Bakgrundsinformation och relevanta resultat

Schweiziska nationella forskningsprogrammet 59 (NRP59) ”Fördelar och risker med avsiktlig utsättning av genetiskt modifierade växter (GMP)” omfattar forskning som rör det ekologiska, social, ekonomisk, juridiska och politiska villkor för GMP i Schweiz. En del av programmet är ett gemensamt forskningsprojekt ("vetekonsortiet"), som består av 11 forskargrupper som arbetar i stora fältförsök på två platser. Ett paraplyprojekt finansierades för att samordna det tekniska fältarbetet och det vetenskapliga samarbetet inom vetekonsortiet.

Mjöl av vete (Blommande gräs f.sp. vete) är en utbredd svampsjukdom i tempererade områden över hela världen. Om vete inte besprutas med fungicider kan mjöldagg orsaka skördeförluster på 10 till 30% och försvagar växterna så att de lätt angrips av andra patogener.

Två fältplatser nära Zürich och Lausanne, respektive, planterades med utvalda genetiskt modifierade (GM) vårvetelinjer med förbättrad motståndskraft mot mjöldagg (transgent vete med Pm3-resistensalleler eller glukanas/kitinas-generna). Fram till 14 GM-vetelinjer jämfördes i fält med kontrolllinjer (nästan isogena systerlinjer och den icke-transformerade genotypen som används för transformation), fyra konventionella vetesorter, vårkorn och triticale. I den komplexa experimentella designen utsattes olika uppsättningar av poster för behandlingar med fungicid, naturlig infektion och artificiell inokulering med en definierad ras av mjöldagg.
Vetekonsortiet omfattar nio projekt: På fältet i Zürich analyserar två projekt effekterna av resistensgenerna Pm3 och kitinas/glukanas samt agronomiska, morfologiska och fysiologiska egenskaper. De övriga sju projekten handlar om biosäkerhetsaspekter: påverkan av GM-vete på mykorrhiza, jordnyttiga bakterier, markfauna, insekters näringsnät, miljöpåverkan och konkurrens på GM-veteplantorna, och prestandan hos hybrider av vete med dess besläktade vilda gräs Aegilops cylindrica. Ett ytterligare projekt undersöker möjlig utkorsning av kitinas/glukanasvetelinjerna till de omgivande fälten. På den andra fältplatsen nära Lausanne, forskningsfrågor om agronomiska prestanda behandlades under olika pedoklimatiska förhållanden. Dessutom, resistens hos vetelinjerna mot andra svamppatogener testades.

Utvecklingsstadium

Laboratorie- och växthusanalyser genomfördes framgångsrikt och var en förutsättning för att få tillstånd för fältförsöken ("steg-för-steg procedur"). Fältförsök med olika vetelinjer med förbättrad mjöldaggbeständighet utfördes i 2008-2010.

Skäl till att fördröja, avleda eller stoppa forskningen

Ansökan om att få tillstånd för ett GMO-fältförsök lämnades in till tillsynsmyndigheten, federala miljökontoret (FOEN). Varje transformationshändelse som släpps ut i miljön måste beskrivas i detalj. För hybriderna med det vilda gräset (vetelinje x Aegilops cylindrica) en separat dokumentation var nödvändig, även om samma transformationshändelser släpptes. Efter en förberedelsefas för ärendena på tio månader lämnades tre ansökningar in till de rättsliga myndigheterna i april 2007. Det var svårt och tidskrävande att förbereda dokumenten eftersom det var den första ansökan enligt den nya gentekniklagen i Schweiz. Det lagliga tillståndet för ett år gavs i september 2007; den innehöll ett stort antal krav och villkor för att genomföra fältförsöket. I slutet av varje år, ett omfattande underlag inklusive en lägesrapport för samma och för nya omvandlingshändelser måste lämnas in till FOEN för att erhålla tillståndet för följande år. För den andra fältplatsen nära Lausanne, en grupp om sex grannar fick status som juridisk part för att göra invändning mot frigivningstillståndet. FOEN hade beslutat att alla som bor inom en 1000 m omkrets av en fälttomt uppfyller villkoret för att anses vara juridisk part. I november 2008, den schweiziska federala förvaltningsdomstolen avvisade grannarnas invändning i alla fall. Därför, fältförsöket på den andra fältet kunde endast påbörjas med ett års försening.

Många biosäkerhetsåtgärder infördes av FOEN för att förhindra spridning av GM-växter eller frön och för att undvika genflöde genom pollenspridning. Kraven inkluderar stängsel av experimenten och att hålla minimala avstånd till 100 m till nästa bönders vetefält, råg eller triticale och 300 m för fröproduktionsfält av ovannämnda spannmål. Under kritiska skeden kort efter plantering och före skörd måste försöken täckas med fågelnät för att förhindra spridning av frön. Skörden av försöksplatserna måste göras för hand. Efter skörd ska fältet inte plöjas för att tillåta frön som förlorats under skörden att gro. Dessa frivilliga växter måste behandlas med herbiciden Round up® under följande vår. Alla personer som arbetar på försöksplatsen måste utbildas i förväg i säkerhetsinstruktionskurser. Alla växtprover måste märkas som "genetiskt modifierade" och transporteras i dubbelväggiga behållare till laboratoriet. Växtmaterial som inte behövs för vidare forskning måste transporteras till en avfallsförbränningsanläggning. Ett övervakningsprogram på fältet och i en 60 m omkrets till minst två år efter den senaste fältsäsongen måste säkerställa att inga transgena frivilliga kommer att etablera sig.

