Titulo original:
Exposure of arthropod predators to Cry1Ab toxin in Bt maize fields
Autores:
Obrist, L.; Dutton, A.; Albajes, R.; Bigler, F.
Revista:
Ecological Entomology
Año:
2006
Palabras clave:
Cultivos genéticamente modificados, Toxicidad de proteínas Cry, Organismos no blanco
Para evaluar los riesgos de una planta transgénica resistente a los insectos para los artrópodos no blanco, es importante verificar la transmisión de la toxina Cry1Ab a través de la cadena alimentaria y, por lo tanto, la exposición de los depredadores en el campo. Se recolectaron muestras de diferentes plantas, tejidos, herbívoros y depredadores en los campos de maíz Bt en España (Evento 176) en diferentes períodos durante la temporada y el contenido de toxinas se midió usando ELISA. Se realizaron estudios de laboratorio complementarios con el depredador omnívoro Orius majusculus. Para evaluar la absorción y persistencia de la toxina después de alimentarse de varias fuentes de alimentos que contienen Bt se investigó la exposición de las especies no objetivo al producto transgénico. La exposición de los depredadores en el campo depende de los niveles de toxinas en las fuentes de alimentos, su ecología alimentaria y la de sus presas. Los resultados de campo revelaron que el contenido de toxinas en algunos herbívoros era insignificante (áfidos, trips, saltamontes) en comparación con los de los ácaros. Este último herbívoro solo se produjo después de la eliminación del polen y contenía niveles de toxinas tres veces más altos que las hojas de maíz Bt. Los datos confirmaron que la toxina Bt puede transferirse a los depredadores, es decir, a Orius spp., Chrysoperla spp. Y Stethorus sp. Esto solo se aplicaba cuando el polen de maíz Bt o los ácaros estaban disponibles. El paso de la toxina Bt a O. majusculus a través de estas dos fuentes de alimentos también se confirmó en el laboratorio. Por el contrario, algunos depredadores en el campo (hemerobios, Nabis sp., Hippodamia sp., Demetrias sp.) no tenían niveles de toxinas o los niveles de toxinas eran insignificantes, incluso cuando el polen o los ácaros estaban presentes. Además de la información esencial para la evaluación de la exposición de numerosos depredadores de artrópodos, este estudio proporciona una perspectiva de la ecología de la alimentación de diferentes artrópodos en el sistema del maíz.
1. To assess the risks of an insect‐resistant transgenic plant for non‐target arthropods, it is important to 2. To verify the transmission of Cry1Ab toxin through the food chain, and thus exposure of predators in the field, samples from different plant tissues, herbivores, and predators in Bt maize fields in Spain (Event 176) were collected at different periods over the season and the toxin content was measured using ELISA. Complementary laboratory studies were performed with the omnivorous predator Orius majusculus to assess the toxin uptake and persistence after feeding on variable Bt‐containing food sources.investigate the exposure of non‐target species to the transgene product. Exposure of predators in the field depends on the toxin levels in food sources, their feeding ecology and that of their prey. 3. Field results revealed that toxin content in some herbivores was negligible (aphids, thrips, leafhoppers) compared with those in spider mites. The latter herbivore only occurred after pollen shed and contained three times greater toxin levels than Bt maize leaves. 4. Data confirmed that the Bt toxin can be transferred to predators, that is to say to Orius spp., Chrysoperla spp., and Stethorus sp. This only applied when Bt maize pollen or spider mites were available. The passage of Bt toxin to O. majusculus via these two food sources was also confirmed in the laboratory. Contrastingly, some predators in the field (hemerobiids, Nabis sp., Hippodamia sp., Demetrias sp.) contained no or negligible toxin levels even when pollen or spider mites were present. 5. Besides essential information for exposure assessment of numerous arthropod predators, this study provides an insight into the feeding ecology of different arthropods in the maize system.
