Masalah di cakrawala untuk tanaman rekayasa genetika?

hama beradaptasi dengan tanaman rekayasa genetika dengan cara tak terduga, para peneliti telah menemukan. Temuan menggarisbawahi pentingnya memonitor dan melawan resistensi hama terhadap tanaman biotek.

Resistance kapas bollworm untuk tanaman kapas serangga - membunuh melibatkan perubahan genetik yang lebih beragam dari yang diharapkan , sebuah laporan tim peneliti internasional dalam jurnal Proceeding of National Academy of Sciences .

Untuk mengurangi semprotan insektisida spektrum luas , yang dapat membahayakan hewan selain hama sasaran , kapas dan jagung telah direkayasa secara genetis untuk menghasilkan racun yang berasal dari bakteri Bacillus thuringiensis , atau Bt .

racun Bt membunuh hama serangga tertentu tetapi tidak berbahaya bagi kebanyakan makhluk lain termasuk manusia. racun Ramah lingkungan ini telah digunakan selama puluhan tahun dalam semprotan oleh perkebunan organik dan sejak tahun 1996 di rekayasa tanaman Bt petani mainstream.

Seiring waktu , para ilmuwan telah mempelajari , mutasi genetik langka yang awalnya resisten terhadap racun Bt menjadi lebih umum sebagai meningkatnya jumlah populasi hama beradaptasi dengan tanaman Bt .

Dalam studi pertama yang membandingkan bagaimana hama berkembang resistensi terhadap tanaman Bt di laboratorium vs lapangan , peneliti menemukan bahwa sementara beberapa yang dari mutasi lab yang dipilih memang terjadi dalam populasi liar , beberapa mutasi yang sangat berbeda dari yang terlihat dalam lab yang penting di lapangan .

Ulat dari bollworm kapas , Helicoverpa armigera , bisa mengunyah berbagai macam tanaman sebelum muncul sebagai ngengat . Spesies ini adalah hama kapas utama di Cina , di mana penelitian dilakukan .

Bruce Tabashnik , kepala departemen entomologi di University of Arizona College of Agriculture dan Life Sciences, yang turut menulis penelitian , menganggap temuan peringatan dini kepada petani , lembaga regulator dan industri bioteknologi .

" Para ilmuwan memperkirakan serangga untuk beradaptasi , tapi kami hanya mencari tahu sekarang bagaimana mereka menjadi resisten di lapangan , " kata Tabashnik .

Untuk menghindari kejutan , peneliti telah terkena populasi ulat kapas kapas untuk Bt racun dalam percobaan laboratorium terkontrol dan mempelajari mekanisme genetik dimana serangga beradaptasi .

" Kami mencoba untuk tetap di depan permainan , " katanya . " Kami ingin mengantisipasi apa gen yang terlibat , sehingga kita dapat secara proaktif mengembangkan strategi untuk mempertahankan khasiat tanaman Bt dan mengurangi ketergantungan terhadap semprotan insektisida . Asumsi implisit adalah apa yang kita pelajari dari lab - dipilih resistance akan berlaku di lapangan . "

Asumsi itu , menurut Tabashnik , belum pernah diuji sebelumnya untuk ketahanan terhadap tanaman Bt .

Sekarang untuk pertama kalinya , tim internasional mengumpulkan bukti genetik dari hama di lapangan , memungkinkan mereka untuk secara langsung membandingkan gen yang terlibat dalam ketahanan populasi liar dan laboratorium - dibesarkan .

Mereka menemukan beberapa mutasi resistensi berunding di lapangan yang sama seperti di laboratorium hama - dipelihara , tetapi beberapa orang lain yang sangat berbeda .

