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实地研究表明转基因作物如何在抗击害虫方面取得成功

北卡罗来纳州立大学和克莱姆森大学的一项新研究发现,广泛使用的转基因(GM)作物中的毒素对作物害虫玉米耳虫(Helicoverpa zea)几乎没有影响- 这与近20年前的预测一致那些被忽视了。这项研究可能是一个信号,要求密切关注农业害虫对转基因作物产生抗药性的警告信号。

问题在于基因工程玉米,其产生苏云金芽孢杆菌(Bt)蛋白,其反过来产生称为Cry1Ab的毒素。这种转基因玉米最初设计用于处理一种叫做欧洲玉米螟(Ostrinia nubilalis)的害虫,并于1996年上市。

在20世纪90年代后期,科学家发现Cry1Ab对H. zea也有相当的效果。但科学家们还预测,足够的H. zea存活导致该物种对Cry1Ab产生抗性。这项工作部分由北卡罗来纳州昆虫学研究员弗雷德古尔德完成。

15年多以后,另一位北卡罗来纳州立大学研究员想看看古尔德的预测是否有所改善。

“我们希望在该领域进行一项观察性研究,看看自从90年代完成工作以来,事情是如何发生变化的 - 有迹象表明玉米变得有抵抗力,”副教授Dominic Reisig说道。昆士兰州立大学昆虫学系主任和一篇描述新研究的论文的主要作者。

Reisig和他的合作者克莱姆森的Francis Reay-Jones在两年内对北卡罗来纳州和南卡罗来纳州的玉米作物进行了评估 - 结果非常明显。

在20世纪90年代后期,与非Bt玉米相比,Cry1Ab减少了H. zea幼虫的数量和幼虫的大小。但Reisig和Reay-Jones发现,与非Bt玉米相比,Cry1Ab现在对H. zea幼虫的数量或大小几乎没有影响。

“有一个警告说,玉米可以对这种毒素产生抗药性,”Reisig说。“但是如何管理Cry1Ab没有任何变化,现在似乎玉米已经形成了阻力。”

然而,Reisig指出,他们不能说H. zea已经明确地产生了抗性,因为该研究是一项田间试验,而不是在实验室环境中使用纯Cry1Ab毒素进行的实验。

“我们的重点是确定是否有现实世界的影响,而且有,”Reisig说。“这也可以解释为什么玉米 - 一种重要的棉花害虫 - 对转基因棉花中使用的相关毒素即Cry1Ac的反应性降低。

“这一发现目前对经济的影响有限,”Reisig说。“因为农业公司已经开发出新的,更有效的Bt毒素用于对抗H. zea。

“但这项研究很重要。商定耐药性的方法有点武断。商定田间适应性的商定指标是实验室研究,并且已经商定了毒素的诊断剂量。我和其他许多人都觉得这个领域观察结果正在尖叫着发生了变化,但这在很大程度上被忽略了。这就是研究的一个原因。

“这些发现提醒我们,我们需要关注发展阻力的潜在线索,”Reisig说。“我们不能指望总有一种新的转基因毒素可以替代旧的转基因毒素。”

该论文“转基因玉米表达Bt毒素对Helicoverpa zea生长的抑制和对Cry1Ab抗性的发展”发表在“环境昆虫学”杂志上。这项工作部分由孟山都公司支持 - 孟山都公司开发了生产Cry1Ab的转基因玉米。

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