Neue methodische Entwicklungen zur Untersuchung der Ursachen des weltweit beobachteten Bienensterbens sind nötig, um die lebenswichtige Ökosystemdienstleistung der Bestäubung zu gewährleisten. Die ökologisch und wirtschaftlich bedeutsame Honigbiene (Apis mellifera) ist ein wichtiger Nichtziel-Organismus im Zulassungsverfahren für gentechnisch veränderte Pflanzen. Bisher sind vor allem Methoden zur Testung erwachsener Bienen unter Laborbedingungen verwendet worden, aber für eine Risikobewertung mit Hilfe von standardisierten Bienenkolonien oder in vitro gezüchteten Honigbienenlarven sind keine robusten Methoden oder standardisierte Protokolle vorhanden. In dieser Arbeit wurde eine Vielzahl an neuen methodischen Ansätzen für die Biosicherheitsforschung entwickelt: eine Mortalitäts-Falle (Kapitel II), ein "Full-Life-Cycle" Test (III), eine robuste in vitro Aufzucht-Methodik (IV), ein standardisierter in vitro Test für Bt-Pollen (V), eine gemischte Toxizitätsprüfung für transgene Reinproteine (VI) und eine Überprüfung der Darmmikroflora sowie der Pollenverdauungrate (VII). Die Ergebnisse dieser Studien zeigten keine nachteiligen Wirkungen von Bt-Maispollen oder Bt-Reinproteinen im "Worst-Case" Szenario auf Honigbienen. In Anbetracht der Datenlage ist eine Schädigung der Honigbiene durch den getesteten Bt-Mais Mon89034xMon88017 unwahrscheinlich. Die Anwendung der Untersuchungsmethoden in zukünftigen Biosicherheitsstudien für transgene Pflanzen wird empfohlen. / Honey bee pollination is an ecologically and economically important ecosystem service. New methodological developments are needed to research the underlying factors of globally observed bee losses. The honey bee (Apis mellifera) is a key non-target arthropod species for environmental risk assessment of genetically modified (GM) crops. For GM-crop risk assessments, mainly methods for monitoring adult honey bees under laboratory conditions are documented. However, protocols with robust methods for standardized colonies or in vitro reared honey bee larvae are currently lacking. Within the research, presented in this this dissertation, multiple methodological developments are achieved; a mortality trap (Chapter II), a ‘full life cycle test’ (III), a novel in vitro rearing methodology (IV), a standardized in vitro test for Bt-pollen (V), a mixed toxicity test for purified transgenic proteins (VI), and a bacterial flora test with pollen digestion rate monitoring (VII). Overall, the studies did not indicate a detrimental effect caused by Bt-maize pollen, or by purified Bt-proteins at worst case exposure levels. Considering the risk for honey bees and larvae, we conclude that the tested Bt-maize Mon89034xMon88017 is not likely to cause harm to honey bee colonies. The study methods presented are highly recommended for future environmental risk assessment studies testing GM-crop biosafety on honey bees.

