Управління стійкістю до комах для регулювання біотехнологій, що містять рослини Bt,

• Огляд управління стійкістю до комах (IRM)
• Як EPA управляє стійкістю до посівів Bt?
• Як EPA контролює посіви Bt на стійкість до шкідників?
• Що станеться, якщо виявити стійкість у посівах Bt?
• Як EPA управляє дотриманням вимог щодо притулку?
• Як отримати додаткову інформацію про IRM?

Огляд управління стійкістю до комах (IRM)

Опис Bt PIP

Bt рослинні захисні засоби (PIP) - це рослини, які були генетично змінені для отримання білків, шкідливих для певних комах-шкідників. Це було здійснено шляхом перенесення специфічного генетичного матеріалу від бактерії, Bacillus thuringiensis (Bt), до геному рослини. Генетичний матеріал кодує ці білки, які мають специфічну токсичність для певних комах-шкідників, але не впливають на ссавців або нецільові організми.

Починаючи з 1995 року, EPA зареєструвала численні PIP бавовни та кукурудзи, які з тих пір широко застосовуються виробниками в США та інших країнах. Наприклад:

• Bt бавовняні PIP призначені для боротьби з личинками лепідоптера (молі) (бруньок та черв'яків).
• Pt для кукурудзи Bt були розроблені для боротьби з личинками лепідоптера (кукурудзи) та/або колеоптерами (жуки кукурудзяного хробака).

Переваги Bt PIP

Врожаї Bt забезпечили значну користь для здоров’я людини, довкілля та економіки. Виробникам, які садять культури Bt, може знадобитися використовувати менш звичайні (хімічні) інсектициди для боротьби зі шкідниками, що приносить користь як для здоров'я людини, так і для навколишнього середовища. У той же час виробники можуть реалізувати підвищену врожайність сільськогосподарських культур завдяки кращій боротьбі зі шкідниками та зниженню загальних витрат на вхід.

Крім того, Bt добре відомий як пестицид низького ризику з незначною або відсутністю токсичності для ссавців або нецільових організмів. Пестицидні продукти, що містять мікробний Bt, використовуються в органічному сільському господарстві протягом багатьох років. Однак ці переваги можуть погіршитися, якщо комахи розвинуть стійкість до Bt PIPs.

Ризик опору для Bt PIP

Як і більшість пестицидів, комахи здатні виробляти стійкість до білків Bt. У Bt PIP цей ризик може бути посилений тим, що:

• Bt-білки експресуються на високому рівні в більшості або всіх тканинах рослин;
• білки виробляються рослиною постійно протягом вегетації (тобто протягом усього життя рослини); і
• деякі з основних цільових шкідників, такі як європейський кукурудзяний буряк, кукурудзяний черв'як та рожевий черв'як, живляться майже виключно кукурудзою або бавовною.

Ці фактори можуть збільшити вплив комах на токсини, що контролюють (білок Bt), а отже, збільшити тиск відбору на стійкість. Це означає, що якщо токсин вбиває сприйнятливих комах, ті, хто виживає і розмножується, частіше виявляють стійкість до токсину.

Чому IRM для Bt PIP?

EPA надає велике значення ефективності Bt PIPs та збереженню їх значних сільськогосподарських та екологічних переваг. Тому Агентство прагне підтримувати ефективний нагляд за цією продукцією, щоб пом'якшити розвиток стійкості у цільових шкідників. Для протидії загрозі опору, EPA зобов’язала впровадити план управління опіром комах (IRM) для кожного комерційно зареєстрованого Bt PIP. Метою IRM є якнайдовше відкласти початок опору, хоча важливо зазначити, що можливо не вдасться повністю запобігти розвитку опору.

Як розроблялись поточні стратегії IRM?

EPA використав найкращу доступну науку для розробки поточних стратегій IRM для Bt PIP:

• Плани IRM розробляються з використанням процесу оцінки ризику, в ході якого Агентство оцінює інформацію про біологію цільових шкідників та природу PIP (тобто, скільки Bt токсину експресується рослиною та наскільки сприйнятливі цільові шкідники до це).
• EPA також розглядає потенціал перехресного опору, при якому стійкість до одного Bt PIP надає стійкість до інших Bt PIP.
• Нарешті, EPA оцінює імітаційні моделі, які оцінюють, як стійкість може еволюціонувати до PIP серед цільових шкідників і які стратегії IRM працюють найкраще.