" Kami menemukan persis mutasi yang sama di bidang yang terdeteksi di laboratorium , " kata Tabashnik . " Tapi kami juga menemukan banyak mutasi lain , sebagian besar dari mereka pada gen yang sama dan satu dalam gen yang sama sekali berbeda . "

Sebuah kejutan besar datang ketika tim mengidentifikasi dua terkait , mutasi dominan dalam populasi lapangan . " Dominan " berarti bahwa satu salinan varian genetik sudah cukup untuk memberikan resistensi terhadap Bt toksin . Sebaliknya , mutasi resistansi ditandai sebelumnya dari seleksi lab yang resesif - yang berarti dibutuhkan dua salinan dari mutasi , yang disediakan oleh masing-masing orang tua , untuk membuat serangga resisten terhadap Bt toksin .

" Resistensi dominan lebih sulit untuk mengelola dan tidak dapat segera diperlambat dengan perlindungan , yang sangat berguna ketika resistensi resesif , " kata Tabashnik .

Perlindungan terdiri dari tanaman yang tidak memiliki gen toksin Bt dan dengan demikian memungkinkan kelangsungan hidup serangga yang rentan terhadap racun . Perlindungan yang ditanam di dekat tanaman Bt dengan tujuan menghasilkan cukup rentan terhadap serangga mencairkan populasi serangga tahan , dengan membuatnya tidak mungkin dua serangga tahan akan kawin dan menghasilkan keturunan yang resisten .

Menurut Tabashnik , strategi perlindungan bekerja cemerlang terhadap bollworm merah muda di Arizona , di mana hama ini dialami petani kapas selama satu abad , tetapi sekarang langka .

Mutasi yang dominan ditemukan di Cina melemparkan kunci dalam strategi perlindungan karena keturunan tahan muncul dari perkawinan antara serangga rentan dan tahan .

Dia menambahkan bahwa studi ini akan memungkinkan regulator dan petani untuk mengelola resistensi muncul pada tanaman Bt .

" Kami telah berspekulasi dan menggunakan metode tidak langsung untuk mencoba dan memprediksi apa yang akan terjadi di lapangan . Hanya sekarang resistensi yang mulai muncul di banyak tempat apakah mungkin untuk benar-benar memeriksa resistensi di lapangan . Saya pikir teknik dari studi ini akan diterapkan pada banyak situasi lain di seluruh dunia , dan kami akan mulai mengembangkan pemahaman umum tentang dasar genetik resistensi di lapangan . "

Penelitian saat ini adalah bagian dari kolaborasi yang didanai oleh pemerintah Cina , yang melibatkan selusin ilmuwan di empat lembaga di Cina dan Amerika Serikat Yidong Wu di Nanjing Agricultural University merancang penelitian dan memimpin upaya Cina. Dia menekankan pentingnya kerjasama yang berkelanjutan untuk mengatasi resistensi terhadap tanaman Bt , yang merupakan masalah besar di Cina . Dia juga menunjukkan bahwa penemuan resistance yang dominan akan mendorong komunitas ilmiah untuk memikirkan kembali strategi perlindungan .

Tabashnik mengatakan China adalah produsen kapas top dunia , dengan sekitar 16 miliar pon kapas per tahun . India adalah nomor dua , diikuti oleh Amerika Serikat , yang memproduksi sekitar setengah sebanyak kapas China .

Pada tahun 2011 , petani di seluruh dunia menanam 160 juta hektar kapas Bt dan jagung Bt . Persentase kapas ditanami kapas Bt mencapai 75 persen di Amerika Serikat pada tahun 2011 , namun telah melampaui 90 persen sejak tahun 2004 di China utara , di mana sebagian besar kapas China tumbuh .

Para peneliti melaporkan bahwa mutasi yang resistan - berunding di kapas bollworm tiga kali lebih umum di China utara daripada di daerah barat laut China di mana kurang kapas Bt telah ditanam .

Bahkan di China utara , bagaimanapun , petani belum melihat perlawanan muncul lagi, Tabashnik mengatakan, karena hanya sekitar 2 persen dari bollworms kapas ada resisten .

" Sebagai petani , jika kau membunuh 98 persen hama kapas Bt , Anda tidak akan melihat apa-apa . Namun studi ini memberitahu kita ada masalah di cakrawala . "