Los cultivos Bt transgénicos producen proteínas Cry insecticidas que se liberan al suelo en residuos vegetales, exudados de raíces y polen y que pueden afectar a los microorganismos del suelo. Como continuación de los estudios en el laboratorio y en una sala de crecimiento de plantas, se realizó un estudio de campo en la Estación Experimental Rosemount de la Universidad de Minnesota. Tres variedades de maíz Bt que expresan la proteína Cry1Ab, que es tóxica para el barrenador del maíz europeo (Ostrinia nubilalis Hübner), una variedad de maíz Bt que expresa la proteína Cry3Bb1, que es tóxica para el complejo del gusano de la raíz del maíz (Diabrotica spp.), y sus variedades casi isogénicas no-Bt fueron evaluadas por sus efectos sobre la diversidad microbiana mediante técnicas de placa de dilución clásica y moleculares (electroforesis en gel de gradiente de desnaturalización de la reacción en cadena de la polimerasa) y por las actividades de algunas enzimas (arilsulfatasas, fosfatasas ácidas y alcalinas, deshidrogenasas, y proteasas) implicadas en la degradación de la biomasa vegetal. Después de 4 años consecutivos de cultivo de maíz (2003-2006), no hubo, en general, diferencias estadísticamente significativas consistentes en el número de diferentes grupos de microorganismos, las actividades de las enzimas y el pH entre los suelos plantados con maíz Bt y no-Bt. Los números y tipos de microorganismos y actividades enzimáticas diferían con la estación y con las variedades de maíz, pero estas diferencias no estaban relacionadas con la presencia de las proteínas Cry en el suelo. La proteína Cry1Ab del maíz Bt (eventos Bt11 y MON810) se detectó en la mayoría de los suelos durante los 4 años, mientras que la proteína Cry3Bb1 no se detectó en los suelos del maíz Bt (evento MON863) que expresan el gen cry3Bb1.

Transgenic Bt crops produce insecticidal Cry proteins that are released to soil in plant residues, root exudates, and pollen and that may affect soil microorganisms. As a continuation of studies in the laboratory and a plant-growth room, a field study was conducted at the Rosemount Experiment Station of the University of Minnesota. Three Bt corn varieties that express the Cry1Ab protein, which is toxic to the European corn borer (Ostrinia nubilalis Hübner), and one Bt corn variety that expresses the Cry3Bb1 protein, which is toxic to the corn rootworm complex (Diabrotica spp.), and their near-isogenic non-Bt varieties were evaluated for their effects on microbial diversity by classical dilution plating and molecular (polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis) techniques and for the activities of some enzymes (arylsulfatases, acid and alkaline phosphatases, dehydrogenases, and proteases) involved in the degradation of plant biomass. After 4 consecutive years of corn cultivation (2003-2006), there were, in general, no consistent statistically significant differences in the numbers of different groups of microorganisms, the activities of the enzymes, and the pH between soils planted with Bt and non-Bt corn. Numbers and types of microorganisms and enzyme activities differed with season and with the varieties of corn, but these differences were not related to the presence of the Cry proteins in soil. The Cry1Ab protein of Bt corn (events Bt11 and MON810) was detected in most soils during the 4 yr, whereas the Cry3Bb1 protein was not detected in soils of Bt corn (event MON863) expressing the cry3Bb1 gene.

Se estudiaron los efectos de la proteína Cry1Ab insecticida de Bacillus thuringiensis (Bt) en el nematodo Caenorhabditis elegans, con suelo de campos experimentales cultivados con maíz Bt transgénico (MON810) y con la proteína Cry1Ab tripsinizada expresada en Escherichia coli. El contenido de proteína Cry1Ab estaba por encima del límite de detección de una prueba ELISA en solo la mitad de las muestras de suelo obtenidas de parcelas transgénicas, con un rango de 0.19 a 1.31 ng g (-1) de peso seco. En un bioensayo de laboratorio, C. elegans se expuso a la rizosfera y el suelo a granel de campos con maíz isogénico o transgénico o a soluciones de proteína Cry1Ab (0, 24, 41, 63, 118 y 200 mg l (-1)) durante un período de 96 h, con el crecimiento y la reproducción como parámetros de prueba. La reproducción y el crecimiento de los nematodos se redujeron significativamente en rizosfera y en suelo del maíz Bt en comparación con el suelo del maíz isogénico y se correlacionaron significativamente con las concentraciones de la proteína Cry1Ab en las muestras del suelo. Además, la toxicidad de la proteína Cry1Ab pura para la reproducción y el crecimiento de C. elegans fue dependiente de la concentración. Dado que se produjo una inhibición significativa a concentraciones relativamente altas de la proteína Cry1Ab (41 mg l (-1)), los efectos de las muestras de suelo de maíz Bt no pudieron atribuirse directamente a la toxicidad de la proteína Cry1Ab. Los resultados demuestran que los bioensayos con el nematodo, C. elegans, proporcionan una herramienta prometedora para monitorear los efectos potenciales de las toxinas Bt en medios acuosos y suelos.

