Gestionarea rezistenței la insecte pentru protecția plantelor încorporate Bt Regulamentul de biotehnologie

Prezentare generală a managementului rezistenței la insecte (IRM)
Cum gestionează EPA rezistența la culturile Bt?
Cum monitorizează EPA culturile Bt pentru rezistența la dăunători?
Ce se întâmplă dacă se detectează rezistență în culturile Bt?
Cum gestionează EPA conformitatea cu refugiul?
Cum pot obține informații suplimentare despre IRM?

Prezentare generală a managementului rezistenței la insecte (IRM)

Descrierea Bt PIPs

Protectoarele Bt încorporate în plante (PIP) sunt plante care au fost modificate genetic pentru a produce proteine dăunătoare anumitor dăunători de insecte. Acest lucru a fost realizat prin transferul materialului genetic specific dintr-o bacterie, Bacillus thuringiensis (Bt), în genomul plantei. Materialul genetic codifică aceste proteine care prezintă toxicitate specifică pentru anumite insecte dăunătoare, dar nu afectează mamiferele sau organismele nețintă.

Începând cu 1995, EPA a înregistrat numeroase PIP-uri de bumbac și porumb care au fost adoptate pe scară largă de către cultivatorii din Statele Unite și alte țări. De exemplu:

PIP-urile de bumbac Bt sunt concepute pentru a controla larvele lepidopteranului (moliei) (viermi și viermi).
PIP-urile de porumb Bt au fost dezvoltate pentru combaterea larvelor de lepidopteran (sonde de porumb) și/sau a coleopterilor (gândacii de viermi de porumb).

Avantajele Pt-urilor Bt

Culturile Bt au oferit beneficii substanțiale pentru sănătatea umană, mediu și economic. Cultivatorii care plantează culturi Bt ar putea avea nevoie să utilizeze insecticide (chimice) mai puțin convenționale pentru combaterea dăunătorilor, ceea ce are atât beneficii pentru sănătatea umană, cât și pentru mediu. În același timp, cultivatorii pot realiza randamente crescute ale culturilor printr-un control mai bun al dăunătorilor și costuri generale mai mici de intrare.

Mai mult, Bt este bine cunoscut ca un pesticid cu risc scăzut, cu toxicitate redusă sau deloc toxicitate pentru mamifere sau organisme nețintă. Produsele pesticide care conțin Bt microbian sunt utilizate în agricultura organică de mai mulți ani. Aceste beneficii pot fi erodate, totuși, dacă insectele dezvoltă rezistență la PIP-urile Bt.

Riscul de rezistență pentru PIP-urile Bt

La fel ca majoritatea pesticidelor, insectele sunt capabile să dezvolte rezistență la proteinele Bt. În Bt PIPs, acest risc poate fi sporit de faptul că:

Proteinele Bt sunt exprimate la niveluri ridicate în majoritatea sau în toate țesuturile plantelor;
proteinele sunt produse de plantă în mod continuu în timpul sezonului de creștere (adică pe tot parcursul vieții plantei); și
unii dintre principalii dăunători țintă, cum ar fi sonde de porumb europene, viermi de rădăcină de porumb și viermi roz, se hrănesc aproape exclusiv cu porumb sau bumbac.

Acești factori pot crește expunerea insectelor la toxinele controlante (proteina Bt) și, prin urmare, pot crește presiunea de selecție pentru rezistență. Asta înseamnă că, dacă toxina ucide insectele sensibile, cele care supraviețuiesc și se reproduc sunt mai susceptibile de a fi rezistente la toxină.

De ce IRM pentru Bt PIP-uri?

EPA acordă o valoare ridicată eficacității PIP-urilor Bt și păstrării beneficiilor lor semnificative agricole și de mediu. Prin urmare, Agenția se angajează să mențină o supraveghere eficientă a acestor produse pentru a atenua dezvoltarea rezistenței la dăunătorii țintă. Pentru a contracara amenințarea rezistenței, EPA a mandatat implementarea unui plan de gestionare a rezistenței la insecte (IRM) pentru fiecare PIP Bt înregistrat comercial. Scopul IRM este de a întârzia apariția rezistenței cât mai mult posibil, deși este important de reținut că este posibil să nu fie posibilă prevenirea completă a rezistenței de a evolua.

Cum au fost dezvoltate actualele strategii IRM?

EPA a folosit cea mai bună știință disponibilă pentru a dezvolta actualele strategii IRM pentru Bt PIPs:

Planurile IRM sunt elaborate utilizând un proces de evaluare a riscurilor în care agenția evaluează informații despre biologia dăunătorilor țintă și natura PIP (adică, cât din toxina Bt este exprimată de plantă și cât de susceptibili sunt dăunătorii țintă aceasta).
EPA ia în considerare, de asemenea, potențialul de rezistență încrucișată, în care rezistența la un PIP Bt conferă rezistență altor PIP Bt.
În cele din urmă, EPA evaluează modele de simulare care evaluează modul în care poate evolua rezistența la PIP printre dăunătorii țintă și care strategii IRM funcționează cel mai bine.