Se estudiaron en el laboratorio los efectos de la exposición al polen de maíz del evento Bt176 (cultivar “Navares”) sobre las larvas de la mariposa cometa negra europea (Papilio machaon L.). Las larvas de primer estadio se expusieron a diferentes densidades de polen aplicadas a discos foliares de Pastinaca sativa L. durante 48 h. Las densidades de polen aplicadas en este estudio estuvieron dentro del rango registrado en el campo. Las larvas que fueron expuestas a densidades de polen de maíz Bt más altas consumieron más polen y tuvieron una tasa de supervivencia más baja. El LD50 con respecto a las larvas que sobrevivieron a la edad adulta fue de 13,72 granos de polen consumidos por la larva en el primer estadio. La captación de polen de maíz Bt redujo el consumo de plantas, disminuyó el peso corporal y aumentó el tiempo de desarrollo de las larvas. Los efectos sobre el peso pupal y la duración del período pupal estuvieron presentes, pero menos pronunciados y más pequeños que los efectos sobre las larvas. Las larvas que consumieron polen de maíz Bt en su primer estadio tuvieron menor peso corporal y fueron más pequeñas como hembras adultas. Concluimos que los posibles efectos del maíz Bt en las mariposas y polillas europeas deben evaluarse más rigurosamente antes de cultivar el maíz Bt en grandes áreas.
Effects of exposure to maize pollen of event Bt176 (cultivar ‘‘Navares’’) on the larvae of the European common swallowtail (Papilio machaon L.) were studied in the laboratory. First instar larvae were exposed to different pollen densities applied to leaf disks of Pastinaca sativa L. for 48 h. Pollen densities applied in this study were in the range recorded from the field. Larvae which were exposed to higher Bt maize pollen densities consumed more pollen and had a lower survival rate. The LD50 with regard to larvae surviving to adulthood was 13.72 pollen grains consumed by firstinstar larva. Uptake of Bt maize pollen led to a reduced plant consumption, to a lower body weight, and to a longer development time of larvae. Effects on pupal weight and duration of the pupal period were present but less pronounced and smaller than effects on larvae. Larvae having consumed Bt-maize pollen as first instars had a lower body weight as adult females and smaller forewings as adult males. We conclude that possible effects of Bt maize on European butterflies and moths must be evaluated more rigorously before Bt maize should be cultivated over large areas.
Fueron medidos la susceptibilidad del gusano elotero Helicoverpa zea (Boddie) y el gusano bellotero del algodón Heliothis virescens (F.) a Cry1Ac mediante un ensayo incorporada a la dieta con MPV II en la Universidad de Arkansas durante 2002-2004. Las estimaciones letales de mortalidad por concentración (LC50) de cinco poblaciones de H. virescens de laboratorio, siete cruzadas por laboratorio y 10 de campo varió en 12 veces. Las susceptibilidades combinadas de H. virescens en todas las poblaciones de laboratorio y de campo variaron cinco veces. Las estimaciones de LC50 para H. virescens fueron superiores a las informadas por investigaciones anteriores antes de la introducción de cultivos transgénicos. Sin embargo, la proporción de susceptibilidad de las poblaciones de laboratorio y de campo fueron iguales, lo que sugiere que no hubo cambios en la susceptibilidad general de las especies. Las estimaciones individuales de CL50 de cinco poblaciones de laboratorio, nueve de laboratorio y 57 de campo de H. zea variaron en 130 veces. Las susceptibilidades agrupadas entre el laboratorio y las poblaciones de campo variaron ampliamente. Entre las poblaciones de campo, las colonias de cultivos que no son Bacillus thuringiensis (Bt) fueron generalmente más susceptibles que las de cultivos Bt. En los cultivos Bt que expresan proteína Cry, las colonias de algodón Bollgard (Compañía Monsanto) presentaron menor susceptibilidad al CrylAc que el maíz Bt y de los cultivos no Bt.