The effects of the insecticidal Cry1Ab protein from Bacillus thuringiensis (Bt) on the nematode, Caenorhabditis elegans, were studied with soil from experimental fields cultivated with transgenic Bt corn (MON810) and with trypsinized Cry1Ab protein expressed in Escherichia coli. The content of Cry1Ab protein was above the detection limit of an ELISA test in only half of the soil samples obtained from transgenic plots, ranging from 0.19 to 1.31 ng g(-1) dry weight. In a laboratory bioassay, C. elegans was exposed to rhizosphere and bulk soil from fields with isogenic or transgenic corn or to solutions of Cry1Ab protein (0, 24, 41, 63, 118, and 200 mg l(-1)) over a period of 96 h, with growth and reproduction serving as the test parameters. Nematode reproduction and growth were significantly reduced in rhizosphere and bulk soil of Bt corn compared with soil from isogenic corn and were significantly correlated with concentrations of the Cry1Ab protein in the soil samples. Moreover, the toxicity of pure Cry1Ab protein to the reproduction and growth of C. elegans was concentration-dependent. As significant inhibition occurred at relatively high concentrations of the Cry1Ab protein (41 mg l(-1)), the effects of the soil samples from Bt corn could not be assigned directly to the toxicity of the Cry1Ab protein. The results demonstrate that bioassays with the nematode, C. elegans, provide a promising tool for monitoring the potential effects of Bt toxins in aqueous medium and soils.

La siembra generalizada de maíz transgénico que contiene endotoxinas Cry de Bacillus thuringiensis (Bt) en sus tejidos para el control de plagas de insectos aumenta la posibilidad de influencia en muchas especies no objetivo, incluidas las especies de Chrysopidae que se alimentan de polen. Este estudio se realizó para evaluar los parámetros de adecuación asociados con la longevidad, la fecundidad y la viabilidad de los huevos de adultos de Chrysoperla plorabunda (Fitch) (Neuroptera: Chrysopidae) cuando se alimentaron con polen de maíz Bt. Los productos Bt probados con sus respectivasno Bt casi isolínico fueron Evento 176 (Cry1Ab), MON810 (Cry1Ab) y TC1507 (Cry1F). Las hembras alimentadas con polen del Evento 176 vivieron significativamente más tiempo que las alimentadas con polen de no Bt casi isolínico. Los machos alimentados con polen de TC1507 mostraron una tendencia a vivir más que los machos alimentados con su polen no Bt casi isolínico, pero no hubo diferencia entre las hembras con respecto a este evento. El número medio de huevos producidos por hembra por día fue significativamente menor para los que recibieron polen MON810 en comparación con las hembras alimentadas con polen no Bt casi isolínico. La producción total de huevos fue significativamente menor para las hembras alimentadas con polen MON810 en comparación con las hembras alimentadas con polen no Bt casi isolínico.

The widespread planting of transgenic corn containing Bacillus thuringiensis (Bt) Cry endotoxin in its tissues for insect pest control raises the potential for influence on many non-target species including pollen-feeding species of Chrysopidae. This study was conducted to assess fitness parameters associated with longevity, fecundity, and egg viability of adult Chrysoperla plorabunda (Fitch) (Neuroptera: Chrysopidae) when fed Bt corn pollen. Bt products tested with their respective non-Bt near-isolines were Event 176 (Cry1Ab), MON810 (Cry1Ab), and TC1507 (Cry1F). Females fed pollen from Event 176 lived significantly longer than those fed pollen from its non-Bt near-isoline. Males fed pollen from TC1507 showed a trend for living longer than males fed its non-Bt near-isoline pollen, but there was no difference for females regarding this event. The mean number of eggs produced per female per day was significantly less for those fed MON810 pollen compared with females fed pollen from the non-Bt near-isoline. Total egg production was significantly less for females fed MON810 pollen vs. females fed pollen from its non-Bt near-isoline.

