El área sembrada con cultivos genéticamente modificados ha aumentado dramáticamente en los últimos diez años. Esto ha generado muchos estudios que examinan los efectos no específicos de las plantas de bioingeniería que expresan endotoxinas de Bacillus thuringiensis. Hasta la fecha, la mayoría se ha centrado en los efectos a nivel de la población en el campo o en la evaluación de laboratorio de vías tróficas específicas de plantas-herbívoros o plantas-herbívoros-predadores. Usando un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas post mortem, examinamos la captación de endotoxinas Cry1Ab por coccinélidos depredadores y la importancia de la antesis para esta vía trófica. Coleomegilla maculata adulta, Harmonia axyridis, Cycloneda munda y Coccinella septempunctata contenían cantidades bajas, pero detectables, de endotoxina Bt cuando se examinaron mediante ELISA. Esto fue más evidente en C. maculata, con 12.8% de 775 individuos que dieron positivo para endotoxinas Cry1Ab. Interesantemente, la presencia de endotoxinas en las muestras intestinales no se limitó a los períodos alrededor de la antesis, pero los adultos con coccinélidos dieron positivo dos semanas antes y hasta diez semanas después de que se desprendiera el polen, lo que sugiere que los enlaces tratróficos en su cadena alimentaria facilitan la transferencia de endotoxinas a depredadores de orden superior. Esto contrasta con Coleomegilla maculata adulta que ingresa a los sitios de hibernación donde no se detectaron endotoxinas Bt en las muestras intestinales, lo que indica niveles bajos de persistencia de endotoxinas Cry1Ab dentro de los predadores coccinélidos. Este estudio mejora nuestra comprensión de las interacciones complejas entre los cultivos transgénicos y las redes alimentarias no objetivo, pero se requiere más investigación para cuantificar la importancia de los enlaces tróficos específicos en el campo.
The area planted to genetically engineered crops has increased dramatically in the last ten years. This has generated many studies examining non-target effects of bioengineered plants expressing Bacillus thuringiensis endotoxins. To date, most have focused on population-level effects in the field or laboratory evaluation of specific plant-herbivore or plant-herbivore-predator trophic pathways. Using a post-mortem enzyme-linked immunosorbent assay, we examined the uptake of Cry1Ab-endotoxins by predatory coccinellids and the importance of anthesis to this trophic pathway. Adult Coleomegilla maculata, Harmonia axyridis, Cycloneda munda and Coccinella septempunctata contained low, but detectable, quantities of Bt-endotoxin when screened by ELISA. This was most evident in C. maculata, with 12.8% of 775 individuals testing positive for Cry1Ab-endotoxins. Interestingly, the presence of endotoxins in gut samples was not confined to periods around anthesis, but coccinellid adults tested positive two weeks before and up to ten weeks after pollen was shed, suggesting tri-trophic linkages in their food chain facilitates the transfer of endotoxins into higher-order predators. This contrasts with adult Coleomegilla maculata entering overwintering sites where Bt-endotoxins were not detected in gut samples, indicating low levels of persistence of Cry1Ab-endotoxins within coccinellid predators. This study enhances our understanding of complex interactions between transgenic crops and non-target food webs, but further research is required to quantify the significance of specific trophic linkages in the field.
La disminución de la alimentación larvaria y el peso de la mariposa monarca, Danaus plexippus L., se han detectado después de 4 días de exposición en el laboratorio a una alta densidad de anteras que expresan Bacillus thuringiensis (Bt). Una hipótesis es que las larvas expuestas a las anteras Bt exhiben un mayor desplazamiento, lo que resulta en una menor alimentación y un menor aumento de peso. Para probar esta hipótesis, se observaron larvas de mariposa monarca de 2 días expuestas a discos de hoja de algodoncillo sin anteras, anteras que expresan Bt (Cry1Ab, evento MON810) u otras anteras no Bt utilizando un sistema de seguimiento de video. Como se ha demostrado en estudios anteriores, las larvas expuestas a anteras Bt se alimentaron menos y ganaron menos peso que las expuestas a no Bt o sin anteras, sin embargo, no hubo evidencia de alimentación con anteras. La distancia total recorrida, el desplazamiento máximo desde el punto de liberación, el porcentaje de tiempo que pasaron moviéndose o cerca de las anteras o el ángulo de giro medio no difirieron entre los tratamientos. Sin embargo, las larvas expuestas a anteras Bt pasaron más tiempo fuera de los discos de hoja de algodoncillo que las expuestas a ninguna antera y tenían más probabilidades de moverse fuera de la hoja que las larvas expuestas a anteras no Bt. Los resultados sugieren que las larvas expuestas a las anteras Bt se comportan de manera diferente y que la ingestión puede no ser la única forma en que Bt puede afectar a los insectos no objetivo como la mariposa monarca.