Susceptibilities of bollworm, Helicoverpa zea (Boddie) and tobacco budworm, Heliothis virescens (F.) to Cry1Ac were measured via a diet-incorporated assay with MPV II at the University of Arkansas during 2002-2004. Lethal concentration-mortality (LC50) estimates of five laboratory, seven laboratory-cross, and 10 field populations of H. virescens varied 12-fold. Pooled susceptibilities of H. virescens across all laboratory and field populations varied five-fold. The LC50 estimates for H. virescens were higher than those reported by previous research before the introduction of transgenic crops. However, the ratio of susceptibility of laboratory and field populations was similar, suggesting no change in overall species susceptibility. Individual LC50 estimates of five laboratory, nine laboratory-cross, and 57 field populations of H. zea varied over 130-fold. Pooled susceptibilities across laboratory and field populations varied widely. Among the field populations, colonies from non-Bacillus thuringiensis (Bt) crops were generally more susceptible than those from Bt crops. Across the Bt crops expressing Cry protein, colonies from Bollgard (Monsanto Company) cotton had lower susceptibility to CrylAc than those from Bt corn and those from non-Bt crops.
Las variedades de cultivos transgénicos son una tecnología controvertida y en rápida expansión. Sus efectos sobre la diversidad biológica y cultural son un tema clave en un debate a menudo polarizado. Aquí brindamos respuestas a preguntas sobre un ejemplo importante, el del maíz transgénico en México. La diversidad de maíz in situ en México está presente en las variedades tradicionales en los campos de los agricultores y en los parientes silvestres y malezas del maíz. Es probable que los transgenes estén presentes en las variedades locales de maíz de los agricultores, pero se desconoce si se han introgresado. Los cambios socioeconómicos, incluida la migración, la liberalización del comercio y la reducción del apoyo a los agricultores mexicanos, también pueden afectar la diversidad del maíz. La diversidad puede aumentar, disminuir o permanecer igual, pero si esto se considera bueno o malo dependerá de valores subjetivos .
Transgenic crop varieties are a rapidly expanding and controversial technology. Their effects on biological and cultural diversity are a key issue in an often polarized debate. Here we provide answers to questions about one important example, that of transgenic maize in Mexico. In situ maize diversity in Mexico is present in traditional varieties in farmers’ fields, and in wild and weedy relatives of maize. It is likely that transgenes are present in farmers’ local maize varieties, but it is unknown whether they have introgressed. Socioeconomic changes, including migration, trade liberalization, and reduced support for Mexican farmers, may also affect maize diversity. Diversity may increase, decrease, or remain the same, but whether this is viewed as good or bad will depend on subjective values.
Titulo original:
Impact of Bt corn on rhizospheric and soil eubacterial communities and on beneficial mycorrhizal symbiosis in experimental microcosms
Autores:
Castaldini, M.; Turrini, A.; Sbrana, C.; Benedetti, A.; Marchionni, M.; Mocali, S.; Fabiani,
A.; Landi, S.; Santomassimo, F.; Pietrangeli, B.; Nuti, M.; Miclaus, N.; Giovannetti, M.
Revista:
Applied and environmental microbiology
Año:
2005
Palabras clave:
Bacillus thuringiensis, Suelo, Microbiota del suelo
Se ha desarrollado un enfoque polifásico para obtener el conocimiento de indicadores clave adecuados para la evaluación del impacto ambiental de las líneas de maíz Bt 11 y Bt 176 modificados genéticamente en los ecosistemas del suelo. Evaluamos los efectos del maíz Bt (que expresa de forma constitutiva la toxina insecticida de Bacillus thuringiensis, codificada por el gen Cry1Ab truncado) y las plantas de maíz no Bt y sus residuos en comunidades eubacterianas rizósicas y de suelo granular mediante análisis de electroforesis en gel de gradiente desnaturalizante 16S genes de ARNr, en el simbionte micorrízico no objetivo Glomus mosseae, y en la respiración del suelo. Los experimentos de microcosmos mostraron diferencias en las comunidades eubacterianas rizosféricas asociadas con las tres líneas de maíz y un nivel significativamente más bajo de colonización de micorrizas en las raíces de maíz Bt 176. En experimentos en invernadero, se detectaron diferencias entre las plantas de maíz Bt y no Bt en comunidades eubacterianas rizosféricas (tanto totales como activas), en bacterias heterótrofas rizosféricas cultivables y en colonización micorrízica. Residuos de plantas de plantas transgénicas, arados en la cosecha y que se mantuvieron mezclados con el suelo por hasta 4 meses, afectaron la respiración del suelo, las comunidades bacterianas y el establecimiento de micorrizas por endófitos originarios. El enfoque multimodal utilizado en nuestro trabajo puede aplicarse en estudios de campo a largo plazo dirigidos a monitorear el peligro real de los cultivos modificados genéticamente y sus residuos en comunidades microbianas del suelo no objetivo.