El maíz modificado genéticamente (GM) que expresa la toxina Bt Cry1Ab (maíz Bt) se analizó para determinar los efectos sobre la supervivencia, el crecimiento y la reproducción de la pulga de agua Daphnia magna, un artrópodo crustáceo utilizado comúnmente como organismo modelo en estudios ecotoxicológicos. En tres experimentos repetidos, D. magna se alimentó con maíz molido al 100% en suspensión, utilizando maíz GM o isogénico no modificado (MI). D. magna alimentada con maíz GM mostró un rendimiento físico significativamente reducido: la mortalidad fue mayor, una menor proporción de hembras alcanzó la maduración sexual y la producción total de huevos fue menor en comparación con D. magna alimentada con maíz isogénico MI. Llegamos a la conclusión de que la variedad probada de maíz Bt y su contraparte MI no tienen las mismas cualidades como fuentes de alimentos para este organismo modelo ampliamente utilizado. La combinación de la adecuación reducida combinado con el inicio temprano de la reproducción de D. magna alimentada con maíz Bt indica más un efecto tóxico que un valor nutricional más bajo del maíz GM.

Genetically modified (GM) maize expressing the Bt-toxin Cry1Ab (Bt-maize) was tested for effects on survival, growth, and reproduction of the water flea Daphnia magna, a crustacean arthropod commonly used as a model organism in ecotoxicological studies. In three repeated experiments, D. magna were fed 100% ground maize in suspension, using either GM or isogenic unmodified (UM) maize. D. magna fed GM-maize showed a significantly reduced fitness performance: The mortality was higher, a lower proportion of females reached sexual maturation, and the overall egg production was lower compared to D. magna fed UM isogenic maize. We conclude that the tested variety of Bt-maize and its UM counterpart do not have the same quality as food sources for this widely used model organism. The combination of a reduced fitness performance combined with earlier onset of reproduction of D. magna fed Bt-maize indicates a toxic effect rather than a lower nutritional value of the GM-maize.

Un estudio muy publicitado en 2001 informó que se encontró que las razas locales de maíz en Oaxaca, México, contenían transgenes, pero no todas las investigaciones de seguimiento han detectado transgenes en la misma región. Las pruebas continuas de transgenes en el maíz mexicano y los llamados a eliminar los transgenes de las variedades locales solo han alimentado el debate sobre la dinámica del flujo de genes del maíz transgénico a las variedades locales en México. Este artículo revisa estos hallazgos recientes y analiza cómo se puede esperar que la evolución altere la frecuencia de los transgenes en las poblaciones de cultivos a lo largo del tiempo. Además, muestra que los llamados a eliminar los transgenes deben interpretarse a la luz de dos complejidades ecológicas: (a) puede ser imposible eliminar un gen particular de una población y (b) la capacidad de los científicos para determinar con precisión la presencia o ausencia de transgenes. está limitada por los desafíos relacionados con el muestreo. El documento concluye describiendo dos caminos a seguir para eliminar los transgenes de las razas locales.

A highly publicized study in 2001 reported that maize landraces in Oaxaca, Mexico were found to contain transgenes, yet not all follow-up research has detected transgenes in the same region. Continued testing for transgenes in Mexican maize, and calls for the removal of transgenes from landraces, have only fueled the debate about the dynamics of gene flow from transgenic maize to landraces in Mexico. This paper reviews these recent findings and discusses how evolution may be expected to alter the frequency of transgenes in crop populations over time. Further, it shows that calls for removing transgenes must be interpreted in light of two ecological complexities: (a) it may be impossible to purge a particular gene from a population and (b) scientists’ ability to accurately determine the presence or absence of transgenes is limited by challenges related to sampling. The paper concludes by outlining two ways forward for removing transgenes from landraces.

