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Nummer100194
Titel (deutsch)Untersuchungen zur Fremdbefruchtungsrate in Maiskulturen unter Berücksichtigung der Umwelten in den Hauptanbaugebieten Österreichs
Titel (englisch)Analyses of gene flow in Zea mays in consideration of the environment in main cultivation regions in Austria
Projektstart27.11.2006
Projektende06.08.2008
AuftragnehmerInÖsterreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH
WissenschaftlicheR ProjektleiterInDI Charlotte Leonhardt
FinanzierungsstellenBundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
ZielstellungDer Feldversuch liefert wichtige Erkenntnisse zur Umsetzung eines Koexistenzmanagements in Österreich.

Feststellung der Fremdbefruchtungsrate in Abhängigkeit des Klimagebietes, der Entfernung und Anzahl von Fremdbefruchtungsquellen, der Sorte und der Größe der Pollenspender- und Pollenempfängerfelder sowie Beschreibung der Auskreuzung in Abhängigkeit der Lage der Probenahme innerhalb des Empfängerfeldes, Beschreibung diverser Kriterien soweit verfügbar: Topographie, Lage der Felder, Temperaturverlauf/Niederschlagsverlauf der nächstgelegenen Messstation etc.

Auswahl von Feldschlägen (12-20) in traditionellen Maisanbaugebieten in Österreich unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen (Trockengebiet und Feuchtgebiet).

Auswahl für die Region typischer Felder (Kriterien: Sorte, Lage und Topographie der Fläche und Umgebung, Anbauzeitpunkt).

Auswahl von Feldschlägen mit unterschiedlichen Flächengrößen (0,5 bis ca 6 ha)

Die Gesamtversuchsfläche sollte somit ca 30 ha betragen unter der Berücksichtigung einer möglichen witterungsbedingten Reduktion der Versuchsflächenanzahl bzw. -größe.

Während der Vegetationsperiode Erhebung der Blühperiode sowohl der Versuchsfläche (Erscheinen bis Eintrocknen der Narbenfäden bzw. Pollenausschüttung) als auch der umliegenden Bestände (Pollenausschüttung).

Während der Blühperiode erfolgt die Erhebung der klimatischen Bedingungen (Niederschlag, Temperatur, Windrichtung, Windstärke, Luftfeuchtigkeit – Datennutzung aus nächstgelegenen Messstationen in der Nähe der ausgewählten Felder).

Feststellung des max. Gentransfers in Form einer erfolgreichen Befruchtung nach Kastration des Pollenempfänger-Bestandes (d.h. Entfernung des männlichen Blütenstandes = Entfahnung).

Feststellung der Fremdbefruchtungsrate in nicht kastrierten Wachsmaisbeständen durch umliegende Gelbmaisbestände anhand eines Jodtests unter Berücksichtigung der Ausgangsverunreinigung des Saatgutes.

Es soll der tatsächliche Polleneintrag von umliegenden Maisfeldern in das Versuchsfeld festgestellt werden, d.h. es herrschen übliche nachbarschaftliche Anbaugegebenheiten vor.

Auswertung nach biometrischem Probenplan = Ermittlung der befruchteten Körner pro Kolben bzw. Anzahl von Gelbmaiskörnern an Wachsmaiskolben.

Mithilfe eines Geographischen Informations Systems (GIS) werden die Entfernungen zwischen der Versuchsfläche und den umliegenden Maisflächen ermittelt.

Zusätzlich zu den Distanzen werden mit dem GIS und räumlichen, statistischen Verfahren auch die Nachbarschaftscharakteristika (Größe, Form und Lage der Versuchsfläche und der Pollenspenderflächen zueinander) herausgearbeitet und bewertet.

Die raumbezogenen Eigenschaften werden mit den erhobenen Gentransfer-Daten in Beziehung gesetzt und verschnitten.

Neue wissenschaftliche und repräsentative Erkenntnisse zum Koexistenzmanagement (v.a. Mindestentfernung und deren Definition in Hinblick auf unterschiedliche Messmethoden) sowie Erweiterung und Bestätigung der bisher erlangten Daten und Ergebnisse aus der vorangegangenen Studie zum Thema unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Agrarstrukturen in Österreich.

Literaturrecherche

Berichterstattung

Unmittelbare Anwendung der im Projekt erhobenen Daten um die "Bundeseinheitlichen Richtlinien des Koexistenzmanagements“ nach den neuesten wissenschaftlichen Ergebnissen auszurichten.

Weiterführung der 2006 fertiggestellten Studie mit gleichnamigem Titel um zweijährige Daten zu erhalten. Die Daten sollen miteinander vergleichbar sein und die bisher erhaltenen Erkenntnisse aus dem Feldversuch untermauern und ergänzen.

