Buurmans genen

Vroeg of laat duiken geïntroduceerde genen uit genetisch gemanipuleerde gewassen op in conventionele gewassen van dezelfde soort of in nauwverwante onkruiden. Niet langer is de vraag òf er uitkruising plaatsvindt maar hoe erg dat is.

Norman ellstrand, geneticus van de University of California, Riverside, zet de discussie graag op scherp door een worst case scenario te schetsen. ``Stel: een bedrijf doet een veldproef met een genetisch gemodificeerde maïsplant die een giftige stof produceert. Via het stuifmeel waait het gen over naar maïs die bestemd is voor consumptie. Het zaad daarvan wordt geëxporteerd over de hele wereld. Het gen heeft voordelen voor de plant en kan zich daardoor stabiel in het DNA handhaven. Uiteindelijk zal het gen voor de gifstof in alle maïsplanten ter wereld terechtkomen en kan maïs als voedingsgewas worden afgeschreven.''

Ellstrand doet al jaren onderzoek naar uitkruising bij planten en was vorige week in Amsterdam een van de key note sprekers op het congres `Introgression from Genetically Modified Plants into wild relatives and its consequences'.

``In het scenario dat ik zojuist schetste gaat alles fout wat maar fout kan gaan'', zegt hij. ``Dit rampscenario is erg onwaarschijnlijk, maar zeker niet irreëel: elk van de stappen is in theorie mogelijk.''

In de Verenigde Staten voeren minstens zestien bedrijven veldproeven uit in de open lucht met gewassen die door middel van een kunstmatig ingebracht gen een geneesmiddel of een andere industrieel nuttige stof produceren. Antilichamen, vaccins, hormonen, aminozuren, industriële enzymen en bioplastics zijn toepassingen die in de belangstelling staan. Door deze stoffen in planten te produceren zouden de productiekosten fors omlaag kunnen. Maar als dit soort genen door uitkruising in de voedselketen terecht komt, zou dat een gevaar voor de volksgezondheid kunnen opleveren.

Biosafety officer Thomas Nickson van Monsanto Company, ook aanwezig op het congres in Amsterdam, zegt dat zijn bedrijf bij de veldproeven die het uitvoert met een genetisch veranderde maïs die een geneesmiddel produceert, alles doet om het risico te beperken. ``Wij hebben rigoreuze maatregelen getroffen om uitkruising te voorkomen. Onze veldjes liggen niet in de Corn Belt in de Midwest, maar op een afgelegen plaats in Californië. De afstand tot andere maïsvelden is minstens een mijl. Ook werken we met mannelijke steriele varianten en als we de planten bevruchten doen we zakjes om de bloemen. Het eiwit dat we produceren is veilig voor menselijke consumptie, dat hebben we uitgebreid getest. Bovendien planten wij onze maïs buiten het normale seizoen wat het risico van uitkruising nog verder omlaag haalt.'' Het doemscenario van Ellstrand is daarmee voldoende geblokkeerd, denkt Nickson.

Collega-bedrijven van Monsanto nemen het minder nauw met de veiligheid. Zo sprong het Texaanse bedrijf ProdiGene tweemaal onzorgvuldig om met maïsplanten die een geneesmiddel produceerden. Als inspecteurs van het Amerikaanse ministerie van landbouw (USDA) niet tijdig hadden ingegrepen, hadden deze zware overtredingen van de Plant Protection Act tot ongelukken kunnen leiden. Half november vorig jaar kwamen ze aan het licht toen het USDA bekend maakte dat stuifmeel van een ProdiGene-proefveld in Iowa mogelijk was overgewaaid naar een naburig maïsveld. De betreffende boer kreeg de opdracht het mogelijk besmette veld te rooien. Op een voormalig ProdiGene-maïsveld in Nebraska was zelfs al soja geplant en geoogst, zonder dat eerst de maïs-opschieters waren verwijderd. Daardoor moest een flinke partij sojabonen worden vernietigd omdat deze mogelijk was verontreinigd met medicinale maïskorrels. ProdiGene kreeg een boete van 250.000 dollar.

Terughoudendheid

Maïs is veruit favoriet als gewas voor biopharming (goed voor tweederde van de proefvelden), gevolgd door sojabonen, tabak en rijst. Ellstrand pleit voor grote terughoudendheid. ``Waarom moet dat in hemelsnaam in maïs?'', roept hij uit. ``Dat is misschien een makkelijk gewas voor plantenveredelaars, maar het zou veel beter zijn het risico te verminderen door dit soort producties met gewassen te doen die geen rol spelen in de voedselproductie. Zelfs tabak is wat mij betreft een twijfelgeval.''

Hoewel praktijkvoorbeelden van uitkruising in biopharming-gewassen nog ontbreken zijn er van andere genetisch gemanipuleerde gewassen al wel tientallen gevallen bekend. Ingebouwde resistenties tegen bestrijdingsmiddelen en het Bt-gen (een gen uit de bacterie Bacillus thuringiensis dat beschermt tegen insectenvraat) doken op in wilde verwanten en in traditionele gewassen (zie ook kader).

Stuifmeel kan behoorlijke afstanden overbruggen, zo bleek uit een Australisch onderzoek met koolzaad (Science, 28 juni 2002). Getransporteerd door de wind of insecten bleken de stuifmeelkorrels in staat tot op drie kilometer afstand van het proefveld niet-transgene koolzaadplanten te bevruchten. De meeste overheden hanteren richtlijnen voor een minimale afstand van een gemanipuleerd veld tot andere velden met hetzelfde gewas. Voor elk gewas geldt een andere afstand, afhankelijk van het verspreidend vermogen van het stuifmeel. Maar in principe kan het risico van uitkruising op deze manier nooit tot nul worden teruggebracht. Altijd kan een ongewoon sterke wind het stuifmeel verder voeren en tot uitkruising leiden.