A polyphasic approach has been developed to gain knowledge of suitable key indicators for the evaluation of environmental impact of genetically modified Bt 11 and Bt 176 corn lines on soil ecosystems. We assessed the effects of Bt corn (which constitutively expresses the insecticidal toxin from Bacillus thuringiensis, encoded by the truncated Cry1Ab gene) and non-Bt corn plants and their residues on rhizospheric and bulk soil eubacterial communities by means of denaturing gradient gel electrophoresis analyses of 16S rRNA genes, on the nontarget mycorrhizal symbiont Glomus mosseae, and on soil respiration. Microcosm experiments showed differences in rhizospheric eubacterial communities associated with the three corn lines and a significantly lower level of mycorrhizal colonization in Bt 176 corn roots. In greenhouse experiments, differences between Bt and non-Bt corn plants were detected in rhizospheric eubacterial communities (both total and active), in culturable rhizospheric heterotrophic bacteria, and in mycorrhizal colonization. Plant residues of transgenic plants, plowed under at harvest and kept mixed with soil for up to 4 months, affected soil respiration, bacterial communities, and mycorrhizal establishment by indigenous endophytes. The multimodal approach utilized in our work may be applied in long-term field studies aimed at monitoring the real hazard of genetically modified crops and their residues on nontarget soil microbial communities.
Titulo original:
Field studies on the environmental fate of the Cry1Ab Bt toxin produced by transgenic maize (MON810) and its effect on bacterial communities in the maize rhizosphere
Se realizaron estudios de campo para evaluar la cantidad de la proteína transgénica, insecticida, Cry1Ab, codificada por el gen truncado cry1Ab de Bacillus thuringiensis (Bt); si se liberó del maíz Bt MON810 en el suelo y si las comunidades bacterianas que habitan en la rizosfera del maíz MON810 eran diferentes de las de la rizosfera de cultivares de maíz no transgénicos. La estructura de la comunidad bacteriana fue investigada por SSCP (polimorfismo de conformación de una sola hebra) de los genes 16S rRNA amplificados por PCR del ADN de la comunidad. Usando un protocolo mejorado de extracción y detección basado en un ELISA disponible comercialmente, fue posible detectar la proteína Cry1Ab extraída de los suelos hasta una concentración umbral de 0.07 ng/g de suelo. De 100 ng de proteína Cry1Ab purificada agregada por gramo de suelo, solo un promedio del 37% era extraíble. En ambos sitios de campo investigados, la cantidad de proteína Cry1Ab en el suelo a granel de las parcelas de campo MON810 fue siempre menor que en la rizosfera, esta última varió de 0,1 a 10 ng/g de suelo. La proteína Cry1Ab inmunorreactiva también se detectó a 0,21 ng/g de suelo a granel 7 meses después de la recolección, es decir, en abril del año siguiente. En este momento, sin embargo, se encontraron valores más altos en residuos de hojas (21 ng/g) y de raíces (183 ng/g), el último correspondiente al 12% de la proteína Cry1Ab presente en las raíces intactas. Un muestreo 2 meses después indicó una mayor degradación de la proteína. A pesar de la detección de la proteína Cry1Ab en la rizosfera del maíz MON810, la estructura de la comunidad bacteriana se vio menos afectada por la proteína Cry1Ab que por otros factores ambientales, es decir, la edad de las plantas o las heterogeneidades de campo. La persistencia de la proteína Cry1Ab enfatiza la importancia de considerar los efectos posteriores a la cosecha en organismos no objetivo.
