Produktionssysteme, sondern auch auf die Umwelt. Agroscope beurteilt Risiken, aber auch Chancen von GVP. Ein Schwerpunktthema ist dabei die Auswirkungen von GVP auf Nicht-Zielorganismen. Dabei können sowohl die produzierten transgenen Produkte, aber auch die transgene Pflanze selbst, sowie Änderungen im Anbausystem zu unerwünschten Effekten führen. Veränderte Anbaupraxis kann aber auch eine Chance für die Umwelt darstellen, wenn Pestizide eingespart oder Bodenbearbeitung reduziert werden können.
Studien zur Analyse von Chancen und Risiken von GVP werden im Labor, im Gewächshaus, in der Vegetationshalle oder im Feld durchgeführt. Im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms 59 wurde bei Agroscope die Infrastruktur und die Expertise für die Durchführung von Feldversuchen mit GVP aufgebaut. Durch die Weiterführung der Anlage als „Protected Site“ bleibt die Möglichkeit erhalten die Interaktionen von GVP mit der belebten und unbelebten Umwelt unter Freilandbedingungen zu untersuchen.
Unsere Forschungsziele beinhalten die Untersuchung und Beurteilung der Auswirkungen von GVP auf die Biodiversität und das Entwickeln von dafür geeigneten Methoden. Umweltrisiken werden im Kontext von anderen landwirtschaftlichen Tätigkeiten sowie im Kontext der agrarpolitischen Ziele der Schweiz beurteilt.
Chancen und Risiken von GVP sind ein Kernthema im thematischen Schwerpunkt Sicherung der natürlichen Ressourcen (Nummer 12). Forschungsresultate werden in wissenschaftlichen und praxisorientierten Zeitschriften, in öffentlichen Medien sowie auf nationalen und internationalen Konferenzen präsentiert. Wissens- und Technologietransfer im Bereich Risikoforschung erfolgt ausserdem durch die Mitarbeit in nationalen und internationalen Gremien. Die gewonnenen Erkenntnisse helfen die Risikobeurteilung sowie das Umweltmonitoring von GVP zu verbessern sowie die Debatte über GVPs zu versachlichen. Die Entscheidungsfindung in nationalen und internationalen Behörden im Bereich Regulierung und Zulassung von GVP kann durch die Anwendung unserer Werkzeuge wissenschaftlich fundiert erfolgen, was letztendlich zu verbessertem Schutz der Umwelt führt.

Projektziele (Deutsch)

Oberziel: Das generelle Forschungsziel ist eine Beurteilung der Chancen und Risiken von GVP für die Umwelt im Allgemeinen sowie für den nachhaltigen Pflanzenbau in der Schweiz im Speziellen. Die Erreichung der Ziele wird mehrheitlich durch Drittmittel und die damit mögliche Forschung beeinflusst.

Konkrete Ziele sind:
1.  Entwickeln von Verfahren und Methoden, mit denen mögliche Auswirkungen von GVP auf Nicht-Zielorganismen, Ökosysteme und deren Funktionen untersucht werden können.
2. Untersuchung und Beurteilung der Auswirkungen von GVP auf die Biodiversität, vor allem auf Nicht-Zielorganismen und biologische Prozesse, die für die Landwirtschaft von Bedeutung sind.
3. Untersuchung des Transfers und Abbaus von insektiziden Proteinen und pflanzeneigenen Abwehrstoffen im Nahrungsnetz
4.  Entwickeln von Kriterien um Umweltrisiken von GVP im Kontext der Risiken anderer landwirtschaftlicher Tätigkeiten wie Pflanzenschutz, Bodenbearbeitungsverfahren, etc. zu beurteilen.
5.  Etablierung und Betreiben einer „Protected Site“ für die Durchführung von Freilandversuchen mit GVP.
6.  Wissens- und Technologietransfer im Bereich Risikoforschung mit dem Ziel dass die gewonnenen Erkenntnisse die Risikobeurteilung sowie das Umweltmonitoring von GVP verbessern sowie die Debatte über GVPs versachlichen. Beurteilung inwiefern GVP mit den agrarpolitischen Zielen der Schweiz vereinbar sind.

Neue Kenntnisse/Literatur (Deutsch)

Akademien-Schweiz, 2013. Gentechnisch veränderte Nutzpflanzen und ihre Bedeutung für eine nachhaltige Landwirtschaft in der Schweiz. Akademien der Wissenschaften Schweiz, Bern. 53 S.

