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Stefan Kühne Bernd Hommel Martina Sick Christoph Saure Bienen und transgener Raps.

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Präsentation zum Thema: "Stefan Kühne Bernd Hommel Martina Sick Christoph Saure Bienen und transgener Raps."—  Präsentation transkript:

1 Stefan Kühne Bernd Hommel Martina Sick Christoph Saure Bienen und transgener Raps

2 500 m 1998 und 1999: Pollenausbreitung durch Insekten und Wind, Auskreuzung auf konv. Raps / Ackerbegleitflora 2001–2003: transgener Pollen als Bienennahrung Versuchsfläche und angrenzende Rapsfelder in Dahnsdorf (Land Brandenburg)

3 Koexistenz von transgenen und nicht-transgenen Nutzpflanzen Reduktion der Auskreuzung (best. Rate) und / oder gerichtet Flugaktivität Sammelrouten Bestäubungsfähigkeit Nutzpflanze, Sorte, Lage und Jahreszeit ungerichtet Windrichtung Luftfeuchtigkeit Luftdruck Pollen Pollenübertragung durch Insekten Wind

4 Aktionsradien Honigbiene 3,5 – 4,5 km Rathjen & Edelmann (1995) Rote Mauerbiene ca. 1 km Williams (2002) Erdhummel bis 1,5 km Walther-Hellwig & Frankl (2000)

5 Zielstellung Pollen - transfer ?  Wind  Insekten Auskreu- zung des Trans- Gens ? Transgener Raps Hybrid Verwandte Kreuzblütler Hederich, Schwarzer Senf, Sareptasenf, Weißer Senf, Hirtentäschel, Ackerhellerkraut

6 Freisetzungsversuch 1998 und 1999 Habitatinseln Pollenfalle Freisetzungsversuch im Land Brandenburg

7 Lassioglossum sexnotatum Scaeva selenitica Elinora flaveola Sichtfänge, Blütenbesuchszählungen, Markierung und Wiederfang

8  Bienen erreichen hohe Artenzahlen  Einige Bienenarten sind auf Kreuzblütler spezialisiert Vergleich der Artenzahlen Apidae Syrphidae Symphyta Untersuchungsgebiet (mit Grünland und Waldrand) Artenzahl Raps, transg. Raps, konv./Mantelsaat Sareptasenf Schwarzer Senf Hederich Andrena niveata, Andrena suerinensis, Osmia brevicornis (Andrena pilipes) Elinora flaveola (Larvenfutter) Exklusiv (bevorzugt) Kreuzblüter

9 Blütenbesuchszählungen am Raps Mantelsaat HabitatinselGVO-Raps Mantelsaat HabitatinselGVO-Raps Syrphidae Individuen (n) Apidae (ohne A. mellifera)  Wildbienen sind vergleichsweise die häufigsten Blütenbesucher

10 Markierung von Wildbienen im transgenen Raps und deren Wiederfang Bombus terrestris, markierte Königin am Raps  dieselben Individuen besuchen sowohl transgenen Raps als auch konventionellen Raps oder andere Brassicaceae  Wiederfangrate ist sehr gering

11 Bibio hortulanus Diptera: Bibionidae (Haarmücken) Bibio marci Bibio hortulanus Bibio pomonis Coleoptera: Nitidulidae (Glanzkäfer) Meligethes spp. Coleoptera: Curculionidae (Rüsselkäfer) Ceutorhynchus spp. Neuroptera: Chrysopidae (Florfliegen) Chrysoperla carnea Lepidoptera: Pieridae (Weißlinge) Pieris brassicae (Großer Kohlweißling) Pieris napi (Rapsweißling) Pieris rapae (Kleiner Kohlweißling) Lepidoptera: Nymphalidae (Fleckenfalter) Aglais urticae (Kleiner Fuchs) Inachis io (Tagpfauenauge) Weitere blütenbesuchende Insekten

12 Pollentransfer II Wind  Pollenkonzentration in Windrichtung am höchsten  deutlicher Rückgang des Anteils von Rapspollen in der Luft (10 m-Distanz): - von 100 % auf 5 % in von 100 % auf 37 % in 1999  1998 deutlich mehr Auskreuzungsereignisse bei trocken-warmer Witterung und stärkerer Luftzirkulation Rapspollen Datum Mittlere Zahl Pollen/Falle (28,3 mm²) an den Habitatinseln nordostsüdwest ,911,53,66, ,86,910,93,5 39,813,69,050,6 58,8 11,324,980,6 Windrichtung während Fallen- exposition WSW SO ONO OSO

13 Screening bei Brassica juncea nach HR-Hybriden mit LIBERTY im Feld

14 Raps, GVP Sareptasenf, Hybrid 734bp Raps, GVP Sareptasenf, Hybrid 386bp 100bp DNA-Marker DNA Brassica juncea - Hybride Sicherer Nachweis des Transgens (pat) mittels PCR