Durante los últimos diez años, de acuerdo con el creciente uso de alimentos genéticamente modificados (GM) para humanos y ganado, se han llevado a cabo una gran cantidad de estudios sobre alimentación. Sin embargo, la evidencia aún está lejos de demostrar si el consumo prolongado de alimentos genéticamente modificados representa un posible peligro para la salud humana o animal. Por lo tanto, este estudio fue diseñado para evaluar los efectos del maíz transgénico en ratas que fueron alimentadas durante tres generaciones con maíz transgénico o su contraparte convencional. Se obtuvieron muestras de tejido de estómago, duodeno, hígado y riñón para exámenes histopatológicos. Se calcularon el diámetro promedio de los glomérulos, el espesor de la corteza renal y el volumen glomerular y se determinó el número de animales afectados/número de animales examinados para histopatología hepática y renal. Se determinaron cantidades de urea, nitrógeno ureico, creatinina, ácido úrico, proteínas totales, albúmina y globulinas; se midieron las actividades enzimáticas de aspartato aminotransferasa, alanina aminotransferasa, fosfatasa alcalina, gamma glutamiltransferasa, creatina quinasa y amilasa en muestras de suero. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en el peso relativo de los órganos de las ratas dentro de los grupos, pero hubo algunos cambios histopatológicos mínimos en el hígado y el riñón. También se determinaron cambios en los niveles de creatinina, proteínas totales y globulinas mediante análisis bioquímicos.

For the last ten years, in accordance with the increased use of genetically modified (GM) foods for human and livestocks, a large number of feeding studies have been carried out. However, the evidence is still far from proving whether the long-term consumption of GM foods posses a possible danger for human or animal health. Therefore, this study was designed to evaluate the effects of transgenic corn on the rats that were fed through three generations with either GM corn or its conventional counterpart. Tissue samples of stomach, duodenum, liver and kidney were obtained for histopathological examinations. The average diameter of glomeruli, thickness of renal cortex and glomerular volume were calculated and number of affected animals/number of examined animals for liver and kidney histopathology were determined. Amounts of urea, urea nitrogen, creatinine, uric acid, total protein, albumin and globulin were determined; enzyme activities of aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, alkaline phosphatase, gamma glutamyltransferase, creatine kinase and amylase were measured in serum samples. No statistically significant differences were found in relative organ weights of rats within groups but there were some minimal histopathological changes in liver and kidney. Changes in creatinine, total protein and globulin levels were also determined in biochemical analysis.

En este trabajo, se propone la espectrometría de masas de tiempo de vuelo por electroforesis capilar (CE-TOF-MS) para identificar y cuantificar los principales metabolitos en tres líneas de maíz genéticamente modificado (GM) y sus correspondientes líneas parentales no transgénicas cultivadas en condiciones idénticas. El enfoque tipo escopeta para la metabolómica desarrollado en este trabajo incluye la optimización de la extracción de metabolitos del maíz transgénico y no transgénico, la separación por CE, el análisis en línea de electropulverización-TOF-MS y la evaluación de datos. Se prueban una gran cantidad de procedimientos de extracción y electrolitos de fondo para obtener un perfil metabólico informativo y altamente reproducible. Así, utilizando este enfoque, se observaron sistemáticamente diferencias significativas entre las cantidades detectadas de algunos metabolitos en variedades convencionales (maíz Aristis, Tietar y PR33P66) en comparación con sus líneas transgénicas correspondientes (maíz Aristis Bt, Tietar Bt y PR33P66 Bt). Los resultados apuntan a algunos de estos metabolitos como posibles biomarcadores del maíz Bt transgénico, aunque es necesario analizar un mayor número de muestras para validar este punto. Se concluye que los procedimientos metabolómicos basados ​​en CE-TOF-MS pueden abrir nuevas perspectivas en el estudio de organismos transgénicos con el fin de corroborar (o no) su equivalencia sustancial con sus homólogos convencionales.

In this work, capillary electrophoresis time-of-flight mass spectrometry (CE-TOF-MS) is proposed to identify and quantify the main metabolites in three lines of genetically modified (GM) maize and their corresponding nontransgenic parental lines grown under identical conditions. The shotgun-like approach for metabolomics developed in this work includes optimization of metabolite extraction from GM and non-GM maize, separation by CE, online electrospray-TOF-MS analysis, and data evaluation. A large number of extraction procedures and background electrolytes are tested in order to obtain a highly reproducible and informative metabolomic profile. Thus, using this approach, significant differences were systematically observed between the detected amounts of some metabolites in conventional varieties (Aristis, Tietar, and PR33P66 maize) compared with their corresponding transgenic lines (Aristis Bt, Tietar Bt, and PR33P66 Bt maize). Results point to some of these metabolites as possible biomarkers of transgenic Bt maize, although a larger number of samples needs to be analyzed in order to validate this point. It is concluded that metabolomics procedures based on CE-TOF-MS can open new perspectives in the study of transgenic organisms in order to corroborate (or not) their substantial equivalence with their conventional counterparts.