För att skydda fältplatserna och förhindra förstörelse av antibioteknikaktivister, säkerhetsexperter konsulterades för att utarbeta ett lämpligt säkerhetskoncept för fältförsöken som inkluderade ett staket och videoövervakning. Emellertid, inte ens kostsamma säkerhetsåtgärder kan garantera ett ostört genomförande av fältexperiment i Schweiz. På sommaren 2008, fältplatsen förstördes delvis av vandaler. Misstänkta förhördes av polisen, men det rättsliga förfarandet pågår fortfarande. På grund av vandalismen försenades ett antal vetenskapliga projekt och resultaten från den första fältsäsongen kunde inte publiceras, inklusive projekten fokuserade på biosäkerheten för det genetiskt modifierade vetet. Dessutom, säkerhetskonceptet måste utökas (e.g. dubbelt staket, ordningsvakt med utbildad hund för 24 h, rörelsesensorer) vilket ökade kostnaderna ännu mer. Biosäkerheten och säkerhetsåtgärderna resulterade i en enorm kostnad i tid och ansträngning som inte kunde tillhandahållas av en enda forskargrupp.

Omfattande kommunikationsinsatser från kommunikationsansvariga och forskare gjordes för att informera allmänheten, både före och under fältförsöken. Många samtal och guidade turer arrangerades för grannar, media, icke-statliga organisationer, intressenter, vetenskapsmän, skolklasser och allmänheten.

Slutsatser:
Förfarandet för att få ett lagligt tillstånd för ett fältförsök har visat sig vara extremt krävande i tid, komplexitet och kostnader. Det skulle ha varit omöjligt att slutföra regleringsunderlaget utan professionellt juridiskt stöd och råd och det skulle vida överskrida kapaciteten och resurserna hos en enskild forskargrupp.

Tillsynsmyndigheterna har hittills ingen erfarenhet av fältförsök enligt den nya gentekniklagen i Schweiz. Detta ledde till otrygghet och överreglering kring biosäkerhetsåtgärderna, e.g. kompletterande krav utfärdades av de juridiska myndigheterna under fältförsöket som en konsekvens av biosäkerhetsåtgärder som frivilligt genomförts på fältet, som att täcka tomterna med ett fågelnät nära mognad.

De omfattande biosäkerhets- och säkerhetsåtgärderna resulterade i en enorm kostnad i tid och pengar som inte kan tillhandahållas av ett forskningsprojekt utan betydande extern finansiering.

Uteblivna Fördelar

Odling av genetiskt modifierat vete med ökad svampresistens skulle kunna minska användningen av svampmedel. Detta skulle ha direkta positiva effekter på miljön, människors hälsa, produktionskostnader och lönsamhet för dessa grödor. Emellertid, de vetelinjer som används i de beskrivna fältförsöken är experimentlinjer och inte utvecklade för marknaden.

Syftet med detta gemensamma forskningsprojekt var att få kunskap om svampresistens och utveckla metoder inom biosäkerhetsforskning. Resultaten av vetekonsortiets projekt kommer att möjliggöra en bättre förståelse av samspelet mellan transgena veteväxter och deras miljö. De kommer att ge ett bidrag till diskussionen om avsiktlig utsättning av genetiskt modifierade växter.

Bilder

ska fyllas

Kostnad för forskning

De åtta forskningsprojekten för vetekonsortiet och paraplyprojektet finansierades med 3.6 miljoner CHF (2.5 miljoner euro) under fyra år av Swiss National Science Foundation inom ramen för det nationella forskningsprogrammet NRP 59 "Fördelar och kostnader med avsiktlig frisättning av genetiskt modifierade växter". Kostnaderna för säkerhetsåtgärder uppgår till cirka 500 000 CHF (350000 €) per år och fältplats. Betydande in-house insatser från de inblandade forskningsinstituten, främst Agroscope ART och ACW som var värd för fältplatserna, ingår inte. Således, kostnaderna för säkerhet ligger i samma intervall som kostnaderna för forskning.

Referenser

Bieri S, Potrykus I, Futterer J. 2003. Effekter av kombinerat uttryck av antifungala kornfröproteiner i transgent vete på mjöldagginfektion. Molekylär avel 11: 37–48.
Srichumpa, P., Brunner, S., Keller, B., och Yahiaoui, N. (2005). Allelserie med fyra mjöldaggresistensgener vid Pm3-lokuset i hexaploid brödvete. Plant Physiol. 139: 885-895
Yaluouu, N., Srichumpa, P., Dudler, R., och Keller, B. (2004). Genomanalys vid olika ploidinivåer möjliggör kloning av mjöldaggresistensgenen Pm3b från hexaploid vete. Plant J. 37: 528-538
Yaluouu, N., Brunner, S., och Keller, B. (2006). Snabb generering av nya mjöldaggresistensgener efter vetets domesticering. Plant J. 47: 85-98.

Huvudutredare

Prof.. Dr. Slå Keller, Prof.. Dr. Wilhelm Gruissem, Dr. Michael Winzeler, Dr. Franz Bigler, Dr. Fabio Mascher