Вредители обживают трансгенные растения
Создание трансгенных инсектицидных растений — тупиковый путь защиты от вредителей
Тысячелетиями человечество ищет метод бороться с клещами и вредными насекомыми, но успеха не достигло: ко всем ядам вредители производили устойчивость. Не стали исключением и трансгенные растения, синтезирующие токсичные для насекомых белки.
За 17 лет их применения в промышленных масштабах устойчивость к токсинам купили семь видов бабочек и один вид жуков. В нескольких случаях распространение устойчивых насекомых нанесло экономический ущерб.
Проанализировав эти, накопленные за эти годы учеными различных государств, научный сотрудник эволюции проблем и Института экологии им. А.Н.
Северцова, кандидат биологических наук Александр Викторов заключил, что создание трансгенных инсектицидных растений бесперспективно. Собственные выводы он разместил в недавнем выпуске издания «Физиология растений», информирует Н. Резник (www.strf.ru).
Генетически модифицированные инсектицидные растения содержат гены бактерии Bacillus thuringiensis, исходя из этого именуются кроме этого Bt-растениями, а протеиновые токсины, каковые они синтезируют — Bt-токсинами. Эти токсины приводят к лизису кишечника у личинок насекомых различных отрядов, исходя из этого теоретически личинка, поедающая трансгенные растения, обречена.
Но на практике получается в противном случае.
Нереально, выясняется, сконструировать трансгенное растение, во всех тканях которого концентрация токсина неизменно высока. К примеру, у трансгенной кукурузы пик синтеза токсина в страницах приходится на 25-й сутки вегетации, на 84-й сутки его концентрация понижается на порядок, а в фазе созревания зерна ничтожно мелка.
В Индии фермеры предпочитают позднеспелые сорта трансгенного хлопчатника как более урожайные и качественные, но как раз у таких сортов содержание токсинов со временем понижается так, что приходится использовать инсектициды. Меж тем генетика устойчивости к Bt-токсинам довольно часто такова, что при малой их концентрации вредители стремительнее покупают резистентность.
Если они заселяют трансгенные растения в поздние фазы развития, так и происходит.
Не только возраст растения ведет к уменьшению синтеза Bt-токсинов. У трансгенного хлопчатника Bollgard его приводят к дефициту азота, повышенная концентрация углекислого газа, температура выше 37 градусов Цельсия, недостаток либо избыток воды.
В некоторых случаях трансгенные растения по большому счету не осуществляют контроль численность вредителей.
Второе непредвиденное осложнение содержится в том, что устойчивость к токсину не затрудняет жизнь насекомых в простых условиях. Устойчивость — это все-таки мутация, а мутанты в большинстве случаев что-то выгадывают, а что-то теряют.
Их жизнеспособность в отсутствие токсина должна быть ниже, чем у чувствительных особей, эта отличие именуется ценой приспособленности. Но, вопреки теории, многие мутации устойчивости не имеют цены приспособленности и замечательно себя ощущают на любом поле, а частота таких мутаций оказывается высока и стабильна кроме того без действия отбора.
Генетики ответили на данный вызов, создав трансгенные растения второго поколения, каковые синтезируют несколько токсин, а два, с различными механизмами действия. Возможность того, что насекомые выработают устойчивость в один момент к двум белкам, теоретически мелка.
И сперва все было прекрасно: смертность личинок хлопковой совки на трансгенном хлопчатнике второго поколения Bollgard II была в 200 раз выше, чем на Bollgard. Но эти растения были не свободны от недочётов собственных предшественников: концентрация одного из токсинов со временем понижалась, и тогда вредителям приходилось бороться только с одним белком.
Гусеницы выработали к нему устойчивость, большая их часть благополучно окукливалась, и из куколок выходили жизнеспособные бабочки.
После этого оказалось, что пара линий хлопковой совки Helicoverpa armigera, устойчивой к одному из токсинов, устойчивы и ко второму. За их резистентность к обоим белкам важна одна мутация, причем она существовала, выясняется, еще до внедрения генетически модифицированных растений в производство.
Перекрестной устойчивостью владеет и один из страшнейших вредителей кукурузы — западный кукурузный корневой жук (диабротика) — Diabrotica virgifera virgifera. Насекомые производят устойчивость к Bt-токсину за 3—7 лет, что сопоставимо со скоростью развития устойчивости к химическим инсектицидам.
Все эти события поставили под сомнение распространение Bt-культур.
«Кроме того, что нереально создать трансгенное растение с неизменно летальным для вредителя уровнем токсинов, у насекомых появляются, вопреки теоретическим версиям, доминантные мутации устойчивости и рецессивные, не имеющие стоимости приспособленности, и перекрестная устойчивость между токсинами различных семейств. Моя работа говорит о том, что создание трансгенных инсектицидных растений — тупиковый путь защиты растений от вредителей», — говорит Александр Викторов.
