Растения · Изследвания · Земеделие · Храна

растителна

Растенията сами произвеждат инсектициди и по този начин отблъскват своите хищници: генното инженерство фундаментално разкри нови пътища в растителната защита. Ако се използват разумно, химическите пестициди могат да бъдат спестени и да се облекчи околната среда. Концепцията се използва от години за царевица и памук. Но се използва и за други видове култури като патладжан, ориз, боб, захарна тръстика или ябълкови дървета.

От почти сто години е известно, че някои бактерии, открити навсякъде в почвата - Bacillus thuringiensis (Bt) - имат токсичен ефект върху насекомите и ги убиват. Причината за това е протеинът Bt, протеин, произведен от бактерии. Ако насекомите го погълнат с храната си, той се превръща в активна форма, която разрушава чревната стена на животните. Резултатът: първо засегнатите насекоми спират да се хранят, след това умират.

Европейска царевица, царевичен червей, памук, патладжан, плод: Различните варианти на Bt протеина имат специфичен ефект - винаги само срещу определени вредители.

Снимки: USDA/ARS; Архив i-bio; Bapuji Arcot; Уорд Апхам, Канзаски държавен университет, AATF; голяма снимка по-горе: Корнел Алианс за наука

По-малко инсектициди от Bt растения. В Съединените щати употребата на инсектициди в царевицата е спаднала драстично, откакто фермерите са започнали да отглеждат Bt царевица. Подобни ефекти могат да се наблюдават и при други Bt растения, най-вече при Bt памук в развиващите се страни.

Още през 1964 г. препаратите Bt са одобрени като продукти за растителна защита в Германия. Те се използват главно в царевица, картофи, плодове и зеленчукопроизводство. Те също са разрешени в биологичното земеделие и се използват там в много култури.

Известни са повече от сто различни варианта на протеина Bt, всеки от които е токсичен само за определени групи насекоми, като пеперуди (напр. Европейска царевица), бръмбари (например царевичен коренов червей) и двукрили птици като комари и мухи.

Препаратите Bt имат предимството, че - за разлика от повечето инсектициди - те действат изключително специфично срещу съответните вредители, без да застрашават други видове, които се оценяват като бенефициенти. Освен това Bt протеинът е безвреден за бозайниците и хората. Поради това се използва широко в Германия срещу язви от комари.

Както при всички протеини, „инструкциите за изграждане“ на Bt протеина са кодирани в специфична ДНК последователност (ген). Генът се „чете“, транспортира се до „фабриките за протеини“ на клетките (рибозомите) и се превръща в съответния протеин - това не е коренно различно в бактериалната клетка, отколкото в растението.

Ако генът на Bt протеин, изолиран от бактерии, се въведе в генома на растението, неговите клетки след това изпълняват „командата“ на чуждия ген: самото растение вече съдържа Bt протеин. С частите на растението, хранещите се насекоми поглъщат смъртоносното активно вещество.

Най-важното Bt растение: царевица

Първите опити за прехвърляне на такива бактериални Bt гени в растенията са направени още през 80-те години на миналия век, първоначално в тютюн и домати. И накрая, през 1995 г. първото растение Bt - Bt царевица с устойчивост на европейския царевичен сондаж - е одобрено в САЩ и оттогава е отглеждано на милиони хектари.

Първите отглеждани в търговската мрежа растения Bt царевица все още съдържат високи нива на Bt протеин във всички части на растението - прашец, стъбла, царевични кочани. По-новите сортове царевица Bt произвеждат по-малки количества и само там, където са необходими. Например, Bt царевицата образува Bt протеин срещу червея от царевичен корен, главно в корените, където вредителят се храни. Bt царевица срещу този царевичен вредител също се отглежда широко в САЩ от 2003 г. насам. Сега на пазара има много сортове царевица, които комбинират няколко варианта на протеина Bt срещу двата царевични вредители (подредени гени) и също са устойчиви на определени хербициди. Освен в САЩ, Bt царевицата се отглежда основно в Бразилия, Аржентина и Южна Африка.

Bt царевица (MON810) е единственото генетично модифицирано растение, което може да се култивира и в Европейския съюз - в значителна степен обаче само в Испания на около 110 000 хектара (35 процента от отглеждането на царевица в Испания, 2018 г.). Въпреки съществуващото одобрение от ЕС, няколко европейски държави - включително Германия, Франция и Австрия - са използвали клаузата за отказ, която е закотвена от 2015 г. и са получили национални забрани за отглеждане на MON810 и други сортове царевица Bt, които в момента са в процес на одобрение.

Bt за памук, патладжан, боб, ориз, захарна тръстика, топола ......

В допълнение към Bt царевица, Bt памукът се отглежда и на милиони хектари днес. Bt памукът образува Bt протеин, който е ефективен срещу памучния мехур. Основните растящи страни са Индия, САЩ, Китай и Пакистан.

В края на 90-те години някои американски фермери засадиха картофи Bt, за да защитят реколтата си от колорадския бръмбар. Отглеждането обаче беше спряно отново през 2001 г., наред с другото, защото някои големи преработватели на картофи не искаха да купуват ГМ картофите.

За много други растителни видове се работи по използването на концепцията Bt като биологична, нехимична алтернатива на борбата с вредителите. В Индия например е разработен Bt патладжан (brinjal), който се отглежда от малки фермери в Бангладеш в продължение на няколко години - очевидно с успех.

След полеви опити в няколко африкански страни, Нигерия предостави одобрение за отглеждане на Bt краве боб (също: кравешки грах), които са ефективни срещу вредителя марука (плодник) през 2019 г. Китай е тествал Bt ориз в експериментално отглеждане и засажда големи площи от Bt тополи като част от програмите за повторно залесяване, които са устойчиви на вредители, които ядат листа. И отглеждането на захарна тръстика Bt започна в Бразилия през 2018 г.

Сега обаче е показано, че отглеждането на Bt растения трябва да бъде придружено от подходящо управление на устойчивостта, например с достатъчно големи убежища или редовно сеитбообръщение. Ако това не се случи, вредителите, които са развили устойчивост към Bt протеина, ще се разпространят сравнително бързо. Тогава концепцията за Bt би била неефективна.