Decreased larval feeding and weight of the monarch butterfly, Danaus plexippus L., have been detected after 4 d of exposure in the laboratory to a high density of Bacillus thuringiensis (Bt)-expressing anthers. One hypothesis is that larvae exposed to Bt anthers exhibit increased wandering, resulting in less feeding and lower weight gain. To test this hypothesis, 2-d-old monarch butterfly larvae exposed to milkweed leaf disks with no anthers, anthers that express Bt (Cry1Ab, event MON810), or other non-Bt anthers were observed using a video-tracking system. As had been shown in previous studies, larvae exposed to Bt anthers fed less and gained less weight than larvae exposed to non-Bt or no anthers, yet there was no evidence of feeding on anthers. Total distance moved, maximum displacement from release point, percentage of time spent moving or near anthers, or mean turn angle did not differ across treatments. However, larvae exposed to Bt anthers spent more time off milkweed leaf disks than those exposed to no anthers and were more likely to move off the leaf than larvae exposed to non-Bt anthers. Results suggest that larvae exposed to Bt anthers behave differently and that ingestion may not be the only way Bt can affect nontarget insects like the monarch butterfly.
El maíz (Zea mays L.) que ha sido diseñado genéticamente para producir la proteína Cry1Ab (maíz Bt) es resistente a las plagas de lepidópteros. El maíz Bt se planta ampliamente en el medio oeste de los Estados Unidos, a menudo adyacente a los nacimientos de agua. Mostramos que los subproductos del maíz, como el polen y los detritos, entran en los nacimientos de agua y son almacenados, consumidos y transportados a los cuerpos de agua corriente abajo. Las pruebas de alimentación en el laboratorio mostraron que el consumo de subproductos de maíz Bt redujo el crecimiento y aumentó la mortalidad de los insectos acuáticos no objetivo. Los insectos acuáticos son una presa importante para los depredadores acuáticos y ribereños, y la plantación generalizada de cultivos Bt tiene consecuencias inesperadas a escala del ecosistema.
Corn (Zea mays L.) that has been genetically engineered to produce the Cry1Ab protein (Bt corn) is resistant to lepidopteran pests. Bt corn is widely planted in the midwestern United States, often adjacent to headwater streams. We show that corn byproducts, such as pollen and detritus, enter headwater streams and are subject to storage, consumption, and transport to downstream water bodies. Laboratory feeding trials showed that consumption of Bt corn byproducts reduced growth and increased mortality of nontarget stream insects. Stream insects are important prey for aquatic and riparian predators, and widespread planting of Bt crops has unexpected ecosystem-scale consequences.
Aunque una gran cantidad de experimentos han examinado las consecuencias ecológicas de los cultivos transgénicos de Bacillus thuringiensis (Bt), continúan los debates sobre los impactos no objetivo de esta tecnología. Las revisiones cuantitativas de los estudios existentes son cruciales para evaluar mejor los riesgos y mejorar las futuras evaluaciones de riesgos. Para fomentar los análisis de riesgo basados en la evidencia, construimos una base de datos de búsqueda para los efectos no objetivo de los cultivos Bt. Un meta análisis de 42 experimentos de campo indica que los invertebrados no objetivo son generalmente más abundantes en los campos de algodón Bt y maíz Bt que en los campos no transgénicos manejados con insecticidas. Sin embargo, en comparación con los campos de control libres de insecticidas, ciertos taxones no objetivo son menos abundantes en los campos Bt
Although scores of experiments have examined the ecological consequences of transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) crops, debates continue regarding the nontarget impacts of this technology. Quantitative reviews of existing studies are crucial for better gauging risks and improving future risk assessments. To encourage evidence-based risk analyses, we constructed a searchable database for nontarget effects of Bt crops. A meta-analysis of 42 field experiments indicates that nontarget invertebrates are generally more abundant in Bt cotton and Bt maize fields than in nontransgenic fields managed with insecticides. However, in comparison with insecticide-free control fields, certain nontarget taxa are less abundant in Bt fields
Titulo original:
First report of field resistance by the stem borer, Busseola fusca (Fuller) to Bt transgenic maize
Autores:
Van Rensburg; J.