In den letzten 20 Jahren hat sich der Maiszünsler (<i>Ostrinia nubilalis HÜBNER</i>), aus der Schmetterlingsfamilie der Pyralidae oder Zünsler, zum bedeutendsten tierischen Schädling des Maises (<i>Zea mays</i>) entwickelt. Eine Möglichkeit den Befall des Maiszünslers abzuwenden, bietet der Anbau von <i>Bacillus thuringiensis</i>-Mais (Bt-Mais). Mit Hilfe der Gentechnik wurden Gene des Bakteriums <i>Bacillus thuringiensis</i> übertragen, die einen für Fraßinsekten giftigen Wirkstoff bilden, wodurch die Pflanzen während der kompletten Vegetation vor den Larven des Maiszünslers geschützt sind.<br><br> Ziel des vorliegenden Projektes war es, in einer 3-jährigen Studie die Auswirkungen des großflächigen Anbaus von Bt-Mais auf die ökologische Situation und den Handlungsrahmen des integrierten Pflanzenschutzes komplex zu untersuchen. Dazu wurden in Betrieben im Oderbruch, das als permanentes Befallsgebiet des Maiszünslers gilt, in den Jahren 2002 bis 2004 jährlich zwei Felder mit jeweils einer Bt-Sorte und einer konventionellen Sorte angelegt. Zusätzlich wurden biologische und chemische Maiszünsler-Bekämpfungsvarianten geprüft.<br><br> Durch verschiedene Methoden wie Bonituren, Ganzpflanzenernten, Bodenfallenfänge und Beobachtungen des Wahlverhaltens von (Flug-)insekten konnten Aussagen zum Vorkommen von Insekten und Spinnentieren getroffen werden, wobei hierfür Daten aus Untersuchungen der Jahre 2000 und 2001 im Oderbruch ergänzend herangezogen werden konnten. Durch Ertragsmessungen, Energie- und Qualitätsermittlungen, sowie Fusarium- und Mykotoxinanalysen konnte der Anbau von Bt-Mais als neue Alternative zur Bekämpfung des Maiszünslers bewertet werden.<br><br> Bezüglich des Auftretens von Insekten und Spinnentieren wurden im Mittel der fünfjährigen Datenerhebung beim Vergleich der Bt-Sorte zur konventionellen Sorte, mit Ausnahme der fast 100 %igen Bekämpfung des Maiszünslers, keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Hierfür wurde ein besonderes Augenmerk auf Thripse, Wanzen, Blattläuse und deren Fraßfeinde, sowie mittels Bodenfallenfängen auf Laufkäfer und Spinnen gerichtet.<br><br> Die erwarteten ökonomischen Vorteile wie etwa Ertragsplus oder bessere Nährstoff- und Energiegehalte durch geringeren Schaden beim Anbau von Bt-Mais als Silomais blieben in den Untersuchungsjahren aus. Allerdings zeigten Fusarium- und Mykotoxinanalysen eine geringere Belastung des Bt-Maises, was möglicherweise auf den geringeren Schaden zurückzuführen ist, da beschädigte Pflanzen für Fusarium und Mykotoxine anfälliger sind.<br><br> Desweiteren konnten erste methodische Ansätze für ein auf EU-Ebene gefordertes, den Anbau von Bt-Mais begleitendes Monitoring, erarbeitet werden. So konnten Vorschläge für geeignete Methoden, deren Umfang sowie des Zeitpunktes der Durchführungen gemacht werden. / In the last 20 years the European corn borer (<i>Ostrinia nubilalis</i>, <i>Pyralidae</i>) has become the most important pest in maize (<i>Zea mays</i>). One of a couple of possibilities to reduce the infestation by the European corn borer is the cultivation of <i>Bacillus thuringiensis</i> maize (Bt maize). Genetic engineering transmitted genes from <i>Bacillus thuringiensis</i>, which produce a substance that is toxic to feeding insects and thus protect plants against the larvae of the European corn borer during the whole vegetation.<br><br> The present project is a 3-year study to identify the effects of Bt maize growing on the ecological situation and the possibilities of integrated plant protection. From 2002 to 2004, two fields in the Oderbruch region, where Ostrinia nubilalis occurs, were each planted with Bt maize and a conventional maize variety every year. Furthermore, a biological and a chemical strategy against the European corn borer were verified.<br><br> Different methods like counts, harvest of whole plants, pitfall traps and observation the landing behaviour of flying insects were used to determine the abundance of insects and spiders. Furthermore, we could use additional data from studies obtained in the Oderbruch region in 2000 and 2001. The determination of yield, quality and energy content of the crops as well as of the degree of Fusarium infection and contamination by mycotoxins led to the conclusion that the cultivation of Bt maize is a new alternative strategy to control the European corn borer.<br><br> The average occurrence of insects and spiders did not differ significantly between Bt maize and the conventional variety in the 5 years of data recording. The only exception is the almost total control of the European corn borer. Attention was especially paid to thrips, bugs, aphids and their feeding enemies and using ground traps to ground beetles and spiders.<br><br> The expected economic benefits like increased yield or nutrient and energy content of the crop as a result of a minimized damage to silage Bt maize were not achieved in the years under investigation. However, the analysis of Fusarium and mycotoxins indicated a lower exposure of Bt maize, which may result from a lower damage caused by Ostrinia nubilalis, and damaged plants are more susceptible to Fusarium and mycotoxins.<br><br> Furthermore, we developed a first methodological approach for the monitoring procedure of Bt maize growing required by the EU. We have made proposals on appropriate methods, their extent as well as the optimum time of their application.

