Jedną z najpopularniejszych upraw GMO jest tzw. Bt-kukurydza, czyli kukurydza produkująca dodatkowo białko o zabójczym działaniu dla insektów. Oznaczenie Bt pochodzi od powszechnie występującej glebowej bakterii Bacillus thuringensis produkującej interesujące nas białko cry (crystaline protein) i jest jego popularnym synonimem. Odmiana Bt-kukurydzy MON810 jest dopuszczona do handlu i uprawy na terenie UE. Teoretycznie. Nie o wykonalności prawa chcę dziś napisać.
Pomysł stosowania B. thuringensis jako środka ochrony roślin przed łuskoskrzydłymi (motyle i ich larwy) jest dość stary, sięga bowiem lat 20 XX w. W 1938 we Francji wprowadzono pierwszy taki preparat. Na polskim rynku dostępnych jest co najmniej siedem preparatów zawierających kryształki białka cry, niekiedy z domieszką przetrwalników bakterii. Skuteczność tego typu środków względem larw motyli jest zależna od gatunku motyla, dawki, czasu działania czy odmiany bakterii B. thuringensis skąd pochodzi bt-toksyna. Bardziej dokładne badania uzależniają skuteczność toksyny także od pH jelita bądź obecności proteaz.
Badacze z University of Wisconsin przeprowadzili badania mające na celu ocenę wpływu flory jelitowej larw na działanie preparatów opartych na białku bt. Do doświadczeń wybrano sześć gatunków motyli reprezentujących różnorodność sposobów życia, odżywiania i ich znaczenia dla człowieka. To rusałka osetnik (Vanessa cardui ), zwisak tytoniowy (Manduca sexta), bielinek rzepnik (Pieris rapae), sówka tytoniu (Heliothis virescens), brudnica nieparka (Lymantria dispar),skośnik bawełnowy (Pectinophora gossypiella). Wszystkie larwy tych motyli są wrażliwe na preparaty zawierające białko bt.
Larwy motyli wyhodowano w sterylnych warunkach oraz karmiono je pożywką zawierającą koktajl antybiotyków, dzięki czemu pozbawiono je flory bakteryjnej. Następnie potraktowano jest środkiem zawierającym mieszaninę białka bt i bakterii B. thuringensis. Karmione antybiotykami larwy okazują się być mniej wrażliwe na działanie insektycydu. Śmiertelność u czterech z pięciu gatunków spadła z 60-100% do 0-10% larw u larw z antybiotykami w diecie. Brudnica nieparka reaguje podobnie, zaobserwowano spadek śmiertelności z 50% do 11%. Wyłamuje się skośnik bawełnowy hodowany na antybiotykach, gdyż stał się wrażliwszy na działanie białka bt – śmiertelność wzrosła z 33% do 75% owadów.
Następnie podano wysterylizowanym antybiotykami larwom bakterie wyizolowane z jelita brudnicy. To przywróciło śmiertelność u larw czterech gatunków do poziomu obserwowanego u larw z naturalną florą. Ponownie w przypadku skośnika bawełnowego zaobserwowano odwrotne działanie – śmiertelność zmalała. Być może naturalne bakterie chronią larwę przed działaniem toksyny. Także u ćmy sówki tytoniu nie zaobserwowano podwyższenia śmiertelności po podaniu bakterii. Jest to ciekawe, gdyż u kontrolnych larw tego motyla nie wykryto w jelicie żadnych bakterii.
Te badania przedstawiają dowody na skomplikowane interakcje między B. thuringensis i bt toksyna a florą jelitową różnych łuskoskrzydłych. Nie wiadomo co sprawia, że w obecności białka bt nieszkodliwi mieszkańcy jelita zamieniają się w oportunistyczne patogeny. Z punktu widzenia agrotechnicznego pozytywny wpływ niespecyficznej bakterii jelitowej brudnicy na wrażliwość na bt toksynę może mieć znaczenie w przygotowywaniu formulacji preparatów i zapobieganiu powstawania odporności u owadów.
Na podstawie:
Broderick et al. “Contributions of gut bacteria to Bacillus thuringiensis-induced mortality vary across a range of Lepidoptera” BMC Biology 2009 7:11
----
32268
