A glyphosate-tűrő növények környezetanalitikai, ökotoxikológiai és dietetikai vitái Székács András a és Darvas Béla b a NAIK Agrár-környezettudományi Kutatóintézet b Magyar Ökotoxikológiai Társaság
ISAAA 2017 GMO és növényvédelem 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 burgonya búza cikória cukorrépa fehér tippan gyapot kukorica len lucerna olajrepce padlizsán papaya rizs szegfű szója tarlórépa betegségrezisztencia gyomirtószer-tűrés rovarrezisztencia
ISAAA 2016 GM-növények termesztése millió hektár 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 78% 26% 64% 24% szója gyapot kukorica olajrepce nem-módosított módosított ~97% HT 14 egyszeres 2 többszörös
ISAAA 1996-2016 A gyomirtó-tűrő növények termesztése 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 millió "hektár" 47% 41% 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 többszörös módosítás egyszeres módosítás
Vetésterület (millió ha) ISAAA 1996-2016 A gyomirtó-tűrő növények termesztése 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 millió "hektár" 1996 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 1997 1998 1999 47% 2000 trait ha corr. trait ha 2001 2002 41% 0 1995 2000 2005 2010 2015 2020 Év 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 többszörös módosítás egyszeres módosítás ISAAA trait hectare deklarált csúsztatás a terület látszólagos emelésére!
ISAAA; EU 2016-2017 Gyomirtó-tűrő fajtacsoportok 70 60 50 40 30 20 10 0 EU egyszeres ISAAA egyszeres ISAAA többszörös fehér tippan lucerna rizs szegfű olajrepce kukorica őszibúza len cukorrépa tarlórépa szója gyapot
EU 2016 Gyomirtó-tűrő fajtacsoport Európában
Gyomirtó-tűrő növények főhatásai cp4 epsps mepsps 2mepsps goxv247 gat4601 glyphosate cukorrépa gyapot kukorica olajrepce szója bar pat glufosinate gyapot kukorica olajrepce szója surb gm-hra szulfonilkarbamid szegfű szója hppdpf W336 isoxaflutole szója
Fajhibrid-képződés géncentrum Fajtahibrid-képződés idegenbeporzás Mellékhatások Rezisztens népességek tartós használat Gy glufosinate glyphosate 2,4-D bromoxynil dicamba szulfonil-karbamid P R Cry1 Cry2 Cry3 Vip3 IARC glyphosate 2A 2,4-D 2B US EPA bromoxynil C - Vízszennyezés - Szermaradék - Toxikológiai problémák - Talajszennyezés - Szermaradék - Toxikológiai problémák Védett lepkék talajlakók
Zea mays ssp. parviglumis Zea mays ssp. huehuetenangensis Zea mays ssp. mexicana M1: Kukorica-fajhibridek Teosinte: Zea diploperennis H.H.Iltis et al. Zea luxurians (Durieu & Asch.) R.M.Bird Zea mays L. Zea mexicana (Schrad.) Kuntze Zea nicaraguensis H.H.Iltis & B.F.Benz Zea perennis (Hitchc.) Reeves & Mangelsd. kései pollenszórás Spanyolországban és Franciaországban terjed egy teosinte-hibrid (Z. mays ssp. mexicana x Z. mays) Hung et al., 2012 Trtikova et al., 2017
M2: Fajtahibrid-képződés Ángyán, 2011 Bálint, 1980 A magyarországi vetőmagszennyezésben talált fajtacsoportok: - szója MON-4032-6 - kukorica MON-810-6, MON-603-6, MON-88017-3