Field studies were done to assess how much of the transgenic, insecticidal protein, Cry1Ab, encoded by a truncated cry1Ab gene from Bacillus thuringiensis (Bt), was released from Bt-maize MON810 into soil and whether bacterial communities inhabiting the rhizosphere of MON810 maize were different from those of the rhizosphere of nontransgenic maize cultivars. Bacterial community structure was investigated by SSCP (single-strand conformation polymorphism) of PCR-amplified 16S rRNA genes from community DNA. Using an improved extraction and detection protocol based on a commercially available ELISA, it was possible to detect Cry1Ab protein extracted from soils to a threshold concentration of 0.07 ng/g soil. From 100 ng of purified Cry1Ab protein added per gram of soil, only an average of 37% was extractable. At both field sites investigated, the amount of Cry1Ab protein in bulk soil of MON810 field plots was always lower than in the rhizosphere, the latter ranging from 0.1 to 10 ng/g soil. Immunoreactive Cry1Ab protein was also detected at 0.21 ng/g bulk soil 7 months after harvesting, i.e. in April of the following year. At this time, however, higher values were found in residues of leaves (21 ng/g) and of roots (183 ng/g), the latter corresponding to 12% of the Cry1Ab protein present in intact roots. A sampling 2 months later indicated further degradation of the protein. Despite the detection of Cry1Ab protein in the rhizosphere of MON810 maize, the bacterial community structure was less affected by the Cry1Ab protein than by other environmental factors, i.e. the age of the plants or field heterogeneities. The persistence of Cry1Ab protein emphasizes the importance of considering post-harvest effects on nontarget organisms.
Titulo original:
Uptake of Bt endotoxins by nontarget herbivores and higher order arthropod predators: molecular evidence from a transgenic corn agroecosystem.
Autores:
Harwood, J.; Wallin, W.; Obrycki, J.
Revista:
Molecular Ecology
Año:
2005
Palabras clave:
Bacillus thuringiensis, ELISA, transferencia de endotoxinas
La siembra de cultivos transgénicos que expresan endotoxinas de Bacillus thuringiensis está generalizada en todo el mundo; el prolífico aumento en su aplicación expone a los organismos no objetivo a toxinas diseñadas para controlar plagas. Hasta la fecha, los estudios se han centrado en los efectos de las endotoxinas Bt en herbívoros y detritívoros específicos, sin considerar su persistencia dentro de las redes alimenticias de artrópodos. Aquí, informamos la primera evaluación de campo cuantitativa de los niveles de endotoxinas Bt dentro de herbívoros no objetivo y la captación por artrópodos de orden superior. Los ensayos basados en anticuerpos indicaron cantidades significativas de endotoxina Cry1Ab detectable dentro de herbívoros no objetivo que se alimentan de maíz transgénico (incluido el escarabajo de la pulga del maíz, Chaetocnema pulicaria, escarabajo japonés, Popillia japonica y gusano de la raíz del sur, Diabrotica undecimpuncttata howard). Además, los depredadores artrópodos (Coccinellidae, Araneae y Nabidae) recolectados de estos agroecosistemas también contenían cantidades significativas de endotoxina Cry1Ab, lo que indica su movimiento hacia niveles tróficos superiores. Es probable que esta captación por parte de los depredadores haya ocurrido por la alimentación directa de material vegetal (en depredadores que son facultativamente fitófagos) o el consumo de presas de artrópodos que contenían estas proteínas. Estos datos indican que la exposición a largo plazo a toxinas insecticidas ocurre en el campo. Por lo tanto, estos niveles de exposición deben considerarse durante futuras evaluaciones de riesgo de cultivos transgénicos frente a herbívoros no dirigidos y depredadores artrópodos
The planting of transgenic crops expressing Bacillus thuringiensis endotoxins is widespread throughout the world; the prolific increase in their application exposes nontarget organisms to toxins designed to control pests. To date, studies have focused upon the effects of Bt endotoxins on specific herbivores and detritivores, without consideration of their persistence within arthropod food webs. Here, we report the first quantitative field evaluation of levels of Bt endotoxin within nontarget herbivores and the uptake by higher order arthropods. Antibody‐based assays indicated significant quantities of detectable Cry1Ab endotoxin within nontarget herbivores which feed on transgenic corn (including the corn flea beetle, Chaetocnema pulicaria, Japanese beetle, Popillia japonica and southern corn rootworm, Diabrotica undecimpunctata howardi). Furthermore, arthropod predators (Coccinellidae, Araneae, and Nabidae) collected from these agroecosystems also contained significant quantities of Cry1Ab endotoxin indicating its movement into higher trophic levels. This uptake by predators is likely to have occurred by direct feeding on plant material (in predators which are facultatively phytophagous) or the consumption of arthropod prey which contained these proteins. These data indicate that long‐term exposure to insecticidal toxins occurs in the field. These levels of exposure should therefore be considered during future risk assessments of transgenic crops to nontarget herbivores and arthropod predators
Titulo original:
Impact of transgenic Bacillus thuringiensis corn and crop phenology on five nontarget arthropods
Autores:
Pilcher, C.; Rice, M.; Obrycki, J.
