Вредителям удалось адаптироваться к трансгенным токсинам

Даже выращивая биотехнологические культуры, фермерам придётся по-прежнему использовать вековые практики (такие, как севооборот), чтобы бороться с насекомыми-вредителями. Этот урок можно извлечь из последнего открытия учёных. Они выяснили, что некоторым вредителям удалось адаптироваться к трансгенным токсинам генетически модифицированной кукурузы.

Исследовательская команда, работающая во главе с Аароном Гассманном (Aaron Gassmann), энтомологом из университета штата Айова, выявила, что кукурузные жуки диабротика (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) разработали устойчивость к двум из трёх типов Bt-токсинов. Они производятся генетически модифицированной кукурузой и названы так "в честь" почвенной бактерии Bacillus thurinigiensis, у которой учёные их и позаимствовали. Устойчивость к одному из типов Bt-токсина была также обнаружена у червей.

Генетически модифицированная кукуруза производит Bt-токсин Cry3Bb1, который предусматривает защиту от вредителей типа кукурузного жука и был впервые одобрен для использования на территории США в 2003 году (американские фермеры выращивают генетически модифицированную кукурузу с 1996 года).

К 2009 году фермеры начали замечать появившиеся повреждения от этого жука на своих ГМ-культурах. В 2011 году вредители начали наносить ущерб уже и модифицированной кукурузе, содержащей второй токсин mCry3A. Лабораторные тесты Гассманна показали, что это был случай перекрёстной резистентности (cross-resistance): насекомые, которые стали устойчивы к Cry3Bb1, также приобрели и устойчивость к mCry3A. Возможно, это произошло из-за того, что токсины имеют сходные структурные свойства и в кишечнике насекомого они усваиваются в одних и тех же местах.

Основная проблема в том, что кукурузный жук − достаточно серьёзный вредитель, а кукуруза не способна произвести достаточно Bt-токсинов, чтобы контролировать его. Bt-токсины, используемые против таких вредителей, как огнёвка кукурузная (Ostrinia nubilalis) убивают более 99,99% своих целей, в то время как более 2% кукурузного жука выживают после контакта с Bt-кукурузой.

Как отмечают исследователи, резистентность у вредителей может стремительно развиваться в тех географических областях, где один и тот же вид кукурузы выращивается каждый год. Многие мировые эксперты в области биотехнологий уже озадачились решением этой проблемы. Например, сельскохозяйственная биотехнологическая копания Dow планирует выпускать семена растений, которые сочетают токсин Cry3Bb1 с Cry34/35Ab1, на которого ещё не было обнаружено устойчивости ни у одного из насекомых.

Гассманн говорит, что сочетание токсинов является хорошим способом задержать развитие резистентности, однако оно станет менее эффективным, как только у насекомого разовьётся устойчивость к одному из токсинов. Так что фермеры не должны полагаться только на современные технологии в борьбе с вредителями.

Чтобы спасти урожай (а ГМ-кукуруза составляет три четверти урожая зерна США), они также должны периодически засевать поле различными культурами. Это подорвёт жизненный цикл вредителя. То есть самые прогрессивные инновации всегда должны сочетаться с веками проверенными методами.

Научная статья Гассманна и его коллег была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.