La evaluación del riesgo para la salud de los organismos genéticamente modificados (OGM) cultivados para alimentos o piensos es objeto de debate en todo el mundo, y se han publicado muy pocos datos sobre estudios toxicológicos a mediano o largo plazo con mamíferos. Uno de estos estudios realizado bajo la responsabilidad de Monsanto Company con un maíz transgénico MON863 ha sido objeto de cuestionamientos por parte de revisores reguladores en Europa, donde finalmente se aprobó en 2005. Esto requirió una nueva evaluación de los hallazgos patológicos renales y los resultados siguieron siendo controvertidos. Una acción del Tribunal de Apelación de Alemania (Münster) permitió el acceso público en junio de 2005 a todos los datos brutos de este estudio de alimentación de ratas de 90 días. Volvimos a analizar estos datos de forma independiente. Se agregaron estadísticas apropiadas, como un análisis multivariado de las curvas de crecimiento, y para la comparación de parámetros bioquímicos entre las ratas tratadas con OGM y los controles alimentados con una dieta normal equivalente, y por separado con seis dietas de referencia con diferentes composiciones. Observamos que después del consumo de MON863, las ratas mostraron ligeras pero significativas variaciones en el crecimiento relacionadas con la dosis para ambos sexos, lo que resultó en una disminución del peso del 3,3 % para los machos y un aumento del 3,7 % para las hembras. Las mediciones químicas revelan signos de toxicidad hepatorrenal, marcada también por sensibilidades diferenciales en hombres y mujeres. Los triglicéridos aumentaron entre un 24% y un 40% en las mujeres (ya sea en la semana 14, dosis del 11% o en la semana 5, dosis del 33%, respectivamente); las excreciones de fósforo y sodio en la orina disminuyeron en los hombres entre un 31% y un 35% (semana 14, dosis del 33%) para los resultados más importantes relacionados significativamente con el tratamiento en comparación con siete dietas probadas. Los experimentos más largos son esenciales para indicar la naturaleza real y el alcance de la posible patología; con los datos actuales no se puede concluir que el maíz GM MON863 sea un producto seguro.

Health risk assessment of genetically modified organisms (GMOs) cultivated for food or feed is under debate throughout the world, and very little data have been published on mid- or long-term toxicological studies with mammals. One of these studies performed under the responsibility of Monsanto Company with a transgenic corn MON863 has been subjected to questions from regulatory reviewers in Europe, where it was finally approved in 2005. This necessitated a new assessment of kidney pathological findings, and the results remained controversial. An Appeal Court action in Germany (Münster) allowed public access in June 2005 to all the crude data from this 90-day rat-feeding study. We independently re-analyzed these data. Appropriate statistics were added, such as a multivariate analysis of the growth curves, and for biochemical parameters comparisons between GMO-treated rats and the controls fed with an equivalent normal diet, and separately with six reference diets with different compositions. We observed that after the consumption of MON863, rats showed slight but dose-related significant variations in growth for both sexes, resulting in 3.3% decrease in weight for males and 3.7% increase for females. Chemistry measurements reveal signs of hepatorenal toxicity, marked also by differential sensitivities in males and females. Triglycerides increased by 24–40% in females (either at week 14, dose 11% or at week 5, dose 33%, respectively); urine phosphorus and sodium excretions diminished in males by 31–35% (week 14, dose 33%) for the most important results significantly linked to the treatment in comparison to seven diets tested. Longer experiments are essential in order to indicate the real nature and extent of the possible pathology; with the present data it cannot be concluded that GM corn MON863 is a safe product.