M3: Glyphosate-rezisztens gyomok Főként a glyphosate-tűrő GM-növényeket termesztő országokban rendkívüli mértékű szántóföldi glyphosate-rezisztencia vált ismertté
M4a: Vízszennyezés - kimosódás mezőgazdasági területekről, USA (Edwards et al, 1980; Feng et al, 1990; Payne et al, 1990; Payne, 1992) - felszínivíz-szennyező, Mediterrán térség (Barceló and Hennion, 1997) - 590 ng/l É.-Rajna-Vesztfália (Ruhr) (Skark et al, 1998) - 1995-1999: 540 minta 54%, Norvégia (Ludvigsen and Lode, 2001a; 2001b) - 2002: 35-40% max. 8700 ng/l (!) glyphosate, 53-83% max. 3600 ng/l (!) AMPA, USA Midwest (Battaglin et al, 2005) - US Geol. Survey, szennyvíztisztítók, 17,5% glyphosate, 67,5% AMPA (Kolpin et al, 2006) - 2004-2005: 502 minta, 21% glyphosate, max. 41000 ng/l (!), AMPA 30000 ng/l (!), Kanada (Struger et al, 2008) - 2007-2008: városi vízszennyező, Franciaország (Batta et al, 2009) - édesvízi ökoszisztémák világszerte leggyakoribb szennyezője, francia patakokban az AMPA a leggyakoribb, a glyphosate a 3. leggyakoribb (Villeneuve et al, 2011) - 2014-2016: felszíni vizekben Magyarországon növekvő gyakorisággal (Székács et al, 2016) Székács és Darvas, 2012 Mindenütt előforduló (ubikviter) szennyezővé vált; a földrajzi eloszlás korrelál a GM-növényhasználattal Székács et al., 2016
M4b: Élelmiszer-szermaradék A brit péksütemények 13-79%-ában (100-900 µg/kg) 14 német sörben 0,5-30 µg/l (Radeberger 12 µg/l) (Az árpa 20%-át deszikkálják.) USA: anyatejben 76-166 µg/l USA: 30-féle müzliben 9,9-1125 µg/kg Kaliforniai borokban 100% vizsgálati gyakorisággal, 0,7-18,7 µg/l Európaiak 44%-ának vizeletében 0,4-4 µg/l Állati vizeletben 1,6-3-szoros szinteken EFSA: The 2015 EU Report on Pesticide Residues in Food (2017.ápr.7.) 5329 minta: 5 >MRL (+25-100%) MRL: 0,1-10 mg/kg lencse: 71,4%, mustármag, Élelmiszerekben napraforgómag: kimutatható; 30,4%, búza: 10,0%, zab: 9,1%, árpa: 8,4%, rozs: 2,3%, rizs: 1,8% érzékeny analitikai módszerek; túlnyomóan MRL alatt, de számottevő gyakorisággal Argentínában a tamponok 85%-ából (17-52 µg/kg)
M5a: Ökotoxikológia vízi ökoszisztéma Hal-embriotoxicitási teszt (FET) zebradánió A glyphosate a legkevésbé toxikus (LC 50 : 9750 mg/l), a készítmények toxikusabbak (LC 50 : 221-29 mg/1) és az ezekben található formázó anyagok (POEA, SAPS, SAPC) a legtoxikusabbak (42-4 mg/1). A formázó anyagok hatásainak részletes felülvizsgálata javasolható. Az LC 50 értékek közelében a legtöbb anyagnál szubletális elváltozások (deformitások, ödémák, visszamaradottság, szívverés- és vérkeringés-gátlás), LC 50 érték fölött az azonnali koaguláció mellett letális elváltozások is megjelentek (farokrégió hiánya, szívverés hiánya).
Átlagos sejtterület Citotoxicitás életképesség mutagén hatás M6a: Toxikológia rákkeltés Average cell area ( m 2 ) 700 600 500 400 300 200 100 control glyphosate POEA Roundup * * 0 10 min 1 h 2 h 3 h 24 h Inkubálási Time idő Székács et al., 2014 Oláh et al., unpubl. Meggyőző bizonyíték a glyphosate-tartalmú gyomirtó szerekben használt polietoxilált faggyúamin (POEA) felületaktív vegyület toxikus hatására (citotoxikus, genotoxikus).
