Tanaman biotek vs hama: Keberhasilan dan kegagalan dari pertama miliar hektar

Tanaman biotek vs hama: Keberhasilan dan kegagalan dari pertama miliar hektar ? ada apa ini. sejak tahun 1996, petani di seluruh dunia telah menanam lebih dari satu miliar hektar (400 juta hektar) dari jagung rekayasa genetika dan kapas yang menghasilkan protein insektisida dari bakteri Bacillus thuringiensis, atau Bt untuk pendek. Protein Bt, digunakan selama puluhan tahun dalam semprotan oleh petani organik, membunuh beberapa hama yang merusak tetapi dianggap ramah lingkungan dan tidak berbahaya bagi orang-orang. Namun, beberapa ilmuwan khawatir bahwa meluasnya penggunaan protein ini dalam tanaman transgenik akan memacu evolusi cepat resistensi pada hama.

Sebuah tim ahli di University of Arizona telah mengambil saham untuk mengatasi masalah ini dan untuk mencari tahu mengapa hama menjadi resisten dengan cepat dalam beberapa kasus , tetapi tidak yang lain . Bruce Tabashnik dan Yves Carrière di departemen entomologi di Fakultas Pertanian dan Ilmu Pengetahuan bersama dengan mengunjungi ulama Thierry Brévault dari Pusat Penelitian Pertanian untuk Pembangunan ( CIRAD ) di Perancis meneliti bidang yang tersedia dan data laboratorium untuk menguji prediksi tentang perlawanan. Hasil penelitian mereka diterbitkan dalam jurnal Nature Biotechnology .

" Ketika tanaman Bt pertama kali diperkenalkan , pertanyaan utama adalah seberapa cepat hama akan beradaptasi dan berkembang resistensi , " kata Tabashnik , kepala departemen UA dari entomologi yang memimpin penelitian . " Dan tidak ada yang benar-benar tahu , kami hanya menebak . "

" Sekarang , dengan satu miliar hektar tanaman ini ditanam selama 16 tahun terakhir , dan dengan data akumulasi selama periode tersebut , kita memiliki pemahaman ilmiah yang lebih baik tentang bagaimana cepat serangga berevolusi resistensi dan mengapa . "

Menganalisis data dari 77 studi dari 13 spesies hama di delapan negara di lima benua , para peneliti menemukan kasus yang terdokumentasi lapangan - berevolusi resistensi terhadap tanaman Bt dalam lima hama utama pada 2010, dibandingkan dengan hanya satu kasus seperti di tahun 2005 . Tiga dari lima kasus di Amerika Serikat , dimana petani telah menanam sekitar setengah dari tanaman Bt areal dunia . Laporan mereka menunjukkan bahwa dalam kasus-kasus terburuk , resistensi berkembang dalam 2 sampai 3 tahun , tetapi dalam kasus-kasus terbaik , efektivitas tanaman Bt telah dipertahankan lebih dari 15 tahun .

Menurut koran itu , baik yang terbaik dan terburuk hasil sesuai dengan prediksi dari prinsip-prinsip evolusi .

" Faktor-faktor yang kami temukan untuk mendukung keberhasilan berkelanjutan tanaman Bt sejalan dengan apa yang kita harapkan berdasarkan teori evolusi , " kata Carrière , menjelaskan bahwa kondisi yang paling menguntungkan jika gen resistensi pada awalnya jarang terjadi di populasi hama , warisan perlawanan bersifat resesif - yang berarti serangga bertahan hidup pada tanaman Bt hanya jika memiliki dua salinan gen resistensi , satu dari setiap orangtua - dan perlindungan berlimpah hadir . Perlindungan terdiri dari standar , non - Bt tanaman yang hama bisa makan tanpa menelan racun Bt .

" Model komputer menunjukkan bahwa perlindungan harus sangat baik untuk menunda resistensi ketika warisan perlawanan di OPT resesif , " jelas Carrière .

