Erprobungsanbau 2005: Nachweisverfahren Ziel: Präzisere Ergebnisse

0,8 oder 1,0 Prozent? - Messergebnisse über Einträge von gv-Mais in konventionelle Pflanzen können weit reichende Folgen haben. Bei Überschreiten des Schwellenwerts von 0,9 Prozent werden Entschädigungszahlungen fällig. Die Rechtsvorschriften zur Koexistenz gehen davon aus, dass mögliche GVO-Einträge präzise und eindeutig gemessen werden können. Das ist jedoch nur bedingt der Fall. Ein Forschungsprojekt an der Universität Rostock will daran etwas ändern.

Kurz vor der Ernte im Spätherbst 2005 wurden auf den Feldern des Erprobungsanbaus nach einem bestimmten Schema 246 Proben genommen. Jede Probe bestand aus zehn bis zwölf einzeln gepflückten Kolben, aus denen nach der Vermahlung Laborproben zusammengestellt werden. Alle Proben werden anschließend darauf untersucht, wie hoch der Anteil an gv-Mais in den Körnern ist. 

Mahlwerk zur Feinvermahlung.   bereits einmal gemahlenen Maisproben werden noch einmal auf eine Korngröße von 0,5 mm vermahlen. Dr. Cornelia Ganz (Universität Rostock); Extraktion der DNA im Labor Extrahierte DNA. Vorbereitete Probe zur Untersuchung im PCR-Automaten. PCR-Automat.

Das Ziel: Messergebnisse mit geringeren Schwankungsbreiten Bei der Analyse der 96 Proben aus Mecklenburg-Vorpommern herrscht nicht die übliche Laborroutine. Ihre Untersuchung ist Teil eines vom Bundesforschungsministeriums (BMBF) unterstützten Projekts an der Universität Rostock. Das Ziel: Eine weitere Verbesserung des Analyseverfahrens und eine geringere Schwankungsbreite der Ergebnisse. Um herauszufinden, wie hoch die Einkreuzung von gv-Mais in konventionellen Beständen ist, wird heute überall das PCR‑Verfahren eingesetzt. Ursprünglich war damit nur ein qualitativer Nachweis möglich. Inzwischen ist das Verfahren weiterentwickelt worden, so dass auch quantitativ bestimmt werden kann, wie hoch der Anteil eines bestimmten GVOs in einer Probe ist. Doch die PCR-Methode ist keine direkte Messung, die exakte, eindeutigen Ergebnisse liefert. Möglich ist nur eine indirekte Bestimmung, die auf dem Mengenvergleich der DNA des jeweiligen GVOs zu der Gesamtmenge der DNA basiert. Es liegt in der Natur des Verfahrens, dass trotz einer internationalen Standardisierung die Ergebnisse deutlich voneinander abweichen. Beim Erprobungsanbau 2004 wurden Proben mit einem definierten GVO-Gehalt zu Vortests an verschiedene Analyselabors geschickt. Den Auftrag für die Untersuchung der Maisproben sollte das Labor erhalten, dessen Ergebnisse dem tatsächlichen Gehalt am nächsten lag. Die Schwankungsbreite der Laborergebnisse war groß: Bei der Probe mit einem definierten GVO-Anteil von 0,10 Prozent lagen die Ergebnisse zwischen 0,07 und 0,18 Prozent. Bei der Probe mit 0,40 Prozent GVO-Anteil bestimmten die Labore Werte zwischen 0,28 und 0,89 Prozent, bei der Probe mit 1,50 Prozent differierten die Ergebnisse zwischen 0,98 und 3,40 Prozent. Eine Überschreitung des vorgeschriebenen Schwellenwerts kann gravierende Folgen haben: Sie löst eine Kennzeichnungspflicht und möglicherweise Haftungsansprüche von Nachbarn aus. Um so wichtiger ist es, dass die gemessenen GVO-Anteile mit den tatsächlichen Einträgen übereinstimmen.