Revista:
South African Journal of Plant and Soil
Año:
2007
Palabras clave:
Maíz Bt, resistencia de campo, barrenadores del tallo
Los informes de daños severos causados ??por el barrenador del tallo africano, Busseola fusca (Fuller) al maíz transgénico Mon810 (Bt) llevaron a un estudio en el cual comparó la supervivencia de las progenies de larvas diapausa recolectadas de una plantación Bt y no Bt durante la alimentación en varios híbridos Bt y no Bt. Las plantas cultivadas en el campo y en el invernadero fueron infestadas artificialmente con larvas de neonatos.La masa larvaria fue registrada en intervalos de dos días durante tres semanas. Los datos fueron sometidos a análisis de regresión simples seguidos de una comparación por pares de las pendientes. Las dos poblaciones de perforadores presentaron ganancias similares de masa larvaria en híbridos no Bt, pero difirieron en la respuesta a los híbridos Bt. Un determinado número de larvas de la población no derivada de Bt sobrevivieron solo hasta el octavo día. En contraste, una gran cantidad de larvas de la población derivada de Bt sobrevivieron durante todo el período de prueba. En media de la masa larvaria de la población derivada de Bt al final del experimento fue menor en los híbridos Bt que en sus contrapartes susceptibles. Lo cual indica que la población derivada de Bt ha alcanzado un nivel de resistencia donde algunas larvas pueden sobrevivir en presencia de la toxina Bt, pero no sin algún efecto perjudicial sobre la tasa de crecimiento de las larvas. Como los productores se inclinan a proporcionar refugios bajo condiciones de lluvia en las inmediaciones de las plantaciones con sistemas de riego y no como parte de los campos irrigados, la conocida preferencia de las polillas por la alta humedad puede contribuir en el aumentar de la presión de selección hacia el desarrollo de resistencia al toxina Bt.
Reports of severe damage caused by the African stem borer, Busseola fusca (Fuller) to Mon810-transgenic maize (Bt) prompted a study in which the survival of progenies of diapause larvae collected from both a Bt and non-Bt planting were compared when feeding on various Bt and non-Bt hybrids. Field and greenhouse grown plants were artificially infested with neonate larvae. Larval mass was recorded at two-day intervals for three weeks. Data were subjected to simple regression analyses followed by pair wise comparison of the slopes. The two borer populations showed similar larval mass gains on non-Bt hybrids but differed in the response to Bt-hybrids. Appreciable numbers of larvae from the non-Bt derived population survived only to the eighth day. In contrast, substantial numbers of larvae of the Bt-derived population survived over the entire trial period. The mean larval mass of the Bt-derived population at the conclusion of the experiment was less on Bt-hybrids than on their susceptible counterparts. This indicates that the Bt-derived population has attained a level of resistance where some larvae are able to survive in the presence of the Bt-toxin but not without some detrimental effect on larval growth rate. Since producers are inclined to provide refugia under rain fed conditions in the immediate vicinity of irrigated plantings rather than as part of irrigated fields, the known preference of moths for high humidity could have contributed to increased selection pressure towards the development of resistance to the Bt-toxin.
