Los cultivos genéticamente modificados (GM) que contienen la proteína fosfinotricina acetiltransferasa (PAT) se han plantado ampliamente en todo el mundo. El desarrollo de un método rápido para detectar proteína PAT es de gran importancia para la supervisión de alimentos. En este estudio, se construyó un inmunosensor electroquímico simple sin etiquetas para la detección ultrasensible de la proteína PAT usando tionina (Thi)/nanopartículas de oro (AuNP) como moléculas de amplificación de señal y sustancias electroquímicamente activas. En condiciones óptimas, los límites de detección del sensor para soja A2704-12 y maíz BT-176 fueron 0,02% y 0,03%, respectivamente. El sensor pudo detectar cultivos que contenían proteína PAT y no tuvo reacción cruzada con otras proteínas. Después de un almacenamiento a 4 °C durante 33 días, el sensor aún conservaba el 82,5 % de la señal original, con una desviación estándar relativa (RSD) de 0,92%. Las recuperaciones del sensor para soja A2704-12 y maíz BT-176 fueron 85%-108% y 98%-113%, respectivamente. El inmunosensor PAT-target desarrollado con alta sensibilidad, especificidad y reproducibilidad y precisión satisfactorias será una herramienta útil en la detección de rastros de cultivos GM. Además, este concepto de diseño se puede extender a otras proteínas simplemente cambiando el anticuerpo

Genetically modified (GM) crops containing phosphinothricin acetyltransferase (PAT) protein has been widely planted worldwide. The development of a rapid method for detecting PAT protein is of great importance to food supervision. In this study, a simple label-free electrochemical immunosensor for the ultrasensitive detection of PAT protein was constructed using thionine (Thi)/gold nanoparticles (AuNPs) as signal amplification molecules and electrochemically active substances. Under optimum conditions, the limits of detection of the sensor for soybean A2704-12 and maize BT-176 were 0.02% and 0.03%, respectively. The sensor could detect crops containing PAT protein and had no cross-reaction with other proteins. After storage at 4°C for 33 days, the sensor still retained 82.5% of the original signal, with a relative standard deviation (RSD) of 0.92%. The recoveries of the sensor for soybean A2704-12 and maize BT-176 were 85%–108% and 98%–113%, respectively. The developed PAT-target immunosensor with high sensitivity, specificity, and satisfactory reproducibility and accuracy will be a useful tool in the trace screening of GM crops. Moreover, this design concept can be extended to other proteins by simply changing the antibody.

En este estudio se desarrolló una tira inmunocromatográfica de oro coloidal (ICS) para la detección simultánea de múltiples proteínas transgénicas, incluidas CP4 EPSPS, BT-Cry1Ab y BT-Cry1Ac. La sensibilidad de la tira a la proteína diana fue de 5 ng / mL para CP4 EPSPS, 100 ng / mL para BT-Cry1Ab y Cry1Ac, respectivamente. Un análisis paralelo para maíz, soja, remolacha azucarera y algodón mostró que la tira podría detectar 1% de contenido transgénico en cultivos que contienen BT-Cry1Ab y Cry1Ac, y, al menos, 0,1% del contenido en cultivos que contienen CP4 EPSPS. Los resultados de detección de las muestras de semillas indicaron que el análisis de componentes múltiples ICS tuvo una buena precisión. El análisis se pudo completar en 10 minutos y tenía las ventajas de ser de alto rendimiento, fácil de operar y de detección visual. Este es el primer informe de ICS semicuantitativo para detectar tres proteínas transgénicas simultáneamente. El enfoque desarrollado puede proporcionar información sobre el desarrollo de ICS para analizar simultáneamente múltiples componentes en cultivos genéticamente modificados.