PCR-Verfahren: "Um jede möglich Schwachstelle haben wir uns gekümmert."

"Wir  haben mehre Bereiche identifiziert, die als Ursache für schwankende Messergebnisse in Frage kommen," sagt Cornelia Ganz von der Universität Rostock, die das Projekt durchführt. "Jeden Bereich haben wir uns vorgenommen, um mögliche Einflussgrößen zu identifizieren."

Vermahlung der Proben. Bei der Auswertung des Erprobungsanbaus 2004 wurden die Maiskörner oder -pflanzen auf eine Größe von 4 mm vermahlen. Nun durchlaufen die Proben einen weiteren Mahlgang, um auf eine Partikelgröße von 0,5 mm zu kommen. "Das war nicht ganz einfach," berichtet Cornelia Ganz. " Nach dem ersten Mahlgang war der Mais noch zu feucht und klebte im Mahlwerk der Mühle." Der grob vermahlene Mais wurde deshalb noch einmal in den Trockenschrank gestellt.

Mit der feineren Vermahlung der Proben sollte ein möglicher GVO-Anteil in den Maiskolben gleichmäßiger verteilt werden als bei einer gröberen Partikelgröße. In das Projekt an der Universität Rostock sind alle 96 Körnermaisproben einbezogen, die auf den Feldern in Mecklenburg-Vorpommern gesammelt wurden. Nach jedem Mahlgang wird die Mühle einer besonderen Reinigungsprozedur unterzogen.

Aus dem gesamten Mahlgut einer Probe werden am Ende drei Einzelproben mit je 100 Gramm Maismehl gezogen. Je eine Probe wird an der Uni Rostock und einem privaten Analyselabor untersucht, die dritte geht zur Kontrolluntersuchung an eine öffentliche Einrichtung.

Homogene DNA. Der erste Schritt im Labor ist immer die Extraktion der gesamten DNA aus dem Pflanzenmaterial. Die DNA wird anschließend für die PCR-Analyse aufbereitet. Die Wissenschaftler an der Uni Rostock vermuten, dass die dabei angewandten Verfahren die späteren Ergebnisse über GVO-Anteile beeinflussen. "Wir haben darauf geachtet, dass wir eine möglichst homogene DNA-Probe erhalten," sagt Cornelia Ganz. Dabei spielt der Zustand der DNA eine Rolle, aber auch die DNA-Menge, die jeweils analysiert wird.

Standards. Die PCR-Analyse liefert keine exakte Zahlen, sondern ein Verteilungsmuster von Gen-Fragmenten, über die Rückschlüsse möglich sind, ob ein bestimmter GVO vorhanden ist und welchen Anteil die GVO-DNA an der Gesamt-DNA einer Probe hat. Meßlatte dafür sind "Standards", die ein Analyselabor von den Herstellerfirmen bezieht (Hybridisierung). Für jede gv-Pflanzenlinie (Event) gibt es einen spezifischen Standard. Doch auch die Standards sind nicht absolut gleich - ebenfalls eine mögliche Ursache für die Ergebnisschwankungen.

Die Arbeitsgruppe an der Uni Rostock will genauer herausfinden, welchen Einfluss die identifizierten "Schwachstellen" auf die Ergebnisse von PCR-Analysen haben. Ziel ist es, die einzelnen Verfahrensschritte zu präzisieren und zu vereinheitlichen. "Was wir nicht verändern können, sind die technischen Bedingungen in den PCR-Automaten. Aber wenn wir alle anderen Ursachen für Ergebnisschwankungen ausschalten, bleibt der Einfluss der Maschine immer der gleiche." 

Ob die Bemühungen um präzisere PCR-Ergebnisse Erfolg haben werden, ist noch ungewiss. Cornelia Ganz und ihre Arbeitsgruppe wird wohl noch bis zum Frühjahr warten müssen. Dann werden die Ergebnisse zum Erprobungsanbau 2005 vorliegen.

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