Revista:
Environmental Entomology
Año:
2005
Palabras clave:
Bacillus thuringiensis, Organismos no blanco, Cultivos genéticamente modificados
Se realizaron estudios de campo a gran escala para determinar si las siembras temporales del maíz de Bacillus thuringiensis (maíz Berliner) (Bt) (evento 176 y Bt11) afectarían la abundancia estacional de los siguientes depredadores generalistas: Coleomegilla maculata DeGeer y Cycloneda munda (Say) (Coleoptera : Coccinellidae), Orius insidiosus (Say) (Heteroptera: Anthocoridae), Chrysoperla carnea Stephens (Neuroptera: Chrysopidae) y un parásito especialista, Macrocentrus cingulum Brischke (Hymenoptera: Braconidae). Las poblaciones de adultos se monitorearon utilizando trampas adhesivas amarillas Pherocon AM, en tres ubicaciones en Iowa (1996–1998). En cada ubicación, se utilizó un diseño de parcelas divididas con maíz Bt y no Bt como parcelas principales y tres fechas de siembra como parcelas divididas. Se observaron pocas diferencias en la abundancia entre el maíz Bt y el maíz no Bt para los depredadores generalistas estudiados. Sin embargo, M. cingulum, un parasitoide especialista del perforador de maíz europeo, se vio significativamente afectado por la presencia de maíz Bt. Las densidades de M. cingulum en adultos fueron 29–60% menores en el maíz Bt en comparación con el maíz no Bt. Los análisis de regresión indicaron que los adultos con M. cingulum fueron seleccionados preferentemente y posteriormente aumentaron con el tiempo en los tratamientos de maíz sin Bt en cada ubicación dentro de cada año. Se observaron diferencias significativas entre las fechas de siembra para las cinco especies. Los efectos de la abundancia del maíz Bt en estos enemigos naturales no fueron inesperados, dado el comportamiento de búsqueda y forrajeo de diferentes especies y sus niveles variables de dependencia de la presencia del perforador del maíz europeo.
Large-scale field studies were conducted to determine if temporal plantings of Bacillus thuringiensis (Berliner) (Bt) corn (event 176 and Bt11) would affect the seasonal abundance of the following generalist predators: Coleomegilla maculata DeGeer and Cycloneda munda (Say) (Coleoptera: Coccinellidae), Orius insidiosus (Say) (Heteroptera: Anthocoridae), Chrysoperla carnea Stephens (Neuroptera: Chrysopidae), and one specialist parasitoid, Macrocentrus cingulum Brischke (Hymenoptera: Braconidae). Adult populations were monitored using Pherocon AM yellow sticky traps at three locations in Iowa (1996–1998). At each location, a split-plot design was used with Bt and non-Bt corn as main plots and three planting dates as the split plots. Few differences in abundance were observed between Bt and non-Bt corn for the generalist predators studied. However, M. cingulum, a specialist parasitoid of European corn borer, was significantly affected by the presence of Bt corn. Densities of adult M. cingulum were 29–60% lower in Bt corn compared with non-Bt corn. Regression analyses indicated M. cingulum adults were preferentially recruited to and subsequently increased over time in the non-Bt corn treatments at each location within each year. Significant differences were observed among planting dates for all five species. Abundance effects from Bt corn on these natural enemies were not unexpected given the foraging and searching behaviors of different species and their varying levels of dependence on the presence of European corn borer.