Suche nach Zusammenarbeit mit vergleichbaren wissenschaftlichen Projekten in den EU-Mitgliedstaaten, JRC, IPTS und mögliche Einbringung der Erkenntnisse in ein gemeinsames FO-Projekt auf EU-Ebene.
WissenschaftszweigLAND- U. FORSTWIRTSCHAFT, VETERINÄRMEDIZIN / Sonstige und interdisziplinäre Land- und Forstwirtschaft / Land- und Forstwirtschaft interdisziplinär
Abschlussbericht
Kurzfassung (deutsch)
Zur Umsetzung eines Koexistenzmanagements für den Fall des Einsatzes von gentechnisch veränderten Maissorten sind mehrjährige Erfahrungen aus Feldversuchen notwendig um regionale, den österreichischen Anbaubedingungen für Mais entsprechende Betrachtungen zu ermöglichen. Es wurden zwei unterschiedliche Versuchsdesigns angewandt um einerseits mit Hilfe eines phänotypischen Markersystems die Fremdbefruchtungsrate, basierend auf einer bestehenden Ausgangsverunreinigung, andererseits das maximal mögliche Auskreuzungspotential abschätzen zu können.
Bei Untersuchungen an sechzehn Standorten mit Wachsmaisflächen und zwölf entfahnten Feldstücken in Nieder- und Oberösterreich, Steiermark und Burgenland wurden folgende Ergebnisse erzielt: Die unerwünschte Fremdbefruchtung nahm mit der Entfernung signifikant, ab einer Distanz von 100 m aber nur mehr wenig ab. Der Faktor Distanz bestätigte sich als jener mit dem größten Einfluss auf die Auskreuzungsrate und überdeckte im vorliegenden Versuch den Einfluss von Wind und Blühpotential. Durch die künstliche Beimpfung eines Teils des Ausgangssaatgutes wurde der Einfluss einer Ausgangsverunreinigung von 0,5 % geprüft und bei allen beimpften Flächen lag nach Anpassung der Werte auf DNA Quantifizierungsniveau die Fremdbefruchtungsrate über dem EU Kennzeichnungsschwellenwert von 0,9 %. Als geeignete Methode zur Bestimmung der Mindestentfernung erweist sich - wie schon im Vorläuferprojekt 2005 - die Messung vom nächstliegenden Rand des Pollenspenderfeldes zum Mittelpunkt der Pollenempfängerfläche. Die Steuerung der Auskreuzungsrate über den Blühverlauf durch Anbauterminverzögerungen und Sortenwahl ist in unseren Klimaten und Strukturen keine geeignete Maßnahme. Die durch phänotypische Marker erzielten Ergebnisse sind nicht direkt mit DNA Quantifizierungen vergleichbar und die jeweils gewählte Methode zur Bestimmung der Auskreuzungsrate ist bei Vergleichen von Kennzeichnungsschwellenwerten für zufällige, technisch nicht vermeidbare GVO zu berücksichtigen. Die derzeit international verfügbaren Modelle zur Simulation von Koexistenzszenarien sind in erster Linie von wissenschaftlichem Wert, für die praktische Landwirtschaft jedoch noch nicht einsetzbar. Die im Entwurf zu den Bundeseinheitlichen Richtlinien des Koexistenzmanagements vorgeschlagenen Maßnahmen erscheinen als angemessen.
Kurzfassung (englisch)
For implementation of coexistence management measures in the case of intended use of genetically modified maize perennial field studies are necessary to gain experiences for consideration of regional observations reflecting typical Austrian growing conditions. Two different field designs were selected: a phenotypical marker system to determine the cross-fertilization rate based on an existing basic seed impurity and a method to estimate the maximum gene flow rate.
In Lower and Upper Austria, Styria and Burgenland 16 field trials were conducted using waxy maize as a visual marker system and 12 experiments were carried out with castrated pollen receptor fields. The undesirable level of gene flow decreased rapidly with distance but beyond 100 m the rate of decline was much slower. The factor distance is the one with the highest impact on cross-pollination and was covering the impact of wind and flowering potential in the present design. The influence of an initial seed impurity of 0,5 % was investigated by artificial inoculation of part of the seed before planting and all inoculated fields were exceeding the 0,9 % EU labelling threshold after converting the waxy maize measurements to the DNA based quantification level. A suitable way to determine minimum distance is to measure the distance between the field border of the pollen donor field and the centre of the pollen acceptor field; this is confirming the results of the precedent study in 2005. Separating flowering times by means of planting delays or variety selection does not seem to be an effective tool in our climatic conditions and agricultural structures. Results obtained by phenotypical markers are not directly comparable with ones from DNA quantifications and the selected testing method has to be considered when comparing labelling thresholds for GMO adventitious presence. Current models for forecasting and describing coexistence scenarios are of scientific value primarily and not yet ready to use for agricultural practice. The proposed measures in the Draft of The National Guidelines for Coexistence Management seem to be appropriate.
Berichtsdokumente/Anlagen
Download Untersuchungen zur Fremdbefruchtungsrate in Maiskulturen unter Berücksichtigung der Umwelten in den Hauptanbaugebieten Österreichs (29356.78 kB)