Resistance development

Die weltweit am häufigsten eingesetzten GV-Sorten sind tolerant gegenüber dem Unkrautbekämpfungsmittel Glyphosat oder produzieren ein Bt-Toxin zum Schutz vor Schadinsekten oder weisen beide Eigenschaften zusammen auf. Ein erhöhter und grossflächiger Einsatz eines Unkrautbekämpfungsmittels kann dazu führen, dass Unkräuter gegen den verwendeten Wirkstoff tolerant werden. Auch Insekten können Resistenzen gegen das Bt-Toxin entwickeln. Die Entwicklung von Resistenzen ist allerdings kein spezifisches Risiko von GV-Sorten, sondern eine ständige Herausforderung beim Pflanzenschutz.

Resistenzen in Unkräutern

Bisher sind weltweit 21 Unkräuter bekannt, die gegenüber Glyphosat tolerant sind. Die Unkräuter wurden auch in Gebieten gefunden, in denen keine GV-Kulturen angebaut wurden, das Unkrautbekämpfungsmittel Glyphosat aber zum Einsatz kam. 2014 wurde  in der Schweiz zum ersten Mal ein Unkraut mit Glyphosat-Resistenz auf einem Weinberg gefunden. Dieser wurde während rund 15 Jahren mit demselben Unkrautbekämpfungsmittel behandelt.1 Dies zeigt, dass Toleranzen gegenüber Herbiziden ein allgemeines Problem des Unkraut-Managements sind.

Allerdings hat durch den zunehmenden Anbau von Glyphosat-toleranten GV-Nutzpflanzen die grossflächige Anwendung dieses Pflanzenschutzmittels stark zugenommen. Statt einer Kombination verschiedener Wirkstoffe wird häufig nur noch Glyphosat verwendet. Dies hat dazu geführt, dass Unkräuter rascher Resistenzen entwickeln.

In einigen Anbaugebieten, z.B. in verschiedenen Regionen der USA, sind Glyphosat-resistente Unkräuter zu einem grossen Problem geworden. Um diese Unkräuter zu bekämpfen, müssen die Landwirte nebst Glyphosat oft noch weitere Unkrautbekämpfungsmittel einsetzen. Dadurch steigt der anfänglich zurückgegangene Verbrauch von Herbiziden in den USA langsam wieder an.2 Auch die mechanische Unkrautbekämpfung wird wieder vermehrt eingesetzt. Dadurch gehen die Vorteile, die der Anbau von Glyphosat-toleranten Kulturen den USA ursprünglich brachte, allmählich verloren.3

Wechselnde Fruchtfolgen können helfen, die Entwicklung von Glyphosat-toleranten Unkräutern zu bremsen. Dabei ist ausschlaggebend, dass nicht Jahr für Jahr auf demselben Feld tolerante Sorten angebaut und somit Glyphosat eingesetzt wird.

Im Gegensatz zu den USA sind in der Schweiz Fruchtfolgen vorgeschrieben, sodass keine mehrjährigen Monokulturen entstehen können. Wird ausserdem regelmässig das Unkrautbekämpfungsmittel gewechselt, kann die Entstehung von resistenten Unkräutern gebremst werden. Die Industrie arbeitet zudem laufend an der Entwicklung von neuen Wirkstoffen zur Unkrautbekämpfung.

Resistenzen in Insekten

Auch Resistenzentwicklungen gegen das Bt-Toxin wurden beobachtet. In 2010 waren fünf Schädlingsarten gegenüber einem bestimmten Bt-Eiweiss resistent – drei davon in den USA und jeweils eine in Indien und Südafrika.4 In jenen Regionen Europas, wo Maissorten, die das Bt-Toxin Cry1Ab bilden, bereits seit 1996 kommerziell im Anbau sind, wurden bisher keine Resistenzen festgestellt.5

Resistenzbildungen in Schädlingen lassen sich mit verschiedenen Massnahmen reduzieren.6,7 So werden zum Beispiel beim Maisanbau Pufferzonen mit nicht Bt-Mais angebaut. Die in den Pufferzonen lebenden Schädlinge verringern Populationen von resistenten Schädlingen durch gemeinsame Nachkommen, die gegenüber den Bt-Toxinen nicht mehr resistent sind. Durch Fruchtfolgen sowie GV-Sorten, welche mehrere verschiedene Bt-Toxine enthalten, kann die Entwicklung von Resistenzen ebenfalls eingeschränkt werden.

Prinzip Pufferzonen zur Verhinderung von Resistenzentwicklungen
Prinzip Pufferzonen zur Verhinderung von Resistenzentwicklungen

Neben einem Feld mit Bt-Mais (dunkelgrün) werden Pufferzonen mit nicht-Bt Mais angepflanzt (hellgrün). In der Pufferzone lebende nicht-resistente Schädlinge (weiss) verringern die Population an resistenten Schädlingen (rot) durch gemeinsame Nachkommen. Illustration: Franziska Oeschger, Forum Genforschung.

Referenzen

(1) Top agrar online (2014) Erste Glyphosat-Resistenz in der Schweiz. Link

(2) Fernandez-Cornejo J, Wechsler S, Livingston M, Mitchell L (2014) Genetically Engineered Crops in the United States. ERR-162 U.S. Department of Agriculture, Economic Research Service. Link

(3) Duke S, Powles S (2009) Glyphosate-Resistant Crops and Weeds: Now and in the Future. AgBioForum, 12(3&4): 346-357. Link

(4) Tabashnik BE, Brévault T, Carrière Y (2013) Insect resistance to Bt crops: lessons from the first billion acres. Nature Biotechnology 31:510-21. Link

(5) Engels H, Bourguet D, Cagán L, Manachini B, Schuphan I, Stodola TJ, Micoud A, Brazier C, Mottet C, Andow DA (2010) Evaluating resistance to Bt toxin Cry1Ab by F2 screen in European populations of Ostrinia nubilalis (Lepidoptera: Crambidae). Journal of Economic Entomology 103: 1803 –1809. Link

(6) Huang F, Andow DA, Buschman LL (2011) Success of the high-dose/refuge resistance management strategy after 15 years of Bt crop use in North America. Entomologia Experimentalis et Applicata 140: 1– 16. Link

(7) Bates SL, Zhao J-Z, Roush RT, Shelton AM (2005) Insect resistance management in GM crops: Past, present and future. Nature Biotechnology 23: 57–62. Link

 

Umweltrisiken/ Umweltschutz

honeybee insect

Mehrere Tausend Studien zeigen, dass der Anbau von GV-Sorten für die Umwelt mit denselben Risiken verbunden ist wie der Anbau von konventionellen Sorten. Die Nachhaltigkeit einer Sorte hängt vom Anbaumanagement ab.

Potentielle Sorten für die Schweiz

Kartoffeln mit Resistenz gegen Kraut- und Knollenfäule

In der Schweiz könnten gewisse GV-Sorten zu einer nachhaltigen Landwirtschaft beitragen