Концепція Bt Новий біологічний захист рослин - вирощування
Рослини самі виробляють інсектициди і тим самим відганяють своїх хижаків: Генна інженерія принципово відкрила нові шляхи захисту рослин. При розумному використанні хімічні пестициди можна заощадити та зменшити стан навколишнього середовища. Ця концепція роками використовується для кукурудзи та бавовни. Але він також використовується для інших культур, таких як баклажани, рис, квасоля, цукровий очерет або яблуні.
Вже майже сто років відомо, що певні бактерії, що знаходяться скрізь у ґрунті - Bacillus thuringiensis (Bt) - надають токсичну дію на комах і вбивають їх. Причиною цього є білок Bt, білок, що виробляється бактеріями. Якщо комахи ковтають його разом з їжею, він перетворюється в активну форму, яка руйнує стінки кишечника тварин. Результат: спочатку уражені комахи перестають їсти, потім гинуть.
Європейський кукурудзяний борщ, кукурудзяний черв'як, бавовняний черв'як, баклажанний черв'як, фруктовий борщ: Різні варіанти білка Bt мають певний ефект - завжди лише проти певних шкідників.
Фотографії: USDA/ARS; Архів i-bio; Арко Бапуджі; Уорд Апхем, Університет штату Канзас, AATF; велике фото вгорі: Корнельський альянс за науку
Менше інсектицидів з рослин Bt. У Сполучених Штатах використання інсектицидів у кукурудзі різко зменшилось з тих пір, як фермери почали вирощувати кукурудзу Bt. Подібні ефекти можна спостерігати також на інших рослинах Bt, особливо на бавовні Bt у країнах, що розвиваються.
Вже в 1964 р. Препарати Bt були затверджені як засоби захисту рослин у Німеччині. В основному їх використовують у вирощуванні кукурудзи, картоплі, плодоовочівництва. Вони також дозволені в органічному землеробстві і використовуються там у багатьох культурах.
Відомо понад сотню різних варіантів білка Bt, кожен з яких токсичний лише для певних груп комах, таких як метелики (наприклад, європейський кукурудзяний забій), жуки (наприклад, кукурудзяний черв’як) та двокрилі птахи, такі як комарі та мухи.
Препарати Bt мають ту перевагу, що - на відміну від більшості інсектицидів - вони лише дуже ефективно працюють проти відповідних шкідників, не загрожуючи іншим видам, які оцінюються як корисні речовини. Крім того, білок Bt нешкідливий для ссавців та людей. Тому його широко застосовують у Німеччині проти чум комарів.
Як і у всіх білків, "інструкції щодо побудови" для білка Bt кодуються у певній послідовності ДНК (гені). Ген «зчитується», транспортується на «білкові фабрики» клітин (рибосом) і перетворюється у відповідний білок - це не принципово відрізняється у бактеріальній клітині, ніж у рослині.
Якщо виділений з бактерій ген білка Bt вводиться в геном рослини, його клітини виконують «команду» чужорідного гена: сама рослина тепер містить білок Bt. З частинами рослини комахи, що годують, тепер поглинають смертельну діючу речовину.
Найважливіша рослина Bt: кукурудза
Вже у 1980-х роках були перші спроби перенести такі бактеріальні гени Bt у рослини, спочатку в тютюн та помідори. Врешті-решт, у 1995 році перша рослина Bt - кукурудза Bt, стійка до європейського кукурудзяного бура - була затверджена в США і з тих пір її вирощували на мільйонах гектарів.
Перші комерційно вирощені рослини кукурудзи Bt все ще містили високий вміст білка Bt у всіх частинах рослини - пилку, стеблах, качанах кукурудзи. Нові сорти кукурудзи Bt дають меншу кількість і лише там, де це потрібно. Наприклад, кукурудза Bt утворює білок Bt проти хробака коренеплодів кукурудзи, особливо в коренях, де харчується шкідник. Кукурудза Bt проти цього шкідника кукурудзи також широко вирощується в США з 2003 року. Зараз на ринку є багато сортів кукурудзи, які поєднують кілька варіантів білка Bt проти обох шкідників кукурудзи (складені гени), а також стійкі до певних гербіцидів. Крім США, кукурудза Bt переважно вирощується в Бразилії, Аргентині та Південній Африці.
Bt кукурудза (MON810) є єдиною генетично модифікованою рослиною, яку також можна культивувати в Європейському Союзі - в значній мірі, однак, лише в Іспанії на приблизно 110 000 га (35 відсотків вирощування іспанської кукурудзи, 2018). Незважаючи на існуюче схвалення ЄС, кілька європейських країн, включаючи Німеччину, Францію та Австрію, скористались клаузулою відмови, яка закріплена в законодавстві з 2015 року, та отримали національні заборони на вирощування для MON810 та інших сортів кукурудзи Bt, які зараз перебувають у процесі затвердження.
Bt для бавовни, баклажанів, квасолі, рису, цукрової тростини, тополі ......
На додаток до кукурудзи Bt, бавовна Bt зараз вирощується на багатьох мільйонах гектарів. Bt бавовна утворює білок Bt, який ефективний проти бавовняного черв'яка. Основними країнами, що зростають, є Індія, США, Китай та Пакистан.
Наприкінці 1990-х років деякі американські фермери висадили картоплю Bt, щоб захистити свої врожаї від колорадського жука. Однак вирощування було припинено знову в 2001 році, зокрема, тому, що деякі великі переробники картоплі не бажали купувати ГМ-картоплю.
Для багатьох інших видів рослин триває робота з використання концепції Bt як біологічної, нехімічної альтернативи боротьбі з шкідниками. Наприклад, в Індії було розроблено баклажан Bt (бриніал), який вирощували дрібні фермери в Бангладеш протягом декількох років - очевидно, з успіхом.
Після польових випробувань у кількох африканських країнах Нігерія надала дозвіл на вирощування Bt коров’ячих зерен у 2019 році, які ефективні проти шкідника маруки (плодоносної). Китай випробував рис Bt під час експериментального вирощування і висаджує значні площі тополі Bt в рамках програм лісовідновлення, стійких до шкідників, що їдять листя. Вирощування цукрової тростини Bt розпочалось у Бразилії в 2018 році.
Однак зараз було показано, що вирощування рослин Bt повинно супроводжуватися відповідним управлінням опором, наприклад з достатньо великими площами притулку або регулярною сівозміною. Якщо цього не трапиться, шкідники, які розвинули стійкість до білка Bt, поширюватимуться відносно швидко. Тоді концепція Bt буде неефективною.