Las susceptibilidades de 82 gusanos elotero, Helicoverpa zea (Boddie), y 44 lombrices del gusano del tabaco, Heliothis virescens (F.) (Lepidoptera: Noctuidae), las poblaciones a la proteína Cry2Ab2 se midieron en ensayos de dieta incorporados en la Universidad de Arkansas de 2002 a 2005. Los datos resultantes se utilizaron para calcular las estimaciones globales (datos agrupados) de la susceptibilidad de las especies para futuros puntos de referencia de resistencia. Las variabilidades entre las poblaciones también fueron estudiadas comparando con las regresiones para poblaciones individuales y el cálculo de las susceptibilidades medias para diferentes subgrupos de las colonias estudiadas. Las estimaciones de concentración letal individual (LC50) para nueve poblaciones de H. virescens de laboratorio, siete cruzadas en laboratorio y 28 de campo variaron hasta 48 veces cuando se ajustaron para la respuesta de la colonia de laboratorio más susceptible estudiada. Las susceptibilidades medias de todas las colonias de laboratorio, de cruzamiento de laboratorio o de campo variaron solo dos veces. Cuando se agruparon por plantas hospederas, las poblaciones recolectadas en tabaco, Nicotiana tabacum (L.), parecieron ser menos susceptibles que las recolectadas en otras plantas hospederas. Los valores individuales de CL50 para 82 poblaciones de H. zea de laboratorio, de cruce de laboratorio y de campo variaron hasta 37 veces. Los valores medios de CL50 de todas las poblaciones de laboratorio, de cruce de laboratorio o de campo variaron solo tres veces. Las susceptibilidades de las poblaciones el gusano bellotero del algodón fueron hasta cuatro veces menos que las del maíz Bacillus thuringiensis, Zea mays L. las poblaciones de campo colectadas durante al final del ciclo fueron generalmente menos susceptibles que las recolectadas al inicio de la temporada. En las dos especies, H. zea fue menos sensible a Cry2Ab2 que H. virescens. Ambas especies parecen ser menos sensibles a Cry2Ab2 que a CrylAc.
Susceptibilities of 82 bollworm, Helicoverpa zea (Boddie), and 44 tobacco budworm, Heliothis virescens (F.) (Lepidoptera: Noctuidae), populations to Cry2Ab2 protein were measured in diet incorporated assays at the University of Arkansas from 2002 to 2005. Resulting data were used to calculate overall (pooled data) estimates of species susceptibility for future benchmarks of resistance. Variabilities among populations also were studied by comparing regressions for individual populations and calculating mean susceptibilities for different subgroups of the colonies studied. Individual lethal concentration (LC50) estimates for nine laboratory, seven laboratory-cross, and 28 field populations of H. virescens varied up to 48-fold when adjusted for the response of the most susceptible laboratory colony studied. Mean susceptibilities of all laboratory, laboratory-cross, or field colonies varied only two-fold. When grouped by host plants, populations collected on tobacco, Nicotiana tabacum (L.), seemed to be less susceptible than those collected on other host plants. Individual LC50 values for 82 laboratory, laboratory-cross and field populations of H. zea varied up to 37-fold. Mean LC50 values of all laboratory, laboratory-cross, or field populations varied only three-fold. Susceptibilities of populations from Bollgard cotton were up to four-fold less than those from Bacillus thuringiensis corn, Zea mays L. Field populations collected during late season were generally less susceptible than those collected early in the season. Across the two species, H. zea was less sensitive to Cry2Ab2 than H. virescens. Both species seem to be less sensitive to Cry2Ab2 than to CrylAc.
Titulo original:
Transgenic proteins in maize in the Soil Conservation area of Federal District, Mexico
Autores:
José-Antonio Serratos-Hernández,José-Luis Gómez-Olivares,Noé Salinas-Arreortua,Enrique Buendía-Rodríguez,Fabián Islas-Gutiérrez,Ana de Ita
Revista:
Fronteras en Ecología y Medio Ambiente
Año:
2007
Palabras clave:
maíz, transgenicos, semillas
En 2003, las autoridades ambientales del Distrito Federal de México declararon que los organismos genéticamente modificados eran incompatibles con las prácticas de agricultura ecológica establecidas en las zonas rurales al sur de la Ciudad de México. Para garantizar el cumplimiento de las normas oficiales y las políticas de agricultura orgánica, se tomaron medidas para implementar un sistema de alerta temprana para la detección de maíz transgénico en los campos de los agricultores. En nuestros esfuerzos de muestreo, que se realizaron en 2003, se encontraron proteínas transgénicas expresadas en maíz en dos (0,96%) de 208 muestras de campos de agricultores, ubicados en dos (8%) de 25 comunidades muestreadas. México importa una cantidad sustancial de maíz de los EE. UU. y, debido a las redes de semillas formales e informales entre los agricultores rurales, existen muchas rutas potenciales de entrada para el maíz transgénico en las redes alimentarias y de piensos.
