СуперСадовод
  • Биокультуры против вредителей: чего добилась наука

    24.06.2014

    Биокультуры против вредителей: чего добилась наукаС 1996 года во всем мире было посажено более миллионов гектаров генетически модифицированной кукурузы и хлопка.

    Они производят инсектицидные белки из бактерий Bacillus Thuringiensis или для краткости Bt.

    В течение десятилетий белки Bt использовались в составе аэрозолей органическими фермерами как средство борьбы с вредными насекомыми, однако эти белки считаются экологически чистыми и безвредными для людей.

    Тем не менее, некоторые ученые опасаются, что широкое использование этих белков в генетически модифицированных культурах будет стимулировать быстрое развитие сопротивляемости (резистентности) к ним у вредителей.

    Команда специалистов из Университета Аризоны решила подвести итоги в этом вопросе и выяснить, почему некоторые вредители быстро вырабатывают устойчивость в одних случаях, и не вырабатывают ее в других.

    Брюс Табашник и Ив Каррье с факультета энтомологии Колледжа Сельского хозяйства и Наук совместно с Терри Бревот из французского Центра сельскохозяйственных исследований в целях развития тщательно проанализировали имеющиеся полевые и лабораторные данные, чтобы проверить свои теории.

    Результаты их исследования опубликованы в журнале «Nature Biotechnology».

    Когда культура Bt была впервые была выведена, главным вопросом стало то, как быстро вредители смогут адаптироваться к ней и развить сопротивление.

    Никто толком не знал ответа и все были вынуждены гадать, — рассказывает Табашник, глава факультета энтомологии Университета Аризоны, возглавивший исследование.

    Теперь у нас за плечами 16 летний опыт и миллиард гектаров посевов, накопленных за этот период данных должно хватить, чтобы понять, как быстро вредители развивают сопротивляемость, и почему.

    Анализ данных 77 исследований по 13 видам вредителей в восьми странах на пяти континентах позволил исследователям обнаружить хорошо задокументированные случаи развития у пяти основных вредителей устойчивости к Bt-культурам к 2010 году по сравнению с неустойчивостью в 2005 году.

    Три из пяти случаев имели место быть в США, где фермеры посадили около половины посевных площадей Bt в мире.

    В докладе указывается, что в худшем случае сопротивление развивалось в течение от 2 до 3 лет, но в лучшем случае эффективность Bt культур выдерживала более 15 лет.

    По данным статьи, лучший и худший результаты соответствуют предсказаниям эволюционных принципов.

    Мы обнаружили, что факторы, говорящие в пользу устойчивой эффективности Bt-культур, соответствуют эволюционной теории, — считает доктор Каррье, поясняя, что условия наиболее благоприятны, когда гены устойчивости изначально редко встречаются в популяции вредителей, а наследование устойчивости является рецессивным признаком.

    Тогда насекомые выживают на полях с Bt-растениями только в случае, если у них есть два гена устойчивости, по одному от каждого родителя, а также остается достаточно растений «старого типа».

    К этому типу относятся растения без Bt белка, которые насекомые могут есть, не поглощая токсины Bt.

    Компьютерные модели показали, что растения старого типа прекрасно помогают в замедлении выработки сопротивляемости насекомых к белку, когда ген сопротивляемости рецессивен, — рассказывает Каррье.

    Посадка рядом с полями Bt-культур таких растений снижает вероятность того, что два устойчивых насекомых будут спариваться друг с другом.

    Скорее они будут размножаться с восприимчивыми насекомыми, которые погибнут от поедания растений Bt.

    Значение растений старого типа, своеобразных «убежищ» для вредителей, оспаривалось учеными в последние годы, так что EPA ослабила свои требования к посадке растений старого типа в США.

    Пожалуй, самым убедительным доказательством того, что методика «убежищ» работает, является розовый коробочный червь, который быстро развил Bt-сопротивляемость в Индии, но не в США. Одинаковый вредитель, одинаковая культура, но резистентность разная! — рассказывает Табашик.

    Ученый поясняет, что на юго-западе США ученые из EPA и научных кругов Министерства сельского хозяйства США работали совместно с производителями над разработкой и реализацией эффективной стратегии растений-убежищ.

    В Индии, с другой стороны, требования к посадке растений убежищ также выдвигались, однако, без совместной инфраструктуры, да и фермеры не стремились выполнять указания.

    Один из основных выводов статьи состоит в том, что оценка двух факторов может помочь измерить риск развития резистентности к Bt культурам до того, как их семена будут выпущены в продажу.

    Если данные показывают, что сопротивляемость вредителя будет вероятно рецессивной, и сопротивление изначально будет не частым, риск развития резистентности у вида будет низким, — поясняет Табашик.

    В таких случаях следует посадить рядом относительно небольшую плантацию растений-убежищ, которые буду задерживать развитие сопротивляемости у вредителей. И наоборот, невыполнение одного или обоих критериев приведет к тому, что риск развития сопротивляемости к белку будет очень велик.

    При высоком риске у нас два пути — либо принимать строгие меры для задержания развития сопротивляемости у насекомых, например, засаживать больше территорий растениями-убежищами, либо же быть готовыми к тому, что этот вредитель вскоре станет резистентным к Bt-культурам растений, — считает исследователь.

    В любом случае ученые отмечают, что новые культуры были весьма полезны человечеству, а устойчивость к ним развивалась медленно. Что обеспечивает мотивацию изучать дальше пути борьбы с резистентностью вредителей, чтобы они и дальше не могли наносить существенного урона урожаю.

    Смогут ли фермеры когда-нибудь полностью победить сопротивление вредителей? Табашик так не считает.

    Вредители великолепно умеют адаптироваться. Это их само собой разумеющееся свойство, так что полностью остановить у них развитие резистентности невозможно.



  • Нравится
    Оставьте Ваш комментарий

    Пожалуйста напишите комментарий



    Яндекс.Метрика