A colloidal gold immunochromatographic strip (ICS) for simultaneous detection of multiple transgenic proteins, including CP4 EPSPS, BT-Cry1Ab and BT-Cry1Ac, was developed in this study. The sensitivity of the strip to the target protein was 5 ng/mL for CP4 EPSPS, 100 ng/mL for BT-Cry1Ab and Cry1Ac, respectively. Parallel analysis for maize, soybean, sugar beet and cotton showed the strip could detect 1% of transgenic content in crops containing BT-Cry1Ab and Cry1Ac, and, at least, 0.1% of content in crops containing CP4 EPSPS. The detection results for seed samples indicated the multicomponent analysis ICS had good accuracy. The analysis could be completed within 10 min and had the advantages of being high-throughput, easy to operate and visual detection. This is the first report of semi-quantitative ICS for detecting three transgenic proteins simultaneously. The developed approach may provide insights into the development of ICS for analyzing simultaneously multiple components in genetically modified crops.

El gusano del maíz, Helicoverpa zea (Boddie) (Lepidoptera: Noctuidae), es una plaga objetivo principal del maíz Bt piramidado y el algodón en los EE. UU. En 2017 y 2018, se observó un daño notable en el oído y la supervivencia larvaria de H. zea en el maíz piramidado Cry1A105/Cry2Ab2 en algunos campos en el noreste de Louisiana, EE. UU. El objetivo de este estudio fue determinar si el problema de control de campo se debió al desarrollo de resistencia a las proteínas Bt en las plantas. Se recolectaron un total de 15 poblaciones de H. zea de plantas de maíz Bt y no Bt en 2017 y 2018 en varias ubicaciones en Louisiana, Florida y Georgia. Los bioensayos con superposición de la dieta mostraron que los LC50 de Cry1A.105 y Cry2Ab2 para las poblaciones recolectadas de las áreas con problemas de control en el noreste de Louisiana fueron tanto como> 1623 y 88 veces mayores que las de una cepa susceptible, respectivamente. Además, dos ensayos de campo en 2018 validaron que el maíz Cry1A.105/Cry2Ab2 fracasó en el manejo de las poblaciones naturales de H. zea, mientras que el maíz Bt que contiene Vip3A fue efectivo en el noreste de Louisiana. Los resultados del estudio documentaron que los problemas observados de control de campo del maíz Cry1A.105/Cry2Ab2 contra H. zea en el noreste de Louisiana se debieron al desarrollo de resistencia del insecto a las proteínas Bt en las plantas. Esta es la primera documentación de resistencia desarrollada en el campo al maíz Bt piramidal en una especie objetivo de insecto en el sur de los EE. UU. Sin embargo, los niveles de susceptibilidad a Cry1A.105 y Cry2Ab2 variaron enormemente entre las poblaciones recolectadas de los tres estados, lo que sugiere distribuciones desiguales de la resistencia en el región.

The corn earworm, Helicoverpa zea (Boddie) (Lepidoptera: Noctuidae), is a major target pest of pyramided Bt maize and cotton in the U.S. In 2017 and 2018, notable ear damage and larval survival of H. zea were observed on pyramided Cry1A.105/Cry2Ab2 maize in some fields in northeast Louisiana, U.S. The objective of this study was to determine if the field control problem was due to resistance development to the Bt proteins in plants. A total of 15 H. zea populations were collected from Bt and non-Bt maize plants in 2017 and 2018 in multiple locations in Louisiana, Florida, and Georgia. Diet-overlay bioassays showed that LC50s of Cry1A.105 and Cry2Ab2 for populations collected from the areas with control problems in northeast Louisiana were as much as >1623- and 88-fold greater than that of a susceptible strain, respectively. In addition, two field trials in 2018 validated that Cry1A.105/Cry2Ab2 maize failed in managing natural H. zeapopulations, while Bt maize containing Vip3A was effective in northeast Louisiana. Results of the study documented that the observed field control problems of Cry1A.105/Cry2Ab2 maize against H. zea in northeast Louisiana were due to resistance development of the insect to the Bt proteins in plants. This is the first documentation of field-evolved resistance to pyramided Bt maize in a target insect species in southern U.S. However, susceptibility levels to Cry1A.105 and Cry2Ab2 varied greatly among populations collected from the three states, suggesting uneven distributions of the resistance in the region.

