Совмещение биотехнологий и традиционного земледелия замедляет устойчивость вредителей к Bt-хлопку

Новое исследование международной команды под руководством китайских учёных и Брюса Табашника из Университета Аризоны показывает, что разнообразие культур в северном Китае замедлило адаптацию насекомого-вредителя к генетически модифицированному хлопку. Результаты опубликованы в онлайн-версии Nature Biotechnology.

Bt-культуры и проблема резистентности

Генетически модифицированный хлопок, кукуруза и соя производят белки почвенной бактерии Bacillus thuringiensis (Bt), которые убивают определённых насекомых-вредителей. За последние два десятилетия Bt-культуры были высажены на более чем 500 млн гектаров по всему миру. Однако быстрое развитие устойчивости (резистентности) у некоторых вредителей снижает эффективность этой технологии.

Стратегия "убежищ"

Чтобы отсрочить резистентность, фермеры высаживают "убежища" — растения-хозяева, не производящие Bt-токсины. Это позволяет выживать насекомым, чувствительным к токсину. В Китае, крупнейшем производителе хлопка, высадка специальных "убежищ" из не-Bt хлопка не требовалась. Стратегия основывалась на гипотезе, что естественные "убежища" — другие культуры, которыми питается хлопковая совка (Helicoverpa armigera), такие как кукуруза, соя и арахис, — выполняют ту же роль.

Моделирование и полевые данные

С помощью компьютерного моделирования, учитывающего биологию вредителя и структуру посевов 10 млн фермеров северного Китая (2010–2013 гг.), были спрогнозированы разные сценарии:

• Без естественных "убежищ": доля резистентных насекомых должна была вырасти с 1% в 2010 до >98% в 2013.
• С учётом полевых данных: общая площадь естественных "убежищ" была эквивалентна 56% посевов не-Bt хлопка, а доля резистентных насекомых к 2013 году прогнозировалась на уровне 4,9%.

Полевой мониторинг в 17 локациях шести провинций северного Китая (было протестировано более 70 000 личинок) показал, что доля резистентных особей действительно увеличилась с 1% в 2010 до 5,5% в 2013 году. Эти данные подтвердили, что естественные "убежища" из других культур задерживают развитие резистентности, и их эффект эквивалентен 56% посевов не-Bt хлопка.

Выводы и рекомендации

• Естественные "убежища" помогают, но не являются постоянным решением. При текущей траектории более половины популяции хлопковой совки в северном Китае может стать резистентной через несколько лет.
• Чтобы избежать этого, авторы рекомендуют переходить на хлопок, производящий два или более Bt-токсина, и интегрировать Bt-хлопок с другими методами контроля (например, биологическими).
• Ключевой вывод исследования: "Нам не нужно выбирать между биотехнологиями и традиционным сельским хозяйством. Вместо этого мы можем использовать лучшие практики из обоих подходов для максимизации продуктивности и устойчивости сельского хозяйства".