Titulo original:
Effects of transgenic Bt corn pollen on a non-target lycaenid butterfly, Pseudozizeeria maha
Autores:
Yoichi, S.; Mami, T.
Revista:
Applied Entomology and Zoology
Año:
2005
Palabras clave:
Cry1Ab, insecto no objetivo, densidad de polen
Para evaluar el efecto del polen liberado por maíz transgénico con rasgo insecticida en insectos lepidópteros no blanco, se midió la densidad de la deposición de polen de maíz en las hojas de girasol y de hierba mora de un campo de maíz. A los 12 días desde el inicio de la antesis, la mayor densidad de polen acumulada en las hojas fue de aproximadamente 160 granos por cm2 a 1 m del borde del campo de maíz, cayendo a 20 granos a 5 m y menos de 10 granos a 10 m. La densidad de polen calculada utilizando un modelo matemático en un estudio anterior evidentemente tenía valores sobreestimados. Para evaluar con precisión el efecto del polen de maíz que expresa la endotoxina (Cry1Ab) de Bacillus thuringiensis (Bt) sobre la supervivencia de las larvas de lepidópteros, mejoramos los métodos de bioensayo utilizando mariposas de hierba azul, Pseudozizeeria maha, el disco de la hoja de la acederilla, Oxalis corniculata, y maíz transgénico Bt (Evento-176). Cuando la superficie de la hoja se trató previamente con una pequeña cantidad de solución de acetona al 80%, la dosis de polen preseleccionada se aplicó con éxito sobre el disco de la hoja. La supervivencia larvaria de P. maha se vio afectada significativamente a una densidad de polen de más de 20 granos por cm2 en el disco de la hoja. Es poco probable que el polen de maíz Bt que expresan Cry1Ab tengan efectos perjudiciales a gran escala en el organismo no objetivo P. maha cerca de los campos de maíz, debido a la baja dosis de deposición de polen en las hojas.
To evaluate the effect of pollen released from transgenic insecticidal corn on non-target lepidopteran insects, corn pollen deposition density on the leaves of sunflower and black nightshade was measured near a cornfield. At 12 d from the start of anthesis, the highest cumulative pollen density on leaves was approximately 160 grains per cm2 at 1 m from the edge of the cornfield, falling to 20 grains at 5 m and less than 10 grains at 10 m. The pollen density calculated using a mathematical model in a previous study evidently had overestimated values. To evaluate precisely the effect of corn pollen expressing Bacillus thuringiensis (Bt) endotoxin (Cry1Ab) on the survival of lepidopteran larvae, we improved the bioassay methods using the pale grass blue, Pseudozizeeria maha, the leaf disc of the wood sorrel, Oxalis corniculata, and transgenic Bt corn (Event-176). When the surface of the leaf was pretreated with a small amount of 80% acetone solution, the preselected pollen dose was successfully applied onto the leaf disc. Larval survival of P. maha was significantly affected at pollen density of more than 20 grains per cm2 on the leaf disc. It is unlikely that pollens from Bt corn expressing Cry1Ab have wide-scaled deleterious effects on non-target P. maha near cornfields, because of low pollen deposition dose on the leaves.
Titulo original:
Detecting (trans)gene flow to landraces in centers of crop origin: lessons from the case of maize in Mexico
Autores:
Aragón, F., Cleveland, D., Crossa, J., Gepts, P., & Soleri, D.
