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Regenwurm-basiertes Test-System zur Umwelt-Risikoabschätzung

Projekt

Ein junger Regenwurm der Art Aporrectodea caliginosa verläßt seinen Kokon
Ein junger Regenwurm der Art Aporrectodea caliginosa verläßt seinen Kokon (© Thünen-Institut/Christine van Capelle)

Bewertung und Monitoring des Effekts genetisch veränderter Pflanzen auf Agrarökosysteme

Dieses Projekt ist Teil eines EU-weiten Konsortiums (AMIGA), das im wesentlichen Basisdaten zur Biodiversität in Agrarökosystemen in der EU liefern, geeignete Bioindikatoren für verschiedene Regionen Europas definieren, das Wissen über mögliche umweltrelevante Langfristeffekte zu genetisch veränderten (GV) Pflanzen verbessern und die Wirksamkeit des EFSA Guidance Dokumentes zur umweltbezogenen Risikobewertung von GV Pflanzen testen soll.

Hintergrund und Zielsetzung

Im Unterschied zu direkten Toxizitätsanalysen, zeigen aktuelle Ergebnisse zu möglichen Effekten von GV Pflanzen auf Regenwürmer, dass life-history Merkmale (einschließlich Parameter der Fitness) relevanter sind, um auf potentielle Langzeiteffekte und Änderungen der ökologischen Funktionen zu schließen. Außerdem sollte eine Risikobewertung für Regenwürmer nicht auf üblichen Laborarten beruhen, die im Feld weitgehend irrelevant sind. Ziel ist, ein Labor-Test-System zu entwickeln, das standardmäßig den Effekt von GV Pflanzen (hier: Mais und Kartoffeln) für ausgewählte europäische biogeographische Regionen (atlantisch, mediterran und boreal) auf entsprechende Regenwurmarten analysiert. Dieses soll im Einklang mit dem EFSA Guidance Dokument erfolgen.

Vorgehensweise

In einem ersten Schritt werden Regenwurmarten von signifikanter funktioneller Bedeutung in unterschiedlichen biogeographischen Regionen Europas identifiziert. Aus diesem Grund wurde eine Literatur-Recherche durchgeführt, um geeignete Regenwurmarten zu identifizieren, die als Zersetzer wichtige Nichtzielorganismen im Boden darstellen. In einem zweiten Schritt wird die Risikobewertung unter konstanten Laborbedingungen in Mikrokosmen mit ausgewählten Regnwurmarten, Boden und Ernterückständen genetisch veränderter Kulturpflanzen durchgeführt. Die Risikobewertung erfolgt anhand von life-history Merkmalen der Fitness und Fruchtbarkeit wie Lebensdauer, Biomasse, Entwicklungszeit (Schlupf bis Geschlechtsreife), Schlupfrate aus Kokons sowie Biomasse, Fruchtbarkeit und Überleben der Nachkommen.

Ergebnisse

Auf Grundlage zusammengeführter Literaturdaten wurden geeignete Regenwurmarten für Irland, Spanien und Schweden ausgewählt, was entsprechend die biogeographischen Regionen atlantisch, mediterran und boreal berücksichtigt. Basierend auf der vierstufigen Auswahl-Matrix des EFSA Guidance Dokumentes zur umweltbezogenen Risikobewertung von GV Pflanzen wurden Aporrectodea caliginosa (endogäisch) and Lumbricus terrestris (anektisch) als geeignete Fokusarten ausgewählt. Ein Labortestsystem unter Berücksichtigung der life-history Merkmale dieser beiden Fokusarten wurde entwickelt und erfolgreich zur umweltbezogenen Risikobewertung von GV-Mais und GV-Kartoffeln angewendet.

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Beteiligte externe Thünen-Partner


Geldgeber

  • Europäische Union (EU)
    (international, öffentlich)

Zeitraum

4.2012 - 5.2015

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektstatus: abgeschlossen

Publikationen

Anzahl der Datensätze: 4

  1. Capelle C van, Schrader S, Arpaia S (2016) Selection of focal earthworm species as non-target soil organisms for environmental risk assessment of genetically modified plants. Sci Total Environ 548-549:360-369, DOI:10.1016/j.scitotenv.2015.12.165
  2. Emmerling C, Strunk H, Schöbinger U, Schrader S (2011) Fragmentation of Cry1Ab protein from Bt-maize (MON810) through the gut of the earthworm species Lumbricus terrestris L.. Eur J Soil Biol 47(2):160-164, DOI:10.1016/j.ejsobi.2010.12.003
  3. Fründ HC, Butt K, Capowiez Y, Eisenhauer N, Emmerling N, Ernst G, Potthoff M, Schädler M, Schrader S (2010) Using earthworms as model organisms in the laboratory: Recommendations for experimental implementations. Pedobiologia 53(2):119-125, doi:10.1016/j.pedobi.2009.07.002
  4. Schrader S, Münchenberg T, Baumgarte S, Tebbe C (2008) Earthworms of different functional groups affect the fate of the Bt-toxin Cry1Ab from transgenic maize in soil. Eur J Soil Biol 44(3):283-289, DOI:10.1016/j.ejsobi.2008.04.003