Lernzirkel „Gentechnik bei Pflanzen und Tieren“

Station 2: Gentechnik bei Pflanzen - Bt-Mais

	Abbildung 1: Maiszünsler, männl. Falter
	Quelle: Dr. R. Kaiser-Alexnat; www.biosicherheit.de
	Abbildung 2: Maiszünslerlarve frisst sich durch Stängel
	Quelle: Gerd Spelsberg; www.biosicherheit.de
	Abbildung 3: Maiszünslerlarve in einem Maiskolben
	Quelle: Gerd Spelsberg; www.biosicherheit.de

Die Larve des Maiszünslers ist ein sehr gefürchteter Schädling der Maisbauern. Die Larve bohrt sie sich in den Stängel der Maispflanze und frisst sich bis zu ihrer Verpuppung buchstäblich durch die Pflanze hindurch. Auf diese Weise richtet die Zünslerlarve enorme Schäden an: Sie vernichtet weltweit 7% der Maisernte. Das sind rund 40 Millionen Tonnen Mais pro Jahr. In einigen Gegenden Nordamerikas und Europas zerstört der Schädling sogar 20% der Ernte.

In der traditionellen Landwirtschaft werden zur Bekämpfung des Maiszünslers chemische Insektizide oder biologische Präparate (Pflanzenschutzmittel) eingesetzt. Seit bald einem Jahrhundert ist bekannt, dass das Bodenbakterium Bacillus thuringiensis (Bt) natürlicherweise ein Eiweiß produziert, das auf bestimmte Insektenlarven tödlich wirkt. Für andere Insekten, Tiere oder den Menschen ist das Bt-Eiweiß dagegen harmlos. Es wird im Magen – gleich wie andere Proteine, die mit der täglichen Nahrung aufgenommen werden – verdaut. Seit mehr als 40 Jahren werden die Sporen dieses Bodenbakteriums zu Bt-Spritzmitteln verarbeitet und in der Landwirtschaft, auch im Biolandbau, gegen Insektenschädlinge eingesetzt. Allerdings sind die herkömmlichen Pflanzenschutzmittel unzureichend, um die Maispflanzen ausreichend vor dem Schädling zu schützen. Sitzt die Larve einmal im Stängel, können ihr Spritzmittel nichts mehr anhaben. Außerdem werden die Insektizide schnell vom Regen weggewaschen, weshalb mehrmals gespritzt werden muss.

Mittels Gentechnik wurde Anfang der Neunzigerjahre eine Maissorte gezüchtet, die das Bt-Eiweiß selbst produziert. Dazu isolierten die Forscher das Gen, welches den Bauplan liefert für den insektiziden Wirkstoff, das Bt-Eiweiß. Dieses Gen fügten sie mit gentechnischen Methoden in das Erbgut einer Maispflanzenzelle ein. Im Labor wurde diese Zelle zu einer ganzen Pflanze herangezogen, welche das Bt-Eiweiß in ihren Zellen herstellt. Neue Bt-Maissorten sind derart konzipiert, dass sie das Toxin nur noch in den grünen Teilen der Pflanze herstellen, nicht aber in den Körnern.

Der Vorteil von Bt-Mais ist, dass sich die Pflanze selbst vor ihrem Schädling schützt. Dadurch können der Einsatz von Spritzmitteln und damit die Umweltbelastung verringert, die Maisfelder einfacher bewirtschaftet und Ernteverluste reduziert werden. Verschiedene Feldstudien haben zudem gezeigt, dass Nützlinge wie der Monarchschmetterling in Bt-Maisfeldern mehr geschont werden als in Feldern, auf denen weniger spezifische chemische Insektizide gespritzt werden.

Auch aus gesundheitlicher Sicht bringen Bt-Maissorten einen Vorteil: Die von Maiszünslern befallenen Kolben sind häufig mit Pilzen infiziert. Diese produzieren verschiedene gesundheitsschädigende Gifte, so genannte Mykotoxine. Je besser die Maispflanzen vor der Zünslerlarve geschützt sind, desto weniger sind die Maiskolben nach der Ernte mit Pilzgiften belastet. Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass die Mykotoxin-Mengen in Bt-Mais aufgrund des wirksamen Schädlingsschutzes um bis zu 90% reduziert sind gegenüber herkömmlichen Maiskörnern.

---

Textquelle: verändert nach: gen suisse http://www.gensuisse.ch/service/praes/d/
Text_12_Mais_mit_eingebautem_Schaedlingsschutz.pdf (20. 06. 2011)

Zulassung und Anbau von Bt-Mais

	Abbildung 3: Anbaufläche Bt-Mais in Deutschland (1000 Hektar)
	Quelle: BVL, Standortregister bzw. http://www.transgen.de/anbau/deutschland/933.doku.html (20.06.2011)

2005 wurde in Deutschland erstmals regulär gentechnisch veränderter Bt-Mais angebaut. Danach stiegen die Flächen stetig an und beliefen sich 2008 auf 3.171 Hektar - etwa 0,15 Prozent der Maiserzeugung. 2009 setzte die Bundesregierung die EU-Zulassung für den gentechnisch veränderten Bt-Mais MON810 aus. Seitdem ist der Anbau in Deutschland nicht mehr erlaubt.

In den USA wird MON810 seit vielen Jahren auf mehreren Millionen Hektar angebaut, im Jahr 2010 betrug der Anteil von gentechnisch verändertem Mais am Maisanbau 86%.

---

Textquelle: http://www.transgen.de/anbau/deutschland/933.doku.html (20. 06. 2011 und
http://www.transgen.de/anbau/eu_international/189.doku.html (20. 06. 2011)

Aufgabe 1

Mais hat vielfältigen wirtschaftlichen Nutzen. Informieren Sie sich z. B. unter http://www.biosicherheit.de/basisinfo/132.nahrungsmittel-viehfutter-industrieller-rohstoff.html über die wirtschaftliche Bedeutung des Mais und fertigen Sie dazu einen Heftaufschrieb an.

Aufgabe 2

Durch den Maiszünsler werden große Teile der Maisernte vernichtet. Im Video unter http://www.youtube.com/user/tvibio#p/a/u/0/cPTU0nZmw_Q wird über die Folgen des Maiszünslerbefalls berichtet. Notieren Sie diese Folgen.

Aufgabe 3

Erläutern Sie Vorteile des Bt-Mais und überlegen Sie, welche Risiken von Bt-Mais ausgehen könnten.
Informieren Sie sich anschließend über mögliche Umweltrisiken im Internet, z. B. unter http://de.wikipedia.org/wiki/Transgener_Mais oder http://www.transgen.de/pdf/kompakt/mais.pdf
Erstellen Sie eine tabellarische Übersicht der Vorteile und Risiken.

Lösungshinweise

Lernzirkel „Gentechnik bei Pflanzen und Tieren“: Herunterladen [pdf] [1,7 MB]

Lernzirkel „Gentechnik bei Pflanzen und Tieren“: Herunterladen [docx] [3,3 MB]