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, 446-453.

Meissle M. & Romeis J., 2009a. Insecticidal activity of Cry3Bb1 expressed in Bt maize on larvae of the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata. Entomol. Exp. Appl. 131, 308-319.

Meissle M. & Romeis J., 2009b. The web-building spider Theridion impressum (Araneae: Theridiidae) is not adversely affected by Bt maize resistant to corn rootworms. Plant Biotechnol. J. 7, 645-656.

Meissle M., Álvarez-Alfageme F., Malone L. A. & Romeis J., 2012. Establishing a database of bio-ecological information on non-target arthropod species to support the environmental risk assessment of genetically modified crops in the EU. Supporting Publications 2012:EN-334. European Food Safety Authority (EFSA), Parma. 170 S. Zugang: http://www.efsa.europa.eu/en/supporting/pub/334e.htm

NFP59, 2012. Nutzen und Risiken der Freisetzung gentechnisch veränderter Pflanzen. Programmsynthese des Nationalen Forschungsprogramms 59. Leitungsgruppe des NFP59, Bern. Zugang: http://www.vdf.ethz.ch/service/3483/3484_Nutzen-und-Risiken-der-Freisetzung-gentechnisch-veraenderter-Pflanzen_OA.pdf. 303 S.

Romeis J., Meissle M. & Bigler F., 2006. Transgenic crops expressing Bacillus thuringiensis toxins and biological control. Nature Biotechnol. 24, 63-71.

Romeis J., Bartsch D., Bigler F., Candolfi M. P., Gielkens M. M. C., Hartley S. E., Hellmich R. L., Huesing J. E., Jepson P. C., Layton R., Quemada H., Raybould A., Rose R. I., Schiemann J., Sears M. K., Shelton A. M., Sweet J., Vaituzis Z. & Wolt J.D., 2008. Assessment of risk of insect-resistant transgenic crops to nontarget arthropods. Nature Biotechnol. 26, 203-208.

Romeis J., Hellmich R. L., Candolfi M. P., Carstens K., De Schrijver A., Gatehouse A. M. R., Herman R. A., Huesing J. E., McLean M. A., Raybould A., Shelton A. M. & Waggoner A., 2011. Recommendations for the design of laboratory studies on non-target arthropods for risk assessment of genetically engineered plants. Transgenic Res. 20, 1-22.

Romeis J., Raybould A., Bigler F., Candolfi M. P., Hellmich R. L., Huesing J. E. & Shelton A. M., 2013. Deriving criteria to select arthropod species for laboratory tests to assess the ecological risks from cultivating arthropod-resistant genetically engineered crops. Chemosphere 90, 901-909.

Romeis J., McLean M. A., Shelton A. M., 2013. When bad science makes good headlines: Bt maize and regulatory bans. Nature Biotechnol. 31, in press.

Sanvido O., Romeis J., Gathmann A., Gielkens M., Raybould A. & Bigler F., 2012. Evaluating environmental risks of genetically modified crops: ecological harm criteria for regulatory decision-making. Environ. Sci. & Policy 15, 82-91.

Kunden/Berichterstattung (Deutsch)

Die erhobenen Daten sowie die erarbeiteten Methoden und Konzepte sind sowohl für die Wissenschaft als auch für Regulierungsbehörden, Landwirte, Berater und die breite Öffentlichkeit bedeutend. Wichtige Behördenkunden beinhalten BLW, BAFU (Schweiz), EFSA (EU)

Das erarbeitete Wissen wird verbreitet durch:
-   wissenschaftliche Publikationen in internationalen peer-reviewed Zeitschriften, sowie in nationalen Zeitschriften (z.B. Agrarforschung Schweiz)
-   Berichte zu Händen von Behörden (z.B. European Food Safety Authority EFSA) 
-   Organisierte Tagungen: z.B.

• Ecological Impact of genetically modified organisms: IOBC/wprs meeting of the working group GMOs in Integrated Production, Convenor: Michael Meissle
• International Symposium on the Biosafety of Genetically Modified Organisms (ISBGMO), Program Chair: Jörg Romeis

-   Organisierte Symposien für Tagungen (z.B. Entomological Society of America), sowie Vorträge und Poster auf Tagungen.
-   Beratungen mit Fachbehörden: z.B. EFSA, Belgische Regulierungsbehörde, BLW, BAFU
-   Presseberichte 
-   Lehrveranstaltungen (Vorlesung Uni Bern, Jörg Romeis ist PD an der Uni Bern)