Environmental risk assessment of proteins expressed by genetically modified plants : Applicability of standard tests used for chemical pesticides

Abstract

Een groep (consumptie)gewassen is zodanig genetisch gemodificeerd dat ze eiwitten produceren die insecten of schimmels bestrijden. Ze kunnen echter ook ongewenste effecten veroorzaken bij organismen, zoals vogels, vissen, algen en bijen. Uit onderzoek blijkt dat standaardtesten om ongewenste effecten van chemische gewasbeschermingsmiddelen te beoordelen, bruikbaar kunnen zijn om de risico's van dergelijke eiwitten te beoordelen. Het RIVM heeft dit onderzoek in opdracht van het ministerie van VROM uitgevoerd. Het instituut heeft bovendien templates ontwikkeld waarmee kan worden onderzocht of de standaardtesten geschikt zijn voor het testen van eiwitproducerende genetisch gemodificeerde planten. Voor het onderzoek zijn drie casussen gebruikt. Het betreft het enzym chitinase, dat wordt geproduceerd door genetisch gemodificeerde suikerbiet. Chitinase breekt chitine af, de bouwsteen van insecten en schimmels. Het GNA-lectine, dat een schadelijke werking heeft op insecten en schimmels, en wordt geproduceerd door genetisch gemodificeerde aardappel; en het enzym EPSP synthase, dat genetisch gemodificeerde koolzaad ongevoelig maakt voor het onkruidbestrijdingsmiddel glyfosaat terwijl het onkruid hiermee wordt bestreden. De templates zijn zodanig opgesteld dat ze ook kunnen worden gebruikt voor andere eiwitten die door genetische gemodificeerde planten kunnen worden geproduceerd. Bij de testen moet er rekening mee worden gehouden dat de eiwitten mogelijk continu worden uitgescheiden door de genetisch gemodificeerde plant, in tegenstelling tot chemische bestrijdingsmiddelen waarmee gewassen slechts een of meerdere keren worden bespoten. Continue uitscheiding kan mogelijk op lange termijn effect hebben op diverse organismen in de bodem of op de plant.

Various crops have been genetically modified in such a way that they are able to produce proteins which provide resistance to attack from insects or fungi. However, it is also possible that these proteins have undesirable effects on other organisms, such as birds, fish, algae and bees. A recent study carried out by the RIVM (National Institute for Public Health and the Environment), by order of the Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment (VROM), has found that standard tests used to assess the undesirable effects of chemical crop protection agents can also be applied to assess the risks of such proteins. The RIVM has also developed templates for determining whether specific standard tests are suitable for the testing of genetically modified plants. The overall study focused on three case studies. The first case study was on the enzyme chitinase, which is produced by genetically modified sugar beet. Chitinase is an enzyme that can break down chitin, an essential component of the cell wall of insects and many fungi. The second case study was on GNA lectin, an insecticidal lectin produced by genetically modified potato plants, which has a negative effect on insects and fungi. The third case focused on the enzyme EPSP synthase, which renders genetically modified rape insensitive to the herbicide glyphosate, thus allowing the selective destruction of weeds. The templates have been developed in such a way that they can also be used for other proteins produced by genetically modified plants. The possibility that proteins are excreted continuously by the genetically modified plant, in contrast to chemical pesticides that are sprayed onto the plant only once of several times, will have to be considered in the study design. Continuous excretion may have long-term effects on several organisms in the soil or on the plant.