Детальні оцінки IRM для конкретних ПІП, включаючи зведення даних та інформації, переглянутої для розробки стратегії, можна знайти в «Документах про дію реєстрації біопестицидів» (BRAD) EPA для кожного зареєстрованого ПІП. Перегляньте інформацію про доступні BRAD.

Для сприяння розробці планів IRM для Bt PIP, EPA часто звертався за порадою до науково-консультативних груп FIFRA (SAP). Ці панелі складаються з вчених, які є експертами в галузі управління опором та надали відгуки та рекомендації EPA щодо найкращого вирішення проблем опору. Перегляньте список відповідних зустрічей SAP для IRM.

Як EPA керує стійкістю до Bt культур?

Ризик стійкості: Піраміди проти продуктів, що містять окремі токсини

Багато зареєстрованих Bt PIP розгортаються як "піраміди", які включають два або більше Bt білків, орієнтованих на одного і того ж шкідника (цільових організмів). Піраміди за своєю суттю більш довговічні і менш схильні до ризику стійкості, ніж сорти, що містять лише один Bt-токсин. З цієї причини у пірамідних продуктів Bt, як правило, нижчі вимоги щодо управління опором, ніж у продуктів з однією ознакою (див. Розділ «Притулок» нижче).

Інші продукти Bt PIP включають токсини, що складаються з кількох мішень, націлених на численних шкідників-мішеней (наприклад, стебла для степових пептидів та кукурудзяний хробак). Ці складені PIP дозволяють виробникам управляти різними комплексами шкідників одним і тим же продуктом.

Роль притулків в управлінні опором

Основним заходом пом'якшення опору для посівів Bt було використання притулків. Простіше кажучи, притулок призначений для забезпечення джерелом великої кількості Bt-чутливих комах для протидії будь-яким стійким комахам. Загалом, стратегія притулку IRM в основному була успішною у затримці опору комах.

Його називають притулком, оскільки комахи, що живуть на цих рослинах, які не є Вт, захищені від пестицидного впливу Bt і, отже, не піддаються тиску на розвиток стійкості до білків Bt. Якщо припустити, що будь-які комахи, що виходять з поля Bt, будуть стійкі до Bt (і їх мало), сприйнятливі комахи з притулку повинні мати можливість перемогти стійких комах і розріджити частоту генів стійкості в популяції шкідників. Як правило, притулок - це частина операції фермера, яка висаджується на сорт культури, що не є Bt.

Притулки мають компонент розміру - зазвичай відсоток від загальної кількості висаджених урожаїв Bt - і їх потрібно висаджувати досить близько до поля (-ів) Bt, щоб забезпечити можливість сприйнятливих комах спаровуватися з будь-якими стійкими. Розмір притулку визначається ризиком опору. Наприклад, вимоги до притулку для кукурудзи Bt більші в південно-східних регіонах вирощування бавовни через цільового шкідника (кукурудзяний вушний черв'як) у цій області, який харчується як кукурудзою, так і бавовною. Послідовні покоління цієї комахи можуть піддаватися дії білків PIP як в кукурудзі Bt, так і в бавовні Bt протягом одного вегетаційного періоду, що збільшує ризик стійкості.

Підходи до біженців

Для Bt PIPs існували три різні підходи до притулку:

• Структуровані притулки є спеціальною частиною фермерського господарства, присвяченого сортам, що не належать до Bt. Ці сховища висаджуються у вигляді дискретних полів (блоків), прикордонних рядків, що оточують поля Bt, або рядків у полі Bt. Ключовими компонентами структурованого притулку є його розмір (у відсотках від відповідного врожаю Bt) та близькість до поля Bt. Притулки повинні мати можливість генерувати достатню кількість сприйнятливих комах і знаходитись досить близько до поля Bt, щоб сприйнятливі комахи (з притулку) та стійкі комахи (з полів Bt) могли взаємодіяти та спаровуватися.
• Суміші насіння (“Притулок у мішку”) включає насіння, що не є Bt (притулок), із насінням Bt в тому ж насіннєвому мішку. Перевага насіннєвих сумішей полягає в тому, що виробникам не потрібно координувати висадку окремого притулку - тому гарантовано дотримання притулку.

---