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Nature关注:转基因作物面临的抗性问题

(2014-04-19 20:10:11)
标签:

传统

原因

科学家

转基因

任何针

分类: 农业动态
来源:生物通

即使是种植转基因作物,农民们仍然需要采用对抗害虫的老办法,例如轮作。这是因为科学家们发现,害虫已经对抗虫转基因玉米产生了重要抗性。Nature网站特地刊发文章,对这项研究进行了报道。

 

爱荷华州立大学的昆虫学家Aaron Gassmann领导研究团队发现,转基因玉米的广泛种植已经使一些西方玉米根虫(Diabrotica virgifera virgifera LeConte)对Bt毒素产生了抗性。目前Bt玉米主要产生三种毒素,而这些害虫能够抵抗其中的两种。这项研究发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

 

“目前市面上的转基因玉米主要生产三种Bt毒素,而这种害虫已经对其中两种产生了抗性,”Gassmann说。

 

生产Bt毒素Cry3Bb1的转基因(GM)玉米可以对抗根虫,这种作物于2003年在美国首次被批准使用。2009年农民们开始发现,这些GM作物受到了根虫的破坏。2011年,这种破坏扩散到了另一种GM玉米,这种玉米生产毒素mCry3A。Gassmann通过实验向人们展示,交叉抗性是出现上述现象的原因。研究指出,抵抗Cry3Bb1的根虫也能够抵抗mCry3A,这是因为两种毒素具有类似的结构,在根虫肠道有一些相同的结合位点。

 

造成这一问题的原因是,根虫非常顽强而Bt玉米又没有生成足够的毒素,无法对其实现完全控制。举例来说,针对欧洲玉米螟的Bt毒素,能够杀死超过99.99%的目标。而针对玉米根虫的Bt毒素,却能允许超过2%的根虫存活下来。年复一年种植同样的转基因玉米,使根虫体内的抗性快速演化,在Iowa州抗性的演化平均只需要3.6年。

 

陶氏益农公司(Dow AgroSciences)的Nicholas Storer指出,这项研究说明如果不对GM作物进行综合性的害虫管理,抗性就会很快出现。现在,农业生物技术公司们正在将不同的Bt毒素结合起来对根虫展开攻击。例如,陶氏益农公司已经与孟山都公司合作,出售结合了毒素Cry3Bb1和Cry34/35Ab1的转基因种子,目前还没有发现对任何针对Cry34/35Ab1的抗性。

 

Gassmann认为,毒素的结合使用是延缓抗性出现的重要途径,不过一旦害虫对其中一种毒素产生抗性,这一组合就没有那么有效了。因此,他建议农民们不要完全依赖转基因技术来对抗害虫,而是应该定期改变作物,以破坏害虫的生活周期。“如果没种玉米,这种根虫就无法生存,”Gassmann说。

Storer也同意,即使最好的技术也往往需要与老办法结合使用。“在Bt作物出现之前,作物轮种是对抗根虫的主要工具,”他说。“现在我们需要把这个传统延续下去。”

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