Antrittsvorlesung am Fachbereich 09 Agrarwissenschaften, Ökotrophologie und Umweltmanagement

Dr. Rolf Meyer Antrittsvorlesung19. November 2004 am Fachbereich 09

der Justus-Liebig-Universität Gießen

Gentechnisch veränderte Nutzpflanzen - technische Entwicklungen, gesellschaftliche

Kontroversen und politische Gestaltung

Antrittsvorlesungam Fachbereich 09

Agrarwissenschaften, Ökotrophologie und Umweltmanagement


von

Dr. Rolf Meyer



Überblick

Technische Entwicklungen

Gesellschaftliche Kontroversen und politische Gestaltung

Ausblicke



Moderne Biotechnologie

Biotechnologie

Zell- und Gewebe-

kulturtechniken

Gentechnik

Molekularbiologische

Techniken



Verfahrensschritte zur Erzeugung transgener Nutzpflanzen

Identifizierung und Isolierung geeigneter Gene gezielte Veränderung oder Neukombination von

Genen Gentransfer und (ggf. gezielte) Genintegration in

eine Nutzpflanze weitere züchterische Bearbeitung der

transgenen Nutzpflanze



Globale Anbauflächen mit transgenen Nutzpflanzen

1996-2003 in Mio. Hektar

Quelle: ISAAA 2003, nach www.transgen.de (11.10.2004)



Länder mit Anbau transgener Nutzpflanzen

(Stand 2003)

Quelle: ISAAA 2003

Land Anbaufläche (in Mill. ha)USA 42,8Argentinien 13,9Kanada 4,4Brasilien 3,0China 2,8Südafrika 0,4Australien 0,1Indien 0,1Uruguay 0,05Rumänien 0,05



Anteil transgener Nutzpflanzenan der weltweiten Anbaufläche

(2003 in %)

Quelle: ISAAA 2003, nach www.transgen.de (11.10.2004)

Nutzpflanzenart Anteil transgenerNutzpflanzen (in %)

Soja 55Baumwolle 21Raps 16Mais 11



Anzahl und Anbaufläche der für Anbau und/oder Vermarktung zugelassenen Events

(2002, ohne China)

76%

15%8%

1%

27

9

9

93

11 män nliche

S terilit ät

Herbiz idtole ranz

Insekten -resi stenz

Herbiz idtole ranz +Insekten resistenz

V irus-

resi stenz

Herbiz id-toleranz

Herbiz idtole ranz +Insekten resistenz

Insekten -resi stenz

Tabak mit verri ngertem Nikoting ehalt (1)

Soja (1) und Raps (1) m it verändertem Fet tsäuremuster

Nelken m it verä nderter B lütenfarbe (2)

Tom aten (5) mi t längerer Haltbarkeit

Nelke m it verl ängerter Haltbarkei t (1)

Output-Trait s

sonst ige

Anzahl zugelassener Events Anbauflächen 2002



Transgene Pflanzen der 2. + 3. GenerationAnwendungsbereiche für „output traits“

Nahrungsmittelqualität Futtermittelqualität Industrielle/technische Nutzung Pharming Phytosanierung Zierpflanzen



Transgene Pflanzen der 2. + 3. GenerationAnwendungsbereiche bei Nahrungsmittelqualität

Längere Haltbarkeit, verzögerte Reifung Veränderter Protein- bzw. Aminosäuregehalt Veränderter Kohlenhydratgehalt Veränderte Fettsäure- bzw. Ölzusammensetzung und -

gehalt Verbesserter Vitamingehalt (z.B. Provitamin A) Verringerte Druckempfindlichkeit (Kartoffel, Apfel, Salat) Alkaloidgehalt reduziert (Kartoffeln) Reduktion des Koffeingehaltes (Kaffee) Verbesserte Lagerfähigkeit (Kartoffel)



Transgene Pflanzen der 2. + 3. GenerationAnwendungsbereiche bei Pharming

Produktion von: Antikörpern Antiprotease Lipase Pharmazeutische Proteine

Genutzte Pflanzen:

Mais, Sojabohne, Tabak, Raps, Gerste, Luzerne, Reis, Zuckerrohr



Freisetzungsversuche USAOutput traits

Quelle: Pickardt, de Kathen 2004

694

553

121121

9

48

553

4402

49

3793623

10494

17054690

(4) Pharming

(7-11)UnterschiedlicheZuordnung

(2) Futtermit tel-qualität

(1) Nahrungs-mittelqualität

(3) Nutzung als Rohstoff

(5) Boden-sanierung

(6) Zierpflanzen+lownicotine Tabak

Anzahl permits 1989-2003 Anbauflächen (ha)

UnterschiedlicheZuordnung

Nutzung als RohstoffPharming

Boden-sanierung

Zierpflanzen + low-nicotine Tabak

Fut termit tel-qualität

Nahrungsmittelqualität



Freisetzungsversuche USAOutput traits


102

74

628

351

3534

23

270

76

122

62(11) Pharming oder Nutzung als Rohstoff

Anbauflächen (ha)

(7) Nahrungsmit tel oder Futtermittel

(8) Futtermit teloder Nutzungals Rohstoff

(9) Nahrungs-mittel oder Nutzung als Rohstoff

Anzahl permits 1989-2003

(10) Nahrungsmittel oderFut termit tel oder Nutzungals Rohstoff

Nahrungsmittel oder Futtermittel

Fut termit tel oder Nutzung als Rohstoff

Nahrungsmittel oderFut termit tel oder Nutzungals Rohstoff

Pharming oder Nutzungals Rohstoff

Nahrungsmittel oder Nutzung als Rohstoff



Freisetzungsversuche EUOutput traits


Nahrungsmittel (74)