In 2003, the environmental authorities of the Federal District of Mexico declared that genetically modified organisms were incompatible with ecological agriculture practices established in rural areas south of Mexico City. To ensure compliance with official standards and organic agriculture policies, steps were taken to implement an early warning system for the detection of genetically modified maize in farmers’ fields. In our sampling efforts, which were conducted in 2003, transgenic proteins expressed in maize were found in two (0.96%) of 208 samples from farmers’ fields, located in two (8%) of 25 sampled communities. Mexico imports a substantial amount of maize from the US, and due to formal and informal seed networks among rural farmers, there are many potential routes of entrance for transgenic maize into food and feed webs. To sustain agroecological practices, preserve organic agriculture, and conserve maize landraces in the Soil Conservation area of the Mexican Federal District, environmental authorities will need to maintain and update ecological policies such as the “green seal” for organic agriculture, apply alternative technologies such as biofertilizers to enhance plant nutrition, and develop sustainable maize agriculture with the implementation of profitable intercropping systems.
Titulo original:
Analysis of Chiral Amino Acids in Conventional and Transgenic Maize
Autores:
Herrero, M., E. Ibañez, P. J. Martín-Álvarez y A. Cifuentes
Revista:
Química analítica
Año:
2007
Palabras clave:
Maiz transgenico
En este trabajo, se propone un nuevo método de cromatografía electrocinética micelar quiral con detección de fluorescencia inducida por láser (MEKC-LIF quiral) para identificar y cuantificar los aminoácidos d y l en tres líneas de maíz transgénico y sus correspondientes líneas parentales no transgénicas cultivadas. en condiciones idénticas. El procedimiento optimizado incluye extracción de aminoácidos, derivatización con FITC y separación quiral-MEKC-LIF en un electrolito de fondo compuesto de tetraborato de sodio 100 mM, SDS 80 mM y β-CD 20 mM a pH 10,0. Las formas d y l de Arg, Ser, Ala, Glu y Asp, correspondientes a la mayoría de los aminoácidos que normalmente se encuentran en el maíz, se separan en menos de 25 minutos con eficiencias de hasta 890 000 placas/m y alta sensibilidad ( es decir, se obtuvieron LOD tan bajos como 160 nM para d -Arg para una relación señal-ruido de tres), lo que permitió la detección de 1% de d -Arg en presencia de 99% de su enantiómero opuesto. Usando este método, se detectan diferentes d -aminoácidos en todas las muestras de maíz investigadas, proporcionando la cuantificación reproducible del exceso d -enantiomérico (% d -aa) para cada aminoácido calculado como % d -aa = 100 d -aa/( d -aa + l -aa). Así, se observaron diferencias significativas entre los valores de % d -aa para las diferentes variedades convencionales (maíz Aristis, Tietar y PR33P66), como era de esperarse por su variabilidad natural. Más interesante aún, comparando cada maíz convencional con su correspondiente línea transgénica, se obtuvieron valores % d -aa muy similares para una de las parejas de maíz estudiadas (Tietar vs Tietar-Bt), lo que podría presentarse como una nueva prueba de su equivalencia sustancial. Sin embargo, se observaron diferencias significativas en los valores de % d -aa para las otras líneas de maíz estudiadas. Se concluye que los procedimientos enantioselectivos pueden abrir nuevas perspectivas en el estudio de organismos transgénicos con el fin de corroborar (o no) la equivalencia con sus homólogos convencionales.
In this work, a new chiral micellar electrokinetic chromatography with laser-induced fluorescence detection (chiral-MEKC-LIF) method is proposed to identify and quantify d- and l-amino acids in three lines of transgenic maize and their corresponding nontransgenic parental lines grown under identical conditions. The optimized procedure includes amino acids extraction, derivatization with FITC and chiral-MEKC-LIF separation in a background electrolyte composed of 100 mM sodium tetraborate, 80 mM SDS, and 20 mM β-CD at pH 10.0. The d- and l-forms of Arg, Ser, Ala, Glu, and Asp, corresponding to the majority amino acids usually found in maize, are separated in less than 25 min with efficiencies up to 890 000 plates/m and high sensitivity (i.e., LODs as low as 160 nM were obtained for d-Arg for a signal-to-noise ratio of three), allowing the detection of 1% d-Arg in the presence of 99% of its opposite enantiomer. Using this method, different d-amino acids are detected in all investigated maize samples providing the reproducible quantification of the d-enantiomeric excess (% d-aa) for each amino acid calculated as % d-aa = 100d-aa/(d-aa + l-aa). Thus, significant differences were observed among the % d-aa values for the different conventional varieties (Aristis, Tietar, and PR33P66 maize) as could be expected from their natural variability. More interestingly, comparing each conventional maize with its corresponding transgenic line, very similar % d-aa values were obtained for one of the studied maize couples (Tietar vs Tietar-Bt) what could be presented as a new proof of their substantial equivalence. However, significant differences in the % d-aa values were observed for the other lines of maize studied. It is concluded that enantioselective procedures can open new perspectives in the study of transgenic organisms in order to corroborate (or not) the equivalence with their conventional counterparts.