Los cultivos Bt "apiramidados" producen dos o más proteínas Bt activas para reducir el espectro de acción y retrasar el desarrollo de resistencia en las poblaciones de insectos expuestos. La resistencia cruzada entre las toxinas Bt es un factor de restricción vital para los cultivos Bt piramidados, lo que puede reducir el efecto de la estrategia piramidal. En esta revisión, se analizó el estado de la resistencia cruzada entre más de 20 toxinas Bt que se usan más comúnmente contra 13 plagas de insectos. Se discuten los mecanismos potenciales de resistencia cruzada. Se recomienda que se adopten las medidas correspondientes para adoptar la estrategia piramidal, incluidas la interferencia de ARN piramidal y la toxina Bt, "dosis alta/refugio", etc., para retrasar la de resistencia a Bt y controlar la plaga objetivo.

Bt crop pyramids produce two or more Bt proteins active tobroaden the spectrum of action and to delay the develop-ment of resistance in exposed insect populations. The cross‐resistance between Bt toxins is a vital restriction factor forBt crop pyramids, which may reduce the effect of pyramidstrategy. In this review, the status of the cross‐resistanceamong more than 20 Bt toxins that are most commonly usedagainst 13 insect pests was analyzed. The potentialmechanisms of cross‐resistance are discussed. The corre-sponding measures, including pyramid RNA interference andBt toxin,“high dose/refuge,”and so on are advised to betaken for adopting the pyramided strategy to delay the Btevolution of resistance and control the target pest insect.

La principal táctica de manejo de las plagas de lepidópteros del algodón en los Estados Unidos de América (EE. UU.) es el uso de algodón transgénico que produce toxinas de Bacillus thuringiensis Berliner ( Bt ). Las principales plagas objetivo de esta tecnología son Helicoverpa zea (Boddie) y Heliothis virescens (F.) en el cinturón algodonero oriental y central de los EE. UU. La preocupación por la evolución de la resistencia en H . zea a las toxinas Bt y se ha intensificado el escrutinio de la necesidad de cultivos Bt . Revisamos datos publicados y no publicados de ensayos de campo de Btalgodón en el Cinturón de Algodón del este y centro de los EE. UU. hasta 2015 para evaluar la eficacia del algodón Bt (Bollgard, Bollgard II, WideStrike, WideStrike 3 y TwinLink). El algodón Bt redujo el uso de insecticidas, redujo el número de plagas de heliotina y el daño, y proporcionó un beneficio de rendimiento, pero la eficacia de Bollgard II y WideStrike disminuyó en Midsouth durante el período evaluado. En la región del sudeste, daño Heliothine se mantuvo constante a través de 2015, pero los beneficios de rendimiento se redujo de 2010 hasta 2015. Resistencia de H . zea a varias toxinas Bt es la explicación más plausible de los cambios observados en la eficacia del algodón Bt . La introducción del nuevo BtLas toxinas como las que se encuentran en Widestrike 3 y Twinlink pueden preservar los beneficios de los cultivos Bt . Sin embargo, aunque tanto Widestrike 3 como Twinlink tuvieron menos daño que Widestrike, los niveles de daño de ambos fueron similares a Bollgard II.

The primary management tactic for lepidopteran pests of cotton in the United States of America (USA) is the use of transgenic cotton that produces Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) toxins. The primary target pests of this technology are Helicoverpa zea (Boddie) and Heliothis virescens (F.) in the eastern and central Cotton Belt of the USA. Concerns over the evolution of resistance in H. zea to Bt toxins and scrutiny of the necessity of Bt crops has escalated. We reviewed published and unpublished data from field trials of Bt cotton in the eastern and central Cotton Belt of the USA through 2015 to evaluate the effectiveness of Bt cotton (Bollgard, Bollgard II, WideStrike, WideStrike 3, and TwinLink). Bt cotton reduced insecticide usage, reduced heliothine pest numbers and damage, and provided a yield benefit, but Bollgard II and WideStrike efficacy declined in the Midsouth over the period evaluated. In the Southeastern region, heliothine damage remained constant through 2015, but yield benefits declined from 2010 until 2015. Resistance of H. zea to several Bt toxins is the most plausible explanation for the observed changes in Bt cotton efficacy. The introduction of new Bt toxins such as found in Widestrike 3 and Twinlink may preserve the benefits of Bt crops. However, while both Widestrike 3 and Twinlink had less damage than Widestrike, damage levels of both were similar to Bollgard II