Revista:
Environmental Biosafety Research
Año:
2005
Palabras clave:
Tamaño efectivo de la población, muestreo, flujo de genes
Hay mucha discusión sobre la probabilidad de flujo de transgenes de variedades de cultivos transgénicos a variedades locales y parientes silvestres en centros de origen o diversidad, y sus consecuencias genéticas, ecológicas y sociales. Sin una investigación costosa sobre las variables que determinan el flujo de genes, la investigación sobre las frecuencias de los transgenes en las poblaciones de variedades locales (o parientes silvestres) puede ser valiosa para comprender el flujo de transgenes y sus efectos. Los requisitos mínimos de investigación incluyen (1) comprender cómo las prácticas de los agricultores y los sistemas de semillas afectan las poblaciones de razas locales, (2) el muestreo para optimizar Ne/n (tamaño efectivo/población censal), (3) minimizar la varianza en todos los niveles muestreados y (4) usar Ne para calcular las probabilidades binomiales para las frecuencias transgénicas. Un caso clave es el del maíz en México. Dos artículos revisados por pares, basados en muestras de variedades locales de la región de la Sierra Juárez de Oaxaca, México, llegaron a conclusiones aparentemente contradictorias: los transgenes están presentes (Quist y Chapela, 2001, Nature 414: 541–543; 2002, Nature 416: 602) o los "transgenes detectables" están ausentes (Ortiz-García et al., 2005, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102: 12338–12343 y 18242). Analizamos estos documentos utilizando información sobre los sistemas de semillas de maíz de Oaxaca y estimaciones de Ne. Concluimos que si se aceptan los resultados de Quist y Chapela que muestran presencia, las conclusiones de Ortiz-García et al. de que no hay evidencia de transgenes a niveles detectables o de su introgresión en las variedades nativas de maíz en la Sierra de Juárez de Oaxaca no están científicamente justificadas. Esto se debe a que sus muestras no son representativas y su análisis estadístico no es concluyente debido al uso de n en lugar de Ne. Utilizando estimaciones de Ne basadas en la n de Ortiz-García et al., estimamos que los transgenes podrían estar presentes en variedades locales de maíz en la región de la Sierra Juárez con frecuencias de ~1 a 4 %, y es más probable que estén presentes en los 90 % del área criolla de Oaxaca que no es montañosa. Por lo tanto, no tenemos evidencia científica de la presencia o ausencia del transgén de maíz en los últimos años en México, el estado de Oaxaca o la región de la Sierra Juárez.
There is much discussion of the probability of transgene flow from transgenic crop varieties to landraces and wild relatives in centers of origin or diversity, and its genetic, ecological, and social consequences. Without costly research on the variables determining gene flow, research on transgene frequencies in landrace (or wild relative) populations can be valuable for understanding transgene flow and its effects. Minimal research requirements include (1) understanding how farmer practices and seed systems affect landrace populations, (2) sampling to optimize Ne/n (effective /census population size), (3) minimizing variance at all levels sampled, and (4) using Ne to calculate binomial probabilities for transgene frequencies. A key case is maize in Mexico. Two peer-reviewed papers, based on landrace samples from the Sierra Juárez region of Oaxaca, Mexico, reached seemingly conflicting conclusions: transgenes are present (Quist and Chapela, 2001, Nature 414: 541–543; 2002, Nature 416: 602) or “detectable transgenes” are absent (Ortiz-García et al., 2005, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102: 12338–12343 and 18242). We analyzed these papers using information on Oaxacan maize seed systems and estimates of Ne. We conclude that if Quist and Chapela’s results showing presence are accepted, Ortiz-García et al.’s conclusions of no evidence of transgenes at detectable levels or for their introgression into maize landraces in the Sierra de Juárez of Oaxaca are not scientifically justified. This is because their samples are not representative, and their statistical analysis is inconclusive due to using n instead of Ne. Using estimates of Ne based on Ortiz-García et al.’s n, we estimate that transgenes could be present in maize landraces in the Sierra Juárez region at frequencies of ~1–4%, and are more likely to be present in the 90% of Oaxacan landrace area that is not mountainous. Thus, we have no scientific evidence of maize transgene presence or absence in recent years in Mexico, Oaxaca State, or the Sierra Juárez region.