Titulo original:
Can transgenic maize affect soil microbial communities?
Autores:
Mulder, C.; Wouterse, M.; Raubuch, M.; Roelofs, W.; Rutgers, M.
Revista:
PLOS Computational Biology
Año:
2006
Palabras clave:
Bacillus thuringiensis, Comunidad microbiana, Toxina cry1Ab
El objetivo del experimento fue determinar si las variaciones temporales de la actividad subterránea reflejan la influencia de la proteína Cry1Ab del maíz transgénico en las bacterias del suelo y, por lo tanto, en un cambio regulatorio de la comunidad microbiana (capacidad para metabolizar fuentes que pertenecen a diferentes gremios químicos) y/o un cambio en la abundancia numérica de sus células. La ubicación de los residuos es conocida por su fuerte influencia en las comunidades de descomposición de suelos. Los efectos de la adición de residuos de cultivos en la respiración y las actividades catabólicas de la comunidad bacteriana se examinaron en experimentos de microcosmos. Se incluyeron en el diseño experimental cuatro cultivos de Zea mays L. de dos isolíneas diferentes (cada una incluye el cultivo convencional y su cultivar Bacillus thuringiensis) y un control de suelo granular. Los modelos de crecimiento sugieren una dicotomía entre los suelos modificados con residuos de maíz convencionales o transgénicos. La proteína Cry1Ab pareció influir en la composición de la comunidad microbiana. La respiración del suelo altamente mejorada observada durante las primeras 72 h después de la adición de residuos de maíz Bt puede interpretarse como relacionada con la presencia de residuos de cultivos transgénicos. Este resultado se confirmó mediante el recuento en placa de agar, ya que los promedios de las unidades formadoras de colonias de los suelos en los tratamientos convencionales fueron aproximadamente un tercio de los tratados con paja transgénica. Además, la adición de maíz Bt pareció inducir un mayor consumo microbiano de carbohidratos en los “EcoPlates” BIOLOG. Tres semanas después de la adición de residuos de maíz a los suelos, no se detectaron diferencias entre la tasa de consumo de gremios químicos específicos por bacterias en suelos modificados con maíz transgénico y bacterias en suelos adicionados con maíz convencional. Los residuos de cultivos cosechados, comparables a la paja de maíz posterior a la cosecha (una práctica común en la agricultura actual), influyen rápidamente en las células bacterianas del suelo a un nivel funcional. En general, estos datos apoyan la existencia de cambios ecológicos cortos inducidos por Bt en las comunidades microbianas de los suelos de las tierras de cultivo.
The aim of the experiment was to determine if temporal variations of belowground activity reflect the influence of the Cry1Ab protein from transgenic maize on soil bacteria and, hence, on a regulatory change of the microbial community (ability to metabolize sources belonging to different chemical guilds) and/or a change in numerical abundance of their cells. Litter placement is known for its strong influence on the soil decomposer communities. The effects of the addition of crop residues on respiration and catabolic activities of the bacterial community were examined in microcosm experiments. Four cultivars of Zea mays L. of two different isolines (each one including the conventional crop and its Bacillus thuringiensis cultivar) and one control of bulk soil were included in the experimental design. The growth models suggest a dichotomy between soils amended with either conventional or transgenic maize residues. The Cry1Ab protein appeared to influence the composition of the microbial community. The highly enhanced soil respiration observed during the first 72 h after the addition of Bt-maize residues can be interpreted as being related to the presence of the transgenic crop residues. This result was confirmed by agar plate counting, as the averages of the colony-forming units of soils in conventional treatments were about one-third of those treated with transgenic straw. Furthermore, the addition of Bt-maize appeared to induce increased microbial consumption of carbohydrates in BIOLOG EcoPlates. Three weeks after the addition of maize residues to the soils, no differences between the consumption rate of specific chemical guilds by bacteria in soils amended with transgenic maize and bacteria in soils amended with conventional maize were detectable. Reaped crop residues, comparable to post-harvest maize straw (a common practice in current agriculture), rapidly influence the soil bacterial cells at a functional level. Overall, these data support the existence of short Bt-induced ecological shifts in the microbial communities of croplands’ soils.