Evaluări detaliate IRM pentru PIP-uri specifice, inclusiv rezumate ale datelor și informațiilor revizuite pentru dezvoltarea strategiei, pot fi găsite în „Documentele de acțiune de înregistrare a biopesticidelor” (BRAD) ale EPA pentru fiecare PIP înregistrat. Vedeți informații despre BRAD-urile disponibile.

Pentru a ajuta la dezvoltarea planurilor IRM pentru Bt PIPs, EPA a solicitat frecvent sfaturi de la FIFRA Scientific Advisory Panels (SAP). Aceste grupuri sunt formate din oameni de știință care sunt experți în gestionarea rezistenței și au oferit EPA feedback și recomandări cu privire la modul de gestionare a problemelor de rezistență. Vizualizați o listă a întâlnirilor SAP relevante pentru IRM.

Cum gestionează EPA rezistența la culturile Bt?

Riscul de rezistență: piramide vs produse cu o singură toxină

Multe dintre PIP-urile Bt înregistrate sunt desfășurate ca „piramide” care includ două sau mai multe proteine Bt vizate de același dăunător țintă. Piramidele sunt inerent mai durabile și mai puțin expuse riscului de rezistență decât soiurile care conțin o singură toxină Bt. Din acest motiv, produsele piramidate Bt au, în general, cerințe de gestionare a rezistenței mai mici decât produsele cu o singură trăsătură (consultați secțiunea „Refugiu” de mai jos).

Alte produse Bt PIP includ toxine „stivuite” care vizează mai mulți dăunători țintă (de exemplu, sonde de lepidopter și tulpini de porumb). Aceste PIP-uri stivuite permit producătorului să gestioneze diferite complexe de dăunători cu același produs.

Rolul refugiaților în gestionarea rezistenței

Măsura principală de reducere a rezistenței pentru culturile de Bt a fost utilizarea refugiilor. Pur și simplu, un refugiu este destinat să ofere o sursă de un număr mare de insecte susceptibile la Bt pentru a contracara orice insecte rezistente. În general, strategia de refugiu IRM a reușit în mare parte să întârzie rezistența la insecte.

Se numește refugiu, deoarece insectele care trăiesc pe aceste plante non-Bt sunt protejate de efectele pesticide ale Bt și, prin urmare, nu sunt presate să dezvolte rezistență la proteinele Bt. Dacă se presupune că orice insecte care ies din câmpul Bt vor fi rezistente la Bt (și puține la număr), insectele sensibile din refugiu ar trebui să poată copleși insectele rezistente și să dilueze frecvența genelor de rezistență în populația de dăunători. În mod obișnuit, un refugiu este o parte a operațiunii unui fermier care este plantată într-o varietate a culturii care nu este Bt.

Refugiile au o componentă de dimensiune - de obicei un procent din recolta totală de Bt plantată - și trebuie plantate suficient de aproape de câmpul (câmpurile) Bt pentru a se asigura că insectele sensibile sunt capabile să se împerecheze cu orice altele rezistente. Mărimea refugiului este determinată de riscul de rezistență. De exemplu, cerințele de refugiu pentru porumbul Bt sunt mai mari în regiunile de creștere a bumbacului din sud-est datorită unui dăunător țintă (viermi de porumb) în această zonă care se hrănește atât cu porumb, cât și cu bumbac. Generațiile succesive ale acestei insecte pot fi expuse la proteinele PIP atât în porumbul Bt, cât și în bumbacul Bt în același sezon de creștere, ceea ce crește riscul de rezistență.

Abordări ale refugiului

Pentru Bt PIP, au existat trei abordări diferite de refugiu:

Refugii structurate sunt o porțiune dedicată a operațiunii agricole dedicată unui soi non-Bt. Aceste refugii sunt plantate ca câmpuri (blocuri) discrete, rânduri de margine care înconjoară un câmp (câmpuri) Bt sau rânduri în câmpul (câmpurile) Bt. Componentele cheie pentru refugiul structurat sunt dimensiunea sa (ca procent din recolta corespunzătoare Bt) și apropierea de câmpul (câmpurile) Bt. Refugiații trebuie să poată genera un număr suficient de insecte sensibile și să fie suficient de aproape de câmpul Bt, astfel încât insectele sensibile (din refugiu) și insectele rezistente (din câmpurile Bt) să poată interacționa și se pot împerechea.
Amestecuri de semințe („Refuge-in-the-bag”) încorporează semințe non-Bt (refugiu) cu semințe Bt în același sac de semințe. Avantajul amestecurilor de semințe este că cultivatorii nu trebuie să coordoneze plantarea unui refugiu separat - prin urmare, respectarea refugiului este asigurată.