Die vorliegende Arbeit untersucht kooperative und hierarchische Erscheinungsformen des institutionellen Wandels am Beispiel des Anbaus von gentechnisch verändertem Bt-Mais MON810 in Deutschland. In den Jahren 2005 bis 2008 war der kommerzielle Anbau dieser Pflanze in Deutschland möglich, und überwiegend Landwirte in den ostdeutschen Bundesländern machten von dieser Möglichkeit der Bekämpfung des Maisschädlings Ostrinia nubilalis Hübn. (Maiszünsler) Gebrauch. Unter Zuhilfenahme des Analyserahmens „Institutionen der Nachhaltigkeit“ werden in vier empirischen Kapiteln die Aspekte 1) Risikowahrnehmung und institutionelle Präferenz, 2) Möglichkeiten der Bereitstellung des Gutes „Gentechnikfreie Atmosphäre, 3) regionale Faktoren für Adaptionsunterschiede und 4) Adaption von Bt-Mais als Verhandlungsspiel zwischen Akteuren des ländlichen Raums beleuchtet. Hierbei wird deutlich, dass eine verstärkte Risikowahrnehmung beim Anbau von Bt-Mais MON810 eine Präferenz für eine Verschärfung des gegenwärtigen gesetzlichen Rahmens zum Umgang mit gentechnisch veränderten Pflanzen bedingt. Ebenso bevorzugen Akteure mit einer entsprechenden Risikowahrnehmung eine hierarchische Steuerung zur Sicherstellung der Gentechnikfreiheit, beispielsweise in Form von staatlich ausgewiesenen Gentechnikfreien Regionen oder Anbauverboten. Bei der Adaption von Bt-Mais kommt der Maisfläche je Betrieb eine große Bedeutung zu. Durch den rechtlichen Rahmen in Deutschland, die jeweilige Agrarstruktur und das soziale Umfeld wird der Anbau von Bt-Mais erschwert. Die unterschiedlichen Akteure wenden daher Maßnahmen an, um ihre eigene Verhandlungsposition zu verbessern oder die des Mitspielers zu verschlechtern. Hierzu zählen beispielsweise die Reduktion von Mindestabständen durch nachbarschaftliche Absprachen oder auch die Ausübung von öffentlichem Druck auf Bt-Mais anbauende Landwirte sowie Feldzerstörungen. / This work aims at analysing co-operative and hierarchical forms of institutional change in the case of Bt-maize cultivation in Germany. Genetically modified Bt-maize expresses a toxin which is lethal for the larvae of a main pest in maize production, the European Corn Borer. From 2005 to 2008, the cultivation of this transgenic crop was legally possible in Germany and adoption took mainly place in the former eastern German federal states. In four empirical chapters, the aspects of 1) risk perception and institutional preferences, 2) hierarchical or co-operative provision of the good “GMO-free atmosphere”, 3) regional adoption patterns of Bt-maize and 4) the adoption as a bargaining game will be analysed. It becomes apparent that actors with a strong risk perception prefer stricter institutions when dealing with the cultivation of GM crops and also favour hierarchical governance forms instead of co-operative solutions. The adoption of Bt-maize at the federal state level in Germany is significantly influenced by the factor maize area per farm. When conceptualizing Bt-maize adoption as a game under a strict regulatory framework and different agricultural and social structures, several measures can be identified which are employed by the actors to improve one’s own bargaining position, such as private agreements on the reduction of isolation distances or impair the one of the opposite player through public pressure or field destructions.

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