Вредители адаптируются к ГМ-культурам неожиданными путями
Международная группа исследователей обнаружила, что устойчивость хлопковой совки к генетически модифицированным растениям хлопчатника, вырабатывающим токсины Bacillus thuringiensis (Bt), связана с более разнообразными генетическими изменениями, чем ожидалось. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Bt-культуры и резистентность
- Хлопчатник и кукуруза были генетически модифицированы для производства Bt-токсинов, чтобы снизить использование инсектицидов широкого спектра действия.
- Эти токсины специфичны для определённых насекомых-вредителей и безопасны для людей и большинства других организмов.
- Со временем редкие генетические мутации, обеспечивающие устойчивость к Bt-токсинам, становятся более распространёнными.
Полевые исследования против лабораторных
Впервые учёные сравнили генетические механизмы устойчивости у вредителей в полевых условиях и в лаборатории. Исследование сосредоточено на хлопковой совке (Helicoverpa armigera) — основном вредителе хлопка в Китае.
- Совпадения: Некоторые мутации, обнаруженные в поле, совпали с лабораторными.
- Неожиданности: В полевых популяциях найдено множество других мутаций, большинство — в том же гене, а одна — в совершенно другом.
- Ключевое открытие: В полевых популяциях идентифицированы две доминантные мутации. Ранее известные из лабораторных исследований мутации были рецессивными.
Проблема доминантной устойчивости
- Рецессивная устойчивость: требует двух копий мутации (от каждого родителя). Её можно сдерживать с помощью рефугиумов — участков с обычными растениями, которые сохраняют популяцию чувствительных насекомых для "разбавления" резистентных особей.
- Доминантная устойчивость: для её проявления достаточно одной копии мутации. Она сложнее для управления, так как резистентное потомство появляется даже при скрещивании устойчивой и чувствительной особи, что снижает эффективность стратегии рефугиумов.
Контекст и значение
- Китай — крупнейший в мире производитель хлопка. В его северных регионах, где выращивается большая часть хлопка, более 90% посевов с 2004 года составляют Bt-сорта.
- Мутации, обеспечивающие устойчивость, встречаются в три раза чаще в северном Китае по сравнению с северо-западными регионами, где Bt-хлопчатника выращивали меньше.
- Пока уровень резистентности в северном Китае низок (около 2%), и фермеры не замечают снижения эффективности. Однако, по словам соавтора исследования Брюса Табашника, это "сигнал о надвигающейся проблеме".
Исследование подчёркивает необходимость тщательного мониторинга устойчивости вредителей в полевых условиях и пересмотра стратегий её сдерживания, включая подход с использованием рефугиумов.