15 Auskreuzungsuntersuchungen x Transgener Raps Blattrand gelappt mit einzelnen Haaren (Vater); Blattadern mit Haaren (Mutter) Sareptasenf Hybrid  60 Sareptasenf-Hybride im Juli 1998 (39 im Freiland)  Auskreuzungsrate im Gewächshaus: 0,26 % (unter 8202 aufgelaufenen Pflanzen sind 21 Hybride)

16  Bienen, Schwebfliegen und andere Insekten regelmäßig an Brassicaceen-Blüten  Bienen als wichtigste Insektenbestäuber an Raps, Senf und Hederich  Insektenbestäubung gezielter, über längere Distanzen und gegen die Windrichtung  Auskreuzung von HR-Raps auf konventionellen Raps und auf Sareptasenf Zusammenfassung

17 Hummelvölker Bombus terrestris Honigbienenvolk Apis mellifera Nisthilfen für Mauerbienen Osmia rufa (syn. bicornis) Mantelsaat (konv. Raps) HT-Raps : transgener Pollen als Bienennahrung HT: Herbizidtoleranter Raps („pat“-Gen)

18 Honigbiene (Apis mellifera) hoch eusozial; Brutpflege, Futteraustausch hohe Blütenstetigkeit 1 Erdhummel (Bombus terrestris) primitiv eusozial; Brutpflege, kein Futteraustausch geringere Blütenstetigkeit Rote Mauerbiene (Osmia rufa) solitär; keine Brutpflege geringe Blütenstetigkeit Probennahme Pollen aus Brutzellen Pollen aus Vorratszellen Pollenhöschen Vor-, Haupt- und Nachblüte

19 Apis mellifera

20 Bombus terrestris

21 Osmia rufa

22

23

24 „pat“-spezifische PCR mit pac3 / pac4 (368 bp) 100 bp 200 bp 300 bp 600 bp Analyse der Pollen-DNA („pat“- Raps ?)

25 Anzahl der „pat“- positiven Proben (2002/2003) nur konv. Raps mit pat-Raps % 20% 40% 60% 80% 100% VBHBNB Apis % 20% 40% 60% 80% 100% Bombus Pollenhöschen % 20% 40% 60% 80% 100% HBNB Osmia Brutzellen

26 Kompetitive PCR mit pac3/pac4 (368 bp; „pat“-spezifisch) und Standard-DNA (296 bp) 100 bp 200 bp 300 bp 600 bp Bereich übereinstim- mender Konzentration Probe in gleich- bleibender Konzentration Standard in Verdünnungsreihe Analyse der Pollen-DNA (Menge „pat“- Raps ?)

27 Quantitative kompetitive PCR (2002) A.melliferaB. terrestrisO. rufa VB HB NB % Relativer Anteil an HR-Rapspollen am Gesamtpolleneintrag bis zu 11 % bis zu 3 %

28 Nisthilfen für Mauerbienen Osmia rufa (syn. bicornis) 25 m von HT-Raps 100 m von HT-Raps Mantelsaat (konv. Raps) HT-Raps Einfluss der Mantelsaat auf den transgenen Pollenaustrag HT: Herbizidtoleranter Raps („pat“-Gen)

29 Prozentualer Anteil an Brutzellen der Roten Mauerbiene mit herbizidtolerantem Raps (2003) Einfluss der Mantelsaat auf den transgenen Pollenaustrag m m

30 Zusammenfassung Herbizidtoleranter Raps kann als Modellpflanze für die Verbreitungswege von Transgenen durch Insekten gut genutzt werden Für soziale Arten kleine Versuchsparzellen eher uninteressant Aufgrund ihrer Sammeleigenschaften eignet sich Osmia rufa für Untersuchungen zum horizontalen Gentransfer und zu Auswirkungen des transgenen Pollens auf Lebens- und Verhaltensweise der Wildbienen in vielen Brutzellen transgener Pollen nachweisbar (mehrere Sammelflüge) geringe Blütenstetigkeit (HT-Raps auf verwandte Kreuzblütler)

31 Mantelsaat hat keinen Einfluss auf das Sammelverhalten von Osmia rufa sammelnde Bienen werden nicht von der HT-Rapsfläche ferngehalten Mantelsaat scheint nicht die Pollen abzufangen (Quant. Ergebnisse) Nur kleine Testflächen - keine Daten zu normaler Feldgröße - Versuche können stellvertretend die Verhältnisse wiederspiegeln, die beim Auftreten von transgenen Raps- pflanzen als Durchwuchs oder als verwilderte Pflanzen an Ruderalstandorten vorkommen Zusammenfassung


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