El presente estudio fue diseñado para evaluar si el maíz modificado genéticamente (GM) (maíz Bt, evento MON810) en comparación con la variedad de maíz casi isogénico no modificado (nGM), agregado como fuente de almidón con inclusiones bajas o altas, afecta la salud de los peces. de salmón del Atlántico post-smolt, Salmo salar L. Para evaluar el impacto en la salud, se cuantificaron biomarcadores seleccionados de estrés y respuesta inmune a nivel de transcripción de genes (ARNm), y algunos también a nivel de proteína. Las dietas con inclusiones bajas o altas de maíz GM, y su línea parental nGM casi isogénica, se compararon con una dieta de control que contenía maíz suprex libre de GM (dieta de referencia) como única fuente de almidón. La actividad de la superóxido dismutasa total (SOD) en el hígado y el intestino distal fue significativamente mayor en los peces alimentados con maíz GM en comparación con los peces alimentados con maíz nGM y con el grupo de dieta de referencia. Los peces alimentados con maíz transgénico mostraron una actividad de catalasa (CAT) significativamente menor en el hígado en comparación con los peces alimentados con maíz transgénico y con el grupo de dieta de referencia. Por el contrario, la actividad de CAT en el intestino distal fue significativamente mayor para pece alimentados con maíz transgénico en comparación con la dieta de referencia alimentada con pescado. El nivel de proteína y de la proteína de choque térmico 70 (HSP70) en el hígado fue significativamente mayor en los peces alimentados con maíz transgénico en comparación con los peces alimentados con la dieta de referencia. No se encontraron diferencias relacionadas con la dieta en la expresión génica normalizada de SOD, CAT o HSP70 en el hígado o el intestino distal. La expresión génica normalizada de la interleucina-1 beta en el bazo y la cabeza del riñón no varió significativamente entre los grupos de dieta. Curiosamente, los peces alimentados con maíz con alto contenido de transgénicos mostraron una proporción significativamente mayor de granulocitos en plasma, una suma significativamente mayor de proporciones de granulocitos y monocitos en plasma, pero una proporción significativamente menor de linfocitos en plasma, en comparación con los peces alimentados con maíz con alto contenido de transgénicos. En conclusión, el salmón del Atlántico alimentado con maíz transgénico mostró algunos pequeños cambios en los niveles y actividades de las proteínas de estrés, pero ninguno de estos cambios fue comparable con los niveles de expresión génica normalizados analizados para estas proteínas de estrés. El maíz GM pareció inducir cambios significativos en las poblaciones de glóbulos blancos que están asociados con una respuesta inmune.

The present study was designed to evaluate if genetically modified (GM) maize (Bt maize, event MON810) compared with the near-isogenic non-modified (nGM) maize variety, added as a starch source at low or high inclusions, affected fish health of post-smolt Atlantic salmon, Salmo salar L. To evaluate the health impact, selected stress- and immune-response biomarkers were quantified at the gene transcript (mRNA) level, and some also at the protein level. The diets with low or high inclusions of GM maize, and its near-isogenic nGM parental line, were compared to a control diet containing GM-free suprex maize (reference diet) as the only starch source. Total superoxide dismutase (SOD) activity in liver and distal intestine was significantly higher in fish fed GM maize compared with fish fed nGM maize and with the reference diet group. Fish fed GM maize showed significantly lower catalase (CAT) activity in liver compared with fish fed nGM maize and to the reference diet group. In contrast, CAT activity in distal intestine was significantly higher for fish fed GM maize compared with fish fed reference diet. Protein level of heat shock protein 70 (HSP70) in liver was significantly higher in fish fed GM maize compared with fish fed the reference diet. No diet-related differences were found in normalized gene expression of SOD, CAT or HSP70 in liver or distal intestine. Normalized gene expression of interleukin-1 beta in spleen and head-kidney did not vary significantly between diet groups. Interestingly, fish fed high GM maize showed a significantly larger proportion of plasma granulocytes, a significantly larger sum of plasma granulocyte and monocyte proportions, but a significantly smaller proportion of plasma lymphocytes, compared with fish fed high nGM maize. In conclusion, Atlantic salmon fed GM maize showed some small changes in stress protein levels and activities, but none of these changes were comparable to the normalized gene expression levels analysed for these stress proteins. GM maize seemed to induce significant changes in white blood cell populations which are associated with an immune response.

