Хищники замедляют развитие устойчивости вредителей к Bt-культурам
Растения, генетически модифицированные с использованием бактерии Bt (Bacillus thuringiensis), производят белки, убивающие насекомых-вредителей. Постоянное воздействие этих белков вызывает опасения, что вредители выработают к ним устойчивость, сделав Bt-растения неэффективными.
Исследование Корнеллского университета показывает, что сочетание естественных врагов, таких как божьи коровки, с Bt-культурами замедляет способность вредителя эволюционировать и развивать устойчивость к этим инсектицидным белкам.
«Это первый продемонстрированный пример того, как хищник способен задержать эволюцию устойчивости у насекомого-вредителя к Bt-культуре», — заявил профессор энтомологии Энтони Шелтон, соавтор статьи. Ведущий автор статьи, опубликованной в журнале PLoS One, — Сяося Лю.
С 1996 года, когда фермеры начали высаживать Bt-культуры (в 2012 году в США было засеяно 70 млн гектаров), зафиксировано лишь три явных случая устойчивости у гусениц и один — у жука. «Устойчивость к Bt-культурам встречается удивительно редко», — отметил Шелтон.
Для задержки или предотвращения развития устойчивости Агентство по охране окружающей среды США (EPA) рекомендует использование нескольких Bt-генов в растениях и практику выращивания рефугиумов — участков с немодифицированными растениями, которые служат резервуаром для насекомых с восприимчивыми к Bt генами.
«Наша статья указывает на ещё один фактор: сохранение естественных врагов вида-вредителя», — сказал Шелтон. Эти хищники могут сокращать количество потенциально устойчивых особей в популяции вредителя и замедлять эволюцию устойчивости к Bt.
Эксперимент с капустной молью и божьими коровками
В исследовании учёные установили в теплице большие клетки. В каждой находились Bt-брокколи и рефугиумы с обычной брокколи. Они изучали популяции личинок капустной моли (Plutella xylostella) — вредителя брокколи — и их естественного врага, божьих коровок (Coleomegilla maculata), в течение шести поколений.
Клетки содержали разные комбинации: с хищниками и без, а также с опрыскиванием инсектицидами растений в рефугиуме и без него. Фермеры часто опрыскивают рефугиумы, но такие обработки могут убивать как хищников, так и жертв без разбора.
Результаты
- Популяции капустной моли сократились в варианте с божьими коровками и необработанными инсектицидами растениями рефугиума.
- Устойчивость к Bt-растениям в этом варианте развивалась значительно медленнее.
- Bt-растения без рефугиума были полностью объедены в вариантах без божьих коровок уже через 4–5 поколений, что показало быстрое развитие устойчивости.
- В варианте с опрыскиваемым рефугиумом и хищниками популяции моли сокращались, но личинки быстрее развивали устойчивость к Bt-растениям.
«Эти результаты демонстрируют эффективность Bt-растений в контроле популяции вредителя, отсутствие воздействия Bt на хищников и роль хищников в замедлении развития устойчивости к Bt-растениям у популяции вредителя», — резюмировал Шелтон.