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Bundesministerium für Bildung und ForschungbioSicherheit : Gentechnik - Umwelt - Pflanzen

Ergebnisse der Sicherheitsforschung

Resistenzentwicklung


Beim großflächigen Anbau von insektenresistentem Bt-Mais könnten die jeweiligen Schädlinge -  Maiszünsler oder Maiswurzelbohrer - früher oder später Resistenzen entwickeln d.h. unempfindlich werden gegenüber dem Bt‑Protein . Die Bt-Strategie könnte dadurch unwirksam werden.

Zwar sind bislang keine Bt-resistenten Schädlinge aufgetreten, aber die Sicherheitsforschung beschäftigt sich vorbeugend mit den Resistenzmechanismen und den begünstigenden Faktoren für eine Resistenzentwicklung.

 


Um Untersuchungen zur Resistenzentwicklung mit Maiswurzelbohrern vorzunehmen, muss der Schädling unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen gezüchtet werden.

Thema: Bt -Mais mit einer Resistenz gegenüber dem Maiswurzelbohrer (Diabrotica v. virgifera) wirkt hauptsächlich auf das erste Larvenstadium des Schädlings tödlich. Der Maiswurzelbohrer kann sich außerdem – im Gegensatz zum Maiszünsler – auch an anderen Pflanzen ernähren, die in Maisfeldern vorkommen. Wenn die frisch geschlüpften Larven zunächst an solchen alternativen Wirtspflanzen fressen und dann erst zu Mais wechseln, dann könnten längerfristig teilresistente Schädlinge entstehen, die über mehrere Generationen zu Resistenzen führen können.

Ergebnis (1): 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).


Für die Untersuchungen zu den Resistenz-mechanismen werden Mitteldärme der Schädlinge - hier des Maiszünslers - präpariert.


 

Thema: Erst im Darm der Fraßinsekten wird das Bt-Protein  in eine giftige Variante umgewandelt, die den Darm der Insekten zerstört. Die Sicherheitsforschung versucht, den Resistenzmechanismen auf die Spur zu kommen.

Ergebnis (1): 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.

Ergebnis (2): Während drei Jahren wurden Maiszünslerlarven in Bt-Maisfeldern gesammelt und auf Bt-Empfindlichkeit/Resistenz überprüft.
Es wurden keine resistenten Tiere gefunden, obwohl in mehreren Folgegenerationen auf Empfindlichkeit gegenüber Bt-Protein (Cry1Ab)getestet wurde.
Es wurden im Darm vorhandene Enzyme bestimmt und ihre Rolle bei der Protein-Aktivierung ermittelt.

 

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07. September 2009 [nach oben springen]