Los cultivos de maíz genéticamente modificados y las suspensiones de Bacillus thuringiensis (Bt) se utilizan actualmente para controlar las plagas de insectos de la familia Lepidoptera. Para este propósito, el gen cry1Ab que codifica la proteína δ-endotoxina derivada de B. thuringiensis kurstaki (Btk), que es altamente tóxico para estos insectos, se insertó y expresó en maíz. Los objetivos de este estudio fueron examinar la aparición y persistencia del gen cry1Ab del maíz Btk y Bt en ambientes acuáticos cerca de los campos donde se cultivó el maíz Bt. Primero, se desarrolló una metodología óptima de preparación y extracción de ADN para permitir el análisis cuantitativo de genes mediante la reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (qPCR) en varias matrices ambientales. En segundo lugar, las aguas superficiales y los sedimentos se enriquecieron in vitro con ADN genómico de maíz Bt o Bt para evaluar la persistencia de los genes cry1Ab. En tercer lugar, se recogieron muestras de suelo, sedimento y agua antes de la siembra, 2 semanas después de la liberación del polen y después de la recolección del maíz y la remezcla mecánica de la raíz en los suelos para evaluar el contenido del gen cry1Ab. El ADN se extrajo con suficiente pureza (es decir, baja absorbancia a 230 nm y ausencia de sustancias inhibidoras de la PCR) del suelo, los sedimentos y el agua superficial. El gen cry1Ab persistió durante más de 21 y 40 días en aguas superficiales y sedimentos, respectivamente. La eliminación de bacterias mediante la filtración de muestras de agua superficial no aumentó significativamente la vida media del transgén, pero los niveles fueron cinco veces más abundantes que en el agua no filtrada al final del período de exposición. En los sedimentos, el gen cry1Ab del maíz Bt todavía se detectó después de 40 días en sedimentos ricos en arcilla y arena. Los estudios de campo revelaron que el gen cry1Ab del maíz transgénico y del Bt natural era más abundante en el sedimento que en el agua superficial. El transgén cry1Ab se detectó tan lejos como los ríos Richelieu y St. Lawrence (82 km río abajo de la parcela de cultivo de maíz), lo que sugiere que existían múltiples fuentes de este gen y/o que se transporta por la columna de agua. El gen cry1Ab asociado al sedimento del maíz Bt tendió a disminuir con la distancia del campo de maíz Bt. Las concentraciones de sedimento del gen cry1Ab se correlacionaron significativamente con las del gen cry1Ab en el agua de superficie (R = 0,83; P = 0,04). Los datos indican que el ADN de maíz Bt y Bt fueron persistentes en ambientes acuáticos y se detectaron en ríos que drenan zonas agrícolas.

Genetically modified corn crops and suspensions of Bacillus thuringiensis (Bt) are currently used to control pest infestations of insects of the Lepidoptera family. For this purpose, the cry1Ab gene coding for protein δ-endotoxin derived from B. thuringiensis kurstaki (Btk), which is highly toxic to these insects, was inserted and expressed in corn. The aims of this study were to examine the occurrence and persistence of the cry1Ab gene from Btk and Bt corn in aquatic environments near fields where Bt corn was cultivated. First, an optimal DNA preparation and extraction methodology was developed to allow for quantitative gene analysis by real-time polymerase chain reaction (qPCR) in various environmental matrices. Second, surface water and sediment were spiked in vitro with genomic DNA from Bt or Bt corn to evaluate the persistence of cry1Ab genes. Third, soil, sediment, and water samples were collected before seeding, 2 weeks after pollen release, and after corn harvesting and mechanical root remixing in soils to assess cry1Ab gene content. DNA was extracted with sufficient purity (i.e., low absorbance at 230 nm and absence of PCR-inhibiting substances) from soil, sediment, and surface water. The cry1Abgene persisted for more than 21 and 40 days in surface water and sediment, respectively. The removal of bacteria by filtration of surface water samples did not significantly increase the half-life of the transgene, but the levels were fivefold more abundant than those in unfiltered water at the end of the exposure period. In sediments, the cry1Ab gene from Bt corn was still detected after 40 days in clay- and sand-rich sediments. Field surveys revealed that the cry1Ab gene from transgenic corn and from naturally occurring Bt was more abundant in the sediment than in the surface water. The cry1Ab transgene was detected as far away as the Richelieu and St. Lawrence rivers (82 km downstream from the corn cultivation plot), suggesting that there were multiple sources of this gene and/or that it undergoes transport by the water column. Sediment-associated cry1Ab gene from Bt corn tended to decrease with distance from the Bt cornfield. Sediment concentrations of the cry1Ab gene were significantly correlated with those of the cry1Ab gene in surface water (R=0.83;P=0.04). The data indicate that DNA from Bt corn and Bt were persistent in aquatic environments and were detected in rivers draining farming areas.