Titulo original:
Biological activity of Cry1Ab toxin expressed by Bt maize following ingestion by herbivorous arthropods and exposure of thepredator Chrysoperla carnea
Autores:
Obrist, L.; Dutton, A.; Romeis, J.; Bigler, F.
Una de las principales preocupaciones con respecto al despliegue de plantas transgénicas resistentes a insectos es su impacto potencial en organismos no objetivo, en particular en artrópodos beneficiosos, como los depredadores. Para evaluar los riesgos que las plantas transgénicas representan para los depredadores, se pueden utilizar varios sistemas de prueba experimentales. Cuando se usan estudios tritróficos, es importante verificar la exposición real del depredador, es decir, la presencia de toxina biológicamente activa en el artrópodo herbívoro (presa). Por lo tanto, investigamos la absorción de la toxina Cry1Ab por parte de las larvas de la crisopa (Chrysoperla carnea (Stephens); Neuroptera: Chrysopidae) después de consumir dos herbívoros alimentados con maíz Bt (Tetranychus urticae Koch; Acarina: Tetranychidae y Spodoptera littoralis (Boisduval); Lepidoptera: Noctuidae) mediante una prueba inmunológica (ELISA) y la actividad de la toxina Cry1Ab después de la ingesta por los herbívoros. Además, comparamos la actividad de la toxina Cry1Ab producida por el maíz Bt con la de la toxina purificada obtenida de Escherichia coli transformada, que se recomienda usar en estudios de toxicidad. La actividad de la toxina se evaluó realizando bioensayos de alimentación con larvas del barrenador europeo del maíz (Ostrinia nubilalis (Hübner); Lepidoptera: Crambidae), la plaga objetivo del maíz que expresa Cry1Ab. ELISA confirmó la ingesta de toxina Bt por las larvas de C. carnea cuando se alimentó con una de las dos especies de presas, y los bioensayos de alimentación utilizando la plaga objetivo mostraron que la actividad biológica de la toxina Cry1Ab se mantiene después de la ingesta por ambas especies de herbívoros. Estos hallazgos se discuten en el contexto de estudios de evaluación de riesgos anteriores con C. carnea. La proteína Cry1Ab purificada fue más tóxica para O. nubilalis en comparación con la toxina Cry1Ab derivada de la planta cuando se aplicó a concentraciones iguales de acuerdo con las mediciones de ELISA. Se discuten las posibles razones de estos hallazgos.
A major concern regarding the deployment of insect resistant transgenic plants is their potential impact on non-target organisms, in particular on beneficial arthropods such as predators. To assess the risks that transgenic plants pose to predators, various experimental testing systems can be used. When using tritrophic studies, it is important to verify the actual exposure of the predator, i.e., the presence of biologically active toxin in the herbivorous arthropod (prey). We therefore investigated the uptake of Cry1Ab toxin by larvae of the green lacewing (Chrysoperla carnea (Stephens); Neuroptera: Chrysopidae) after consuming two Bt maize-fed herbivores (Tetranychus urticae Koch; Acarina: Tetranychidae and Spodoptera littoralis (Boisduval); Lepidoptera: Noctuidae) by means of an immunological test (ELISA) and the activity of the Cry1Ab toxin following ingestion by the herbivores. Moreover, we compared the activity of Cry1Ab toxin produced by Bt maize to that of purified toxin obtained from transformed Escherichia coli, which is recommended to be used in toxicity studies. The activity of the toxin was assessed by performing feeding bioassays with larvae of the European corn borer (Ostrinia nubilalis (Hübner); Lepidoptera: Crambidae), the target pest of Cry1Ab expressing maize. ELISA confirmed the ingestion of Bt toxin by C. carnea larvae when fed with either of the two prey species and feeding bioassays using the target pest showed that the biological activity of the Cry1Ab toxin is maintained after ingestion by both herbivore species. These findings are discussed in the context of previous risk assessment studies with C. carnea. The purified Cry1Ab protein was more toxic to O. nubilalis compared to the plant-derived Cry1Ab toxin when applied at equal concentrations according to ELISA measurements. Possible reasons for these findings are discussed.