M6b: Toxikológia hormonmoduláns hatás készítmények: 50 mg/l glyphosate: 24,3 mg/l formestane: pozitív kontroll QAC: 25 mg/l POE-APE: 100 mg/l Défarge et al., 2016 A hormonmoduláns hatás bizonyítéka. adalékanyag > készítmény > glyphosate
Kockázatelemzés EFSA / BfR BVL BfR IARC a glyphosate és további 38 h.a. értékelésének elhalasztása 2015-re Renewal Assessment Report, 2013. dec. Final Addendum to the RAR, 2015. okt. (4322 old.!) EFSA Peer Review Report on Glyphosate, 2015. okt. (1730 old.!) Conclusion on the peer review of the pesticide RA, 2015. nov. emberre a rákkeltő veszély valószínűsége csekély WHO IARC Monographs, 112, 2015. márc. Group 2A, emberen valószínűleg rákkeltő Prof. Christopher J. Portier, Environmental Defense Fund, Washington, DC + 95 kutatóprofesszor (22 országból) JMPR (FAO-WHO) 2016. máj. emberre a rákkeltő veszély valószínűsége a táplálékon keresztül csekély Prof. Gary M. Williams, New York Medical College, NY + 15 kutató; 9+2 a Monsanto korábbi tanácsadója/alkalmazottja, 1 a Dow AgroSci/Bayer tanácsadója; támogató: Intertek/Monsanto Dr. Rodolfo Saracci, IARC After glyphosate: Evidence evaluation for public health policy. Old and New Risks: Challenges for Environmntal Epidemiology (Rome), 2016. szept. 1-4. ECHA ECHA/PR/17/06, 2017. márc. a jelenlegi tudományos bizonyítékok nem felelnek meg azon CLP kritériumoknak, melyek alapján rákkeltőnek lehetne tekinteni
Kockázatelemzés az élelmiszer-biztonság alapja: tudományos bizonyítékokon alapuló kockázatelemzés kockázat = veszély x kitettség toxikológiai mutatók realitás az alkalmazott dózisokhoz képest statikus IARC BfR, EFSA, JMPR, ECHA dinamikus
Kockázati elemek bizonyos veszélyeket nem vesz tekintetbe az engedélyezés - EFSA ADI: 0,3 mg/tt kg 0,5 mg/tt kg a kitettség és ezen keresztül a kockázat változása feltáratlan marad új hatóanyagok: bromoxynil, 2,4-D, dicamba, glufosinate, isoxaflutole
M7: Terméseredmények; glyphosate-felhasználás 100 mázsa/hektár 10 Nyugat-Európa - cukorrépa Egyesült Államok - cukorrépa Nyugat-Európa - kukorica Egyesült Államok - kukorica Nugat-Európa - olajrepce Kanada - olajrepce. 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014.1 Russel és Hakim, 2016 Benbrook, 2016 Glyhosate-felhasználás az Egyesült Államokban Az Egyesült Államokban a GM-növényekre vonatkozóan nem sikerült termésnövekményt vagy a növényvédőszer-felhasználás csökkenését bizonyítani
M7: Terméseredmények; glyphosate-felhasználás Benbrook, 2016 Egyértelmű felhasználásbővülés világszerte
Publikációk Darvas (1997) A genetikailag módosított élőszervezetek kibocsátásának környezeti kockázatai. OFFB 1-64. Darvas (szerk.) (2007): Mezőgazdasági géntechnológia elsőgenerációs GM-növények. MOMB 1-164. Graef et al. (2011) BioRisk 7, 73-97. Darvas és Székács (szerk./eds) (2012) Az elsőgenerációs géntechnológiai úton módosított növények megítélésének magyarországi háttere. MOMB 1-213. Székács & Darvas (2012) Forty years with glyphosate. InTech 247-284. Székács & Darvas (2012) Int.. J. Environ. Protect. 2, 9-15. Németh & Székács (2012) A. Phytopath. Ent. H. 47, 251-274. Darvas et al. (2013) Növényvédelem 49, 491-500. Mesnage et al. (2013) J. Appl. Toxicol. 33, 695-699. Darvas et al. (2014) Növényvédelem 50, 121-127. Székács et al. (2014) Int. J. Biol. Biomol. Agric. Food Biotech. Engineer. 8, 219-224. Hilbeck et al. (2015) Environ. Sci. Europe 27,4. Defarge et al. (2016) Int. J Environ. Res. Pub. Health 13, 264. Székács (2016) Ecocycles 2, 54-56. Székács (2017) J. Agric. Environ. Ethics 30, 153-170. Köszönetnyilvánítás A kutatást az OTKA K109865 projekt támogatta.