Какой вредитель угрожает урожаю кукурузы США?

Не так давно казалось, что трансгенные культуры надолго, если не навсегда, решат проблемы защиты сельскохозяйственных растений. Однако это оказалось совсем не так.

Вначале появились сорняки, устойчивые к глифосату, их становилось все больше, а теперь они стали обычным явлением. Теперь очередь подошла вступить в «эволюционный танец» насекомым-вредителям. На авансцену вышел западный кукурузный жук диабротика, который стал потреблять трансгенную кукурузу, снабженную «механизмами» борьбы с этим вредителем.

Ученые во главе с Аароном Гассманном (Aaron Gassmann), энтомологом из Университета штата Айова (США), выявила, что кукурузные жуки диабротика (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) выработала устойчивость к двум из трех типов Bt-токсинов, которые вырабатывает ГМ-кукуруза.

Трансгенная кукуруза вырабатывает Bt-токсин Cry3Bb1, который защищает ее от диабротики. Она была впервые одобрена для использования на территории США в 2003 году (американские фермеры выращивают генетически модифицированную кукурузу с 1996 года).

В 2009 и 2010 годах фермеры Айовы начали замечать появившиеся повреждения от этого жука на своих трансгенных культурах. В 2011 г. вредители начали наносить ущерб уже и модифицированной кукурузе, содержащей второй Bt-токсин mCry3A.

Лабораторные тесты Гассманна показали, что это был случай перекрестной резистентности: 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 областях.

Основная проблема в том, что кукурузный жук — достаточно серьезный вредитель, а кукуруза не способна произвести достаточно Bt-токсинов, чтобы контролировать его. Bt-токсины, используемые против таких вредителей, как огневка кукурузная (Ostrinia nubilalis), убивают практически 100% насекомых, в то время как эффективность токсинов Bt-кукурузы против кукурузного жука находится на уровне 98%.

Как отмечают исследователи, резистентность у вредителей может стремительно развиваться в тех географических областях, где один и тот же сорт или гибрид кукурузы выращивают из года в год.

Многие мировые эксперты в области биотехнологий уже озадачились решением этой проблемы. Например, копания Дау планирует создать трансгенные сорта, сочетающие токсин Cry3Bb1 с Cry34/35Ab1, к которому еще 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 разовьется 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 этой культуры в США), они должны вернуться к традиционным севооборотам. Это подорвет жизненный цикл вредителя. То есть самые прогрессивные инновации всегда должны сочетаться с веками проверенными методами.