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Istituto di Genetica Vegetale
CNR
DEMETRA
DEvelopment of a quick
Monitoring index as a tool to
assess Environmental
impacts of TRAnsgenic crops
Dott.ssa Cristina Vettori
Progetto LIFE 08 NAT/IT/000342 - DEMETRA
13 luglio, Parco Migliarino San Rossore e Massaciuccoli, Pisa
CNR
PARTENARIATO
1. ARSIA Toscana (coordinatore nel 2010)
2. CNR – Istituto di Genetica Vegetale UOS-FI
3. Università di Firenze – Dipartimento
di Economia, Ingegneria, Scienze e
Tecnologie Agrarie e Forestali
4. Parco Regionale di Migliarino,
San Rossore, Massaciuccoli
5. Regione Toscana
CNR
OBIETTIVO
il progetto mira a determinare un indice
sintetico
di
monitoraggio
(QMI)
per
supportare la costituzione di una rete
locale di monitoraggio ambientale.
CNR
QUALI SONO I RISCHI POTENZIALI PER
L’AMBIENTE?
¾ “Gene flow” e Biodiversità
¾ Invasiva/Abbondanza/Resistenza
¾ Impatto su organismi “non-target”
¾ Variabilità/instabilità del gene
¾ Nuovi parassiti e malattie
CNR
Transgenic crops
. .... ..
.........
.......... ..........
pollen flow
climate
wind
..........
.............
.........
..
pollen
aquatic & terrestrial
macroinvertebrates
crop residues
wild plants & weeds
non transgenic crops
rhizoshere
channel
meiofauna
CNR
Ecosistemi diversi sono presi in considerazione in cui
vengono identificate:
Specie target e non-target
Possibile breeding con “wild relatives”
Relazioni trofiche
Influenza su
Biodiversità Vegetale
Biodiversità Animale
Biodiversità Microbica
VALUTAZIONE DEL RISCHIO
Range di rischio in una scala ad esempio da 1 a 3
1 = basso
2 = medio
3 = alto
Implementazione nel sistema GIS
CNR
AREE DI STUDIO
ECOSISTEMA AGRICOLO
Coltivazione, ripetuta su tre anni, di
mais, girasole e colza per effettuare uno
studio approfondito su:
a)dispersione del polline di queste
specie;
b)presenza di animali in tali colture
(insetti, rettili, uccelli e mammiferi);
c)relazioni
trofiche
a
livello
di
ecosistema.
CNR
AREE DI STUDIO
ECOSISTEMA BOSCHIVO
Sono state identificate aree di studio
permanenti (transect) in cui valutare i
parametri legati alla biodiversità ed
analizzare il flusso pollinico del pioppo.
CNR
AREE DI STUDIO
AREE UMIDE
Indagini a livello di biodiversità e di
catena alimentare in alcune aree studio
sulla
sponda
sud
del
lago
di
Massaciuccoli e nelle lame.
CNR
AREE DI STUDIO
STAZIONI METEOROLOGICHE
Tre stazioni meteorologiche sono state
installate
nelle
rilevare
dati
relativi
meteorologiche
temperatura
aree
di
a
(pioggia,
dell’aria,
studio
per
condizioni
umidità
direzione
e
ed
intensità del vento, radiazione solare
globale
e
diffusa,
eliofania).
Inoltre
vengono rilevate umidità e temperatura
del suolo.
CNR
OGM, gene, e target
Crop
Transgenic
gene/protein
Function
Corn
Cry1F protein
CryIA (b) (δ-
Protection from certain
lepidopteran insect larvae
European corn borer (Ostrinia
nubilalis)
endotoxin)
Cry34Ab1,
Cry35Ab1, Cry3Bb1
Protection against certain
coleopteran pests such as corn
rootworm larvae (Diabrotica spp.)
