عدم ظهور ابرحشرات پس از 16 سال کشت تراریخته در اروپا

منتشر شده در پنج شنبه, 28 دی 1396 16:58

ذرت تراریخته بی تی Bt (هیبرید ذرت بیان‌کننده سم Cry1Ab) جهت مقابله با آفت Sesamia nonagrioides ایجاد شده‌ است.
عمده تولید ذرت تراریخته بی تی در اتحادیه اروپا (EU) در شمال شرق اسپانیا متمرکز شده و این محصول در مقیاس زیاد در آنجا کشت می‌شود. آفت اصلی هدف یعنی Sesamia nonagrioides از سال ۱۹۹۸ به‌طور پیوسته در معرض این ذرت قرار گرفته است؛ لذا احتمال میرفت که مقاومت در برابر آفت هدف تکامل یافته و در نتیجه آفت مقاوم یا ابرحشره ایجاد شده و طغیان کند. مقاومت در برابر آفت اصلی هدف، تهدیدی برای پایداری طولانی مدت گیاهان تراریخت مقاوم به آفت محسوب می‌شود.
این مقاله شواهد ممکن برای موفقیت در مدیریت مقاومت را با استفاده از مدل‌های تکاملی جهت ملاحظه فاکتورهای مورد انتظار برای تسریع مقاومت و فاکتورهای مورد انتظار برای تأخیر مقاومت بررسی می‌کند.
در مورد ذرت بی تی، مقاومت به دو گونه از آفت noctuid Lepidoptera و Busseola fusca به ذرت بیان‌کننده Cry1Ab در آفریقای جنوبی و Spodoptera frugiperda به ذرت بیان‌کننده Cry1F در پورتوریکو و برزیل به‌ترتیب پس از ۸ و ۳ سال کاشت مشاهده شده است.

مقاومت می تواند به چندین علت مربوط شود اما عوامل مشترک در آفریقای جنوبی و برزیل عبارتند از:
1- میزان پذیرش بالا و استفاده کم از گیاهان پناهگاه* 
2- کشت مکرر ذرت تراریخته بی تی در همان مزرعه
3- مواجهه مکرر لارو نسل دوم و سوم با محصولی با دوز پایین پروتئین بی تی به علت کاهش بیان ژن بی تی 
4- ظرفیت پایین مهاجرت آفت
5- تمرکز تولید در یک منطقه که در آن تعداد اندکی میزبان جایگزین به شکل وحشی و کاشته شده وجود داشت.

سیستم کاشت محصول در شمال شرق اسپانیا برخی ویژگی‌های مشابه با سیستم‌هایی را دارد که احتمالاً منجر به شکست سریع مقاومت در برابر دو آفت دیگر هدف ذرت یعنی noctuid می‌شوند.
این تشابه شامل کشت مکرر ذرت بی تی در مزارع مشابه، استفاده کم از پناهگاه ها، مواجهه لاروهای نسل دوم و سوم با سطح غلظت پایین پروتئین Cry1Ab طی سال‌های ابتدایی کشت، ظرفیت پایین مهاجرت آفت، تناوب زراعی محدود و تولید متمرکز در یک منطقه با چند میزبان جایگزین می‌باشد.

رخداد ۱۷۶ ذرت تراریخته بی تی تنها واریته‌ایست که تا سال ۲۰۰۳ در اسپانیا کشت شده است. سپس این واریته به‌تدریج با هیبریدهای MON810 جایگزین و نهایتاً کشت آن در ۲۰۰۸ متوقف شد.
واریته‌های MON810 پروتئین Cry1Ab را در دو مرحله رویشی و زایشی به یک میزان بیان می‌کنند اما مقدار پروتئین بی تی در رخداد ۱۷۶ پس از رسیدن به بلوغ کاهش می‌یابد؛ لذا لاروهای نسل دوم و سوم با سطح پایین پروتئین مواجه می‌شوند که مقاومت آفات به‌واسطه کاهش انتخاب علیه هتروزیگوت‌ها را سرعت می‌بخشد.
همچنین مهاجرت طولانی در این گونه آفت ممکن است نادر باشد. به‌علاوه S. nonagrioides در این ناحیه منوفاگوس است یعنی فقط از ذرت تغذیه می کند و میزبان غذایی دیگری ندارد.
لذا در مجموع برخی عوامل وجود دارد که نشان می‌دهد ریسک مقاومت آفت S. nonagrioides . تبدیل آن به ابرحشره می‌تواند بالا باشد. ولی داده‌های به دست آمده، مدرکی دال بر مقاومت آفت S. onagrioides طی ۱۶ سال کشت و استفاده از ذرت تراریخته را نشان نمی‌دهد. احتمالاً میزان کشت اولیه پایین و تصمیم اتحادیه اروپا برای جایگزینی رخداد 176 با ذرت MON810 کلید به تأخیر افتادن تکامل مقاومت حشره آفت است.
نتایج مدل نشان می دهد که در صورت استفاده از پناهگاه، ذرت تراریخته بی تی، احتمالاً در شمال شرقی اسپانیا برای حداقل ۲۰ سال دیگر، بدون ایجاد حشرات آفت مقاوم یا ابرحشره، مورد استفاده پایدار قرار بگیرد.

*پناهگاه: کشت گیاهان پناهگاه در اطراف مزارع از روشهای معمول مدیریت آفات گیاهیست و برای جلوگیری از ظهور حشرات آفت مقاوم به سیستم مدیریتی (اعم از سموم شیمیایی، گیاهان تراریخته و ...) استفاده می شوند. برای مثال در صورت استفاده از سموم شیمیایی علیه آفات، گیاهان پناهگاه سمپاشی نمی شوند. در صورت بروز مقاومت به سم در حشرات آفت طی فرآیند تکامل موجودات، وجود گیاهان پناهگاه در مجاورت مزارع، امکان بقا حشرات آفت غیر مقاوم را نیز فراهم می کند. به این ترتیب جفت گیری حشرات مقاوم و غیر مقاوم به سم موجب ناهمگنی جمعیت حشره شده و از ظهور ابرحشرات یا حشرات مقاوم به سموم شیمیایی جلوگیری می کند. در مورد گیاهان تراریخته یا اصلاح ژنتیکی شده نوین نیز نیاز به استفاده از روش پناهگاه در مدیریت آفات و بیماریها وجود دارد. 

مترجم: سارا هجری

به سفارش مرکز جامع اطلاع رسانی زیست فناوری کشاورزی

کارگروه کشاورزی ستاد توسعه زیست فناوری

منبع  

کشت محصولات تراریخته در اروپا

• تراریخته
• اصلاح ژنتیکی شده نوین
• ذرت تراریخته
• ابرحشرات