Perlindungan Penanaman dekat tanaman Bt mengurangi kemungkinan bahwa dua serangga tahan akan kawin dengan satu sama lain , sehingga kemungkinan mereka akan berkembang biak dengan pasangan rentan , menghasilkan keturunan yang dibunuh oleh tanaman Bt . Nilai pengungsi telah menjadi kontroversi , dan dalam beberapa tahun terakhir , EPA telah santai persyaratan untuk perlindungan penanaman di AS

" Mungkin bukti yang paling meyakinkan bahwa perlindungan kerja berasal dari bollworm merah muda , yang berevolusi resistensi cepat kapas Bt di India , tapi tidak di Amerika Serikat , " kata Tabashnik . " Sama hama , tanaman yang sama , protein Bt yang sama , tetapi hasil yang sangat berbeda . "

Dia menjelaskan bahwa di AS barat daya , ilmuwan dari EPA , akademisi , industri dan USDA bekerja dengan petani untuk kerajinan dan menerapkan strategi perlindungan yang efektif . Di India , di sisi lain , kebutuhan perlindungan mirip , tapi tanpa infrastruktur kolaboratif , kepatuhan rendah .

Salah satu kesimpulan utama kertas adalah bahwa mengevaluasi dua faktor dapat membantu untuk mengukur risiko resistensi sebelum tanaman Bt yang dikomersialkan . " Jika data menunjukkan bahwa resistensi OPT mungkin akan resesif dan ketahanan jarang awalnya , risiko evolusi resistensi cepat rendah , " kata Tabashnik . Dalam kasus tersebut , menyisihkan area yang relatif kecil lahan untuk pengungsi dapat menunda resistensi secara substansial . Sebaliknya, kegagalan untuk memenuhi salah satu atau kedua kriteria ini menandakan risiko yang lebih tinggi resistensi .

Ketika risiko yang lebih tinggi ditunjukkan , Tabashnik menggambarkan persimpangan jalan , dengan dua jalur : " Entah mengambil langkah-langkah yang lebih ketat untuk menunda resistensi seperti membutuhkan perlindungan yang lebih besar , atau hama ini mungkin akan berkembang dengan cepat untuk ketahanan tanaman Bt ini . "

Dua ahli terkemuka pada tanaman Bt menyambut publikasi penelitian. Kongming Wu , direktur Institute for Perlindungan Tanaman di Chinese Academy of Agricultural Sciences di Beijing mengatakan , " makalah ini akan sangat membantu untuk memahami resistensi serangga dalam sistem pertanian dan meningkatkan strategi untuk mempertahankan efektivitas tanaman Bt . " Fred Gould , profesor entomologi di North Carolina State University , berkomentar : " Ini bagus untuk memiliki , komprehensif up-to -date dari apa yang kita ketahui tentang perlawanan terhadap tanaman insektisida transgenik . "

Meskipun laporan baru adalah evaluasi yang paling komprehensif resistensi hama tanaman Bt sejauh ini, Tabashnik menekankan bahwa hanya mewakili awal menggunakan data analisis sistematis untuk meningkatkan pemahaman dan manajemen resistensi .

" Tanaman ini telah sangat berguna dan dalam kebanyakan kasus , resistensi telah berkembang lebih lambat dari yang diharapkan , " kata Tabashnik . " Saya melihat tanaman ini sebagai bagian yang semakin penting dari masa depan pertanian . Kemajuan yang dicapai memberikan motivasi untuk mengumpulkan lebih banyak data dan untuk memasukkan dalam merencanakan penyebaran tanaman masa depan . Kami juga mulai bertukar ide dan informasi dengan para ilmuwan menghadapi tantangan terkait , seperti resistensi herbisida pada gulma dan resistensi terhadap obat pada bakteri , HIV dan kanker . "

Tapi apakah petani pernah bisa mencegah resistensi sama sekali ? Tabashnik mengatakan dia tidak berpikir begitu .

" Kau selalu mengharapkan hama untuk beradaptasi . Ini hampir mengingat bahwa mencegah evolusi resistensi tidak mungkin .