Pat, mEPSPS
Confers tolerance to the herbicide
glufosinate-ammonium
CP4 EPSPS,
GAT4621
Tolerance to the glyphosate
herbicide
ZMHRA
(acetolactate
synthase - ALS)
Tolerance to ALS-inhibiting
herbicides, such as chlorimuron
and thifensulfuron
cDHDPS protein
Increased lysine content and
improved nutritional value
Target
Non-Target
corn flea beetle, Chaetocnema pulicaria,
Japanese beetle, Popillia japonica and
southern corn rootworm, Diabrotica
undecimpunctata howardi; black fly (Diptera:
Simuliidae)
monarch butterfly larvae; Nematoda
Caenorhabditis elegans; Coccinellidae,
Araneae, and Nabidae; effects of on aquatic
insects; common earthworms (Lumbricus
terrestris) nematodes, protozoa; Butterflies of
nine ecological groups
Coleomegilla maculate, Coccinellidae or
Hippodamia convergens Coccinellidae
(dati da: Molloy and Jamnback, 1981; Eidt, 1985; Kreutzweiser et.al., 1992; Hansen-Jesse, 2000; Obrycki, 2000; U.S. EPA Office of
Pesticide Programs, Biopesticide Registration Action Document, 2000; Hellmich, R. L. et al., 2001; Saxena and Stotzky, 2001; USA
EPA, 2003; Zwahlen et al., 2003; Harwood et al., 2005; Aviron et al., 2009)
CNR
OGM, gene, e target
Crop
Transgenic
gene/protein
Function
Target
Seed
rape
CP4 EPSPS,
GOXV247
Tolerance to the herbicide glyphosate
BAR (PAT)
Tolerance to herbicides based on
glufosinate ammonium
BARNASE,
BARSTAR
Lack of viable pollen and male sterility
Non-Target
Volunteers Brassica napus; Non GM Brassica napus
Brassica rapa; Raphanus raphanistrum
B.napus X B.rapa; B.napus X B.rapa
(dati da: Snow et al., 1999; Orson, 2002; Ammitzbøll, 2005; Ammitzbøll, 2006; Husken et al., 2007; Warwick, 2008)
Crop
Transgenic gene/protein
Function
Sunflower
Cry1Ac
Protection from certain lepidopteran
insect larvae
EPSPS
Tolerance to glyphosate
PAT
Tolerance to glufosinate ammonium
Trypsin inhibitor synthesis
(CpT1)
plus Snowdrop lectin (Nptll
(SM))
Resistance to Coleoptera
Oxalate oxidase (OXO)
synthesis
Target
Non-Target
Fungal resistance
(dati da: Snow et al., 2003; Cantamutto and Poverene, 2007; Burke, 2008; )
CNR
OGM, gene, e target
Crop
Transgenic
gene/protein
Function
Poplar
CryIA(b) Delta-Endotoxin
Protection from certain lepidopteran
insect larvae
Diphtheria toxin A-chain
Induction of sterile flowers
4CL1 (Populus
Tremuloides)
Altered lignin levels
BAR (PAT)
Tolerance to herbicides based on
glufosinate ammonium
BARNASE, BARSTAR
Lack of viable pollen and male sterility
Target
Non-Target
Chrysomela tremulae F. (Coleoptera,
Chrysomelidae)
(dati da: Raybould and Gray, 1993; Ebinuma, 1997; Genissel et al., 2003; USA EPA, 2004; Bradley et al., 2007 ; Bonadei, 2009)
CNR
Possibilità di ibridazione tra specie coltivate e
selvatiche?
Il caso delle Brassicaceae:
Brassica napus L. var. oleifera
CNR
Viene registrata la presenza di Brassicacee nelle aree di
studio (soprattutto aree coltivate e prossime alle coltivazioni)
e ne vengono valutate le potenzialità di ibridazione
Cardamine hirsuta
Sinapis arvensis
Sinapis arvensis L. e Cardamine
hirsuta L. sono le Brassicacee
spontanee più frequenti in area
Culatta
CNR
Oltre a presenza, distribuzione e frequenza, particolare
attenzione viene posta alla registrazione dei dati fenologici
(fioritura e fruttificazione)
Specie
Parcella A6
Marzo
Aprile
Maggio
Giugno
Luglio
Sinapis arvensis L.
X
☼
☼
☼●
☼●
☼●
Cardamine hirsuta L.
X
☼
●
Capsella bursa-pastoris (L.) Medicus
X
☼
●
CNR
Ecosistema boschivo
Biodiversità
CNR
Biodiversità
Si osserva una certa variabilità nella
distribuzione
delle
specie
dovuta
probabilmente alla presenza di alcuni
gradienti legati alle caratteristiche
micro-topologiche del sito.
L'analisi nel tempo ha mostrato un
decremento dell'abbondanza delle
catture con una diminuzione delle
larve di dittero associata ad un
incremento delle specie predatrici
(specie appartenenti all'ordine degli
Aranea)
CNR
CNR
CNR
Grazie per la vostra attenzione

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