Futtermittel (17)

Nutzung als Rohstoff (45)

Pharming (27)

Phytosanierung (2)

Zuordnung nicht eindeutig

(Nahrung/Rohstoff) (98)

Zierpflanzen (10)



Anfangsphase der gentechnischen Forschung - wissenschaftsinterne

Risikodiskussion

Zweite Konferenz von Asilomar (USA, 1975): Aufruf zu einem freiwilligen Moratorium für rekombinante DNA-Experimente und Forderung nach Richtlinien für die Arbeit mit rDNA

US-amerikanischen Gesundheitsbehörde „National Institutes of Health“ (NIH, 1976): Offizielle Sicherheitsrichtlinien (4 Sicherheitsstufen) Modell für nationale Richtlinien in anderen Ländern



Phase erster Freisetzungsversuche - politische Diskussion um gesetzliche

Regulierung

Enquete-Kommission „Chancen und Risiken der Gentechnologie“, Deutscher Bundestag (1984 - 1987)

Deutsches Gentechnikgesetz (1990) EU-Richtlinien für geschlossene Systeme

und Freisetzungen (1990)



EU-Regelungssystem zur Gentechnik

Horizontale Regulierungen: Verwendung von GVO in geschlossenen Systemen (90/219/EWG,

geändert durch 98/81/EG) Freisetzung und Inverkehrbringung von GVO (90/220/EWG,

geändert durch 2001/18/EG)) Arbeitsschutz bezüglich biologischer Agenzien (90/679/EWG) Transport von infektiösen GVO (94/55/EWG)

Vertikale Regulierungen: Arzneimittel (93/2309/EWG) Pflanzenschutzmittel (91/414/EWG) Futtermittelzusatzstoffe (70/254/EWG und 93/114/EWG) Novel Food (97/258/EG) Saatgutverkehr und Sortenzulassung (98/95/EG und 98/96/EG))



Systematik der ökologischen Auswirkungen neuer Sorten (transgener Nutzpflanzen)

Ebene direkte Auswirkungen indirekte Auswirkungen

genetische - genetische Diversität der Sorten - genetische Diversität Vielfalt - Sortenvielfalt der verbundenen Fauna

und Flora

Artenvielfalt - Kulturarten im Anbau - Ackerbegleitflora (Bei- und Unkräuter)

- Pflanzenkrankheiten

- Schädlinge und Nützlinge

- Bodenlebewesen

Ökosystem- - Fruchtfolgen - Agrarökosysteme

vielfalt - landwirtschaftliche Flächennutzung - angrenzende Ökosysteme



Indirekte Auswirkungen transgener Nutzpflanzen auf die biologische Vielfalt

Folgen verändert Anbaupraxis (z.B. Wirkung eines veränderten Herbizideinsatzes auf die Ackerbegleitflora; Gefährdung von Nützlingen durch Nicht-Ziel-Effekte schädlingsresistente Sorten; Resistenzentwicklung bei Schädlingen)

Verwilderung und Auskreuzung (vertikaler Gentransfer)

Horizontaler Gentransfer (Gentransfer zwischen Pflanzen und Bodenmikro-organismen; Genstransfer von Pflanzen auf Viren)



Erste Inverkehrbringungen transgener Nutzpflanzen - Verbraucherskepsis gegenüber

grüner Gentechnik

breite öffentliche Kontroversen, Misstrauen und Ablehnung gegenüber der grünen Gentechnik seit Mitte der 90er Jahre in vielen EU-Ländern

De-facto-Moratorium für Zulassungen zum Inverkehrbringen transgener Pflanzen durch den Umweltministerrat (1999 - 2004)

neue Freisetzungsrichtlinie (2001/18/EG)



Novellierte EU-Freisetzungsrichtlinie(2001/18/EG)

Wesentliche neue Elemente: Betonung des Vorsorgeprinzips Berücksichtigung von indirekten und langfristigen

Auswirkungen in den Genehmigungsverfahren zeitliche Begrenzung der Genehmigungen zum

Inverkehrbringen Kennzeichnung nach dem Anwendungsprinzip

(anstelle des Nachweisprinzips) Nachzulassungs-Monitoring



Ausblick I:Nachzulassungs-Monitoring

Problem- und Gestaltungsbereiche:

Abgrenzung des Monitoring nach Inverkehrbringen zur Sicherheitsforschung vor Inverkehrbringen

Kriterien für die Berücksichtigung von Erkenntnissen aus dem Monitoring in Genehmigungsverfahren



Ausblick II:Koexistenz und Wahlfreiheit

Problem- und Gestaltungsbereiche: Schwellenwerte

(0,9 % für Lebens- und Futtermittel, offen für Saatgut)

Anbauregelungen(„gute landwirtschaftliche Praxis“)

Haftungsregelungen



Ausblick III:Marktchancen und Nutzen

transgener Pflanzen

Problemstellungen bei der 2. und 3. Generation:

Konkurrenz von alternativen technologischen Ansätzen

Auswirkungen auf Ernährungsgewohnheiten und ernährungsbedingten Krankheiten ungewiss

Akzeptanz der Endverbraucher unsicher



Ausblick IV:Risikoabschätzung transgener Pflanzen

Problemstellungen bei der 2. und 3. Generation: Höhere Wahrscheinlichkeit von Sekundäreffekten sowie

ihre ökologischen und gesundheitlichen Risiken

Veränderungen der Nährstoffzusammensetzung und mögliche gesundheitliche Auswirkungen

Kontaminationen aus Pharming in Lebens- und Futtermitteln

Identität und Konstanz der Wirksubstanz bei Pharming

Verunreinigungen in Arzneimittelprodukten bei Pharming

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