Met name biologische boeren maken zich zorgen over de `genetische vervuiling' die door uitkruising in hun gewassen terecht kan komen. Ze worden tegen wil en dank opgescheept met de geïntroduceerde genen van hun buren. Zoals in het geval van Laura Krouse, biologielerares aan het Cornell College die nabij Mount Vernon in Iowa een oud maïsras teelde. Zij leverde veel aan biologische boeren die de maïs aan hun vee voerde, totdat in 2001 werd ontdekt dat het Bt-gen door stuifmeel uit een naburig maïsveld in haar maïs was terecht gekomen. Krouse verloor de de helft van haar klanten. Ze zet zich in om een wet in te voeren die biotechnologiebedrijven verplicht een schadevergoeding te betalen aan boeren die zo omzetverlies lijden.

Beroemd is ook het geval van de Canadese koolzaadteler Percy Schmeiser, die naar eigen zeggen nooit genetisch gemanipuleerde koolzaad op zijn akkers heeft ingezaaid. Toch trof hij in 1997 op zijn land koolzaadplanten aan die resistent waren tegen de onkruidverdelger RoundUp. Hij verzamelde het zaad en zaaide het in 1998 in op zijn akkers. Schmeiser werd vervolgens wegens illegale zaadvermeerdering aangeklaagd door Monsanto, het bedrijf dat patent heeft op Roundup-resistentie. De rechter achtte Schmeiser schuldig aan diefstal en veroordeelde de boer tot het betalen van de proceskosten. Schmeiserhoudt echter vol dat de transgene planten door morsen van zaad door andere boeren of door uitkruising bij hem zijn beland, en bereidt zich voor op een hoger beroep.

Dat koolzaad zijn genen makkelijk uitwisselt blijkt uit het feit dat in de zomer van 1999 in de Canadese provincie Alberta zelfs koolzaadplanten werden aangetroffen met een drievoudige herbicide-resistentie. De planten waren ontstaan doordat boer Tony Huether (overigens tegen de regels) experimenteerde met verschillende herbicide-resistente koolzaadrassen vlak naast elkaar, om eens te kijken welke het beste voldeed. Twee rassen zette hij in hetzelfde veld en een andere ras op een veld aan de overkant van een weg. Die nabijheid van verschillende varianten was kennelijk voldoende om door uitkruising via stuifmeel in twee jaar tijd drievoudige herbicideresistentie in één plant te krijgen. Tientallen planten hadden door genenuitwisseling dubbele resistentie verworven en twee exemplaren bezaten resistentie tegen Roundup, Basta èn imidazolinon.

Behalve naar nabijgelegen teelten kunnen de genen ook uitkruisen naar wilde verwanten. Ze kunnen dan dienen als reservoir en `genetische brug' voor uitkruisende genen op weg naar verder gelegen velden. Ook bestaat het risico dat er `super-onkruiden' ontstaan, die zich niet langer in toom laten houden door bestrijdingsmiddelen of insecten. Op het congres in Amsterdam liepen de meningen uiteen over de grootte van dit risico.

Raapzaad

Plantendeskundige Neil Stewart van de University of Tennessee onderzocht in hoeverre transgenen vanuit koolzaad (Brassica napus) naar zijn wilde verwant raapzaad (Brassica rapa) konden ontsnappen. In een veldproef bleek dat het transgene Bt-gen (voor het gemak van detectie gekoppeld aan een gen dat codeert voor een fluorescerend eiwit) relatief makkelijk uitkruist naar raapzaad. Maar die kruising leverde geen sterke plantjes op. In concurrentie met tarwe kwijnde het transgene raapzaad weg terwijl natuurlijk raapzaad wel goed groeide. In de praktijk zou een transgeen onkruid dus niet lang standhouden. ``Dat verbaasde ons zeer'', zegt Stewart. ``Het creëren van transgene onkruiden is kennelijk niet zo makkelijk als wij dachten''.

Maar niet iedereen komt tot die conclusie. Vorige zomer maakte Allison Snow van de Ohio State University de resultaten bekend van experimenten waarbij Bt-zonnebloemen met wilde zonnebloemen waren gekruist. De hybride zonnebloemen plaatste zij onder strenge veiligheidsmaatregelen in het vrije veld in een gebied in Nebraska, waar veel plaaginsecten heersen. Hybriden met het Bt-gen produceerden 55 procent meer zaad dan hybriden zonder Bt-gen. In een gebied in Colorado met minder plaaginsecten bedroeg het verschil in zaadzetting nog altijd 14 procent in het voordeel van de Bt-hybride.

In de Verenigde Staten zijn nog geen commerciële aanplanten van genetische veranderde zonnebloemen, maar het experiment van Snow toont aan dat genenuitwisseling van het commerciële gewas met wilde verwanten (in het geval van de zonnebloem behoren het landbouwgewas en de wilde plant zelfs tot dezelfde soort) kan leiden tot de vorming van superweeds. Dat zijn wilde planten die voordeel hebben bij het nieuwe gen en daardoor een plaag kunnen vormen.

Dat vroeg of laat uitkruising optreedt, vindt Ellstrand een no brainer: ``Onze landbouwgewassen zijn immers allemaal opgekweekt uit wilde rassen, dus het is logisch dat zij nog kunnen kruisen met die wilde verwanten.'' Er is geen veilige afstand waarop uitkruising kan worden voorkomen. Het hoeft maar hard te stormen en het stuifmeel komt overal, aldus Ellstrand. ``Uitkruisen is eerder regel dan uitzondering. Daarom zouden we continu moeten monitoren of er ergens uitkruising van transgenen optreedt. En onder geen beding mag iemand gevaarlijke genen in voedselgewassen zetten.''