转基因抗虫基因存在交叉耐受

2014-07-02 | 作者: 孙学军 | 标签: 交叉耐受

尽管转基因技术给一些作物抗虫带来了显著效果,最近科学家发现能有效控制虫害的基因能迅速引起抗毒病虫的滋生,说明农业目前病不能离开传统的例如轮作种植防虫技术。

爱荷华州立大学昆虫学家Aaron Gassmann最近研究发现,在爱荷华州土壤中存在的一种西方玉米根虫能对三种BT毒素中的两种产生交叉耐受,BT毒素是最近开发成功的转基因抗植物病虫作物蛋白,这一最新研究提示这种转基因作物具有潜在的风险,因为如果这种昆虫对其中一种产生耐受,也能同事对另一种产生耐受。这一研究本周发表在PNAS上。而这两种转基因作物恰好就是目前已经进入市场的转基因品种。2003年美国政府批准的第一个被批准的抗虫基因是Bt toxin Cry3Bb1,2009年有农民发现这种转基因玉米存在根虫害,2011年这种问题在另外一种mCry3A转基因玉米也被发现。Gassmann的研究发现,这两种转基因存在交叉耐受,说明即使同时使用两种转基因改良也无法避免这种虫害。产生这种交叉耐受的原因是这种昆虫的胃内存在结合这些毒素的蛋白,而两种毒素存在类似的分子结构,可能是同一种蛋白产生两种耐受的原因。

另外一种可能是这种昆虫有的类型非常顽固,玉米的毒素剂量不足以杀死。

Bt毒素能杀死99.99%的欧洲玉米螟,但根虫仍可以存活2%。这种耐受力强的根虫可以迅速进化,在短短几年内在一块土地内迅速扩散。例如在爱荷华州大约需要3.6年。

美国陶氏全球生物技术科学政策负责人Nicholas Storer认为,这个研究说明,单纯用转基因技术,如果不结合传统的防治手段,耐药病虫可以迅速在某一土地上发展。美国陶氏等农业技术公司现在正开发具有两种转基因的聚合品种,他们和孟山都联合生产的有两种转基因的品种没有发现任何耐受现象。

Gassmann说这种联合转基因是对抗耐受的重要手段,但一旦出现对其中一种毒素耐受,这种联合效应会大大折扣。所以,农民不能单纯依靠这种转基因技术来对抗害虫,而应该联合传统的防虫手段,例如轮换种植的方式。例如,这种玉米根虫在没有玉米生长的土地上无法生存。

Storer同意即使最好的技术也应该和其他手段联合应用,玉米轮作是对抗根虫的传统有效手段,看来现在要重新启用这种古老方法。

Naturedoi:10.1038/nature.2014.14887

来源:科学网

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