El algodón es un importante cultivo de importancia económica mundial. Para el control efectivo del gusano del algodón, el algodón transgénico Bacillus thuringiensis (Bt) se introdujo a escala comercial en 1996, con el objetivo de reducir el consumo de pesticidas. Actualmente, el algodón transgénico se cultiva en 24 millones de hectáreas, que ocupan el 14% de la superficie mundial sembrada con cultivos transgénicos (185,1 millones de hectáreas). En años recientes se han dirigido considerables esfuerzos de investigación hacia el estudio y la evaluación del uso de cultivos transgénicos. Aunque se ha mencionado que el algodón Bt transgénico ese efectivo en el control de insectos, aún persisten las preocupaciones sobre su impacto ecológico en la función del ecosistema del suelo y la biodiversidad. Esta revisión se centra principalmente en la persistencia de la toxina Cry, si la hay, y su impacto en el funcionamiento del ecosistema del suelo; porque la agricultura sostenible depende del suelo, el recurso natural básico. De acuerdo a la investigación de las naciones productoras de algodón, no hay una justificación sólida que señale los efectos adversos sobre la salud o la fertilidad del suelo en términos de biología y ecología del suelo después del cultivo de algodón transgénico. Las proteínas Cry liberadas a través de los exudados de las raíces y los residuos vegetales del algodón Bt parecen no tener efectos consistentes y a largo plazo en la biología del suelo. Se indicaron algunas diferencias entre el algodón Bt y no Bt para la estructura de la comunidad microbiana del suelo y su población. Sin embargo, la mayoría de los estudios indicaron que estas diferencias eran de naturaleza transitoria y no estadísticamente significativas. Por lo tanto, las diferencias observadas pueden no estar relacionadas con los transgenes Bt insertados.

Cotton is an important fibre crop of global and economic significance. For effective control of bollworms, transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) cotton was introduced on a commercial scale in 1996, with an aim to reduce pesticide consumption. Presently, transgenic cotton is grown on 24 million hectares, which occupies 14% of global acreage planted to transgenic crops (185.1 million hectares). In recent years, considerable research efforts have been directed towards the study and assessment of the use of transgenic crops. Although transgenic Bt cotton is proven for its benefits in controlling insects, concerns still remain about its ecological impact on soil ecosystem function and biodiversity. This review focuses primarily on the persistence of cry toxin, if any, and impact on soil ecosystem functioning; because sustainable agriculture depends on soil – the basic natural resource. Based on the research from cotton-growing nations, there was no solid substantiation that points out adverse effects on soil health or fertility in terms of soil biology and ecology following cultivation of transgenic cotton. The Cry proteins released through root exudates and plant residues of Bt cotton appears to have no consistent and long-term effects on the soil biology. Some differences between Bt and non-Bt cotton were indicated for soil microbial community structure and their population. However, majority of the studies indicated that these differences were transient in nature and not statistically significant. Therefore, differences observed may not be related to the inserted Bt transgenes.

Los cultivos transgénicos han revolucionado el control de plagas de insectos, pero su eficacia se ha visto reducida por la evolución de la resistencia a las plagas. Analizamos los datos de monitoreo global reportados durante las dos primeras décadas de cultivos transgénicos, y cada caso representa las respuestas de una especie de plaga en un país a una proteína insecticida de Bacillus thuringiensis.(Bt). Los casos de resistencia de plagas a las proteínas cristalinas de Bt (Cry) producidas por cultivos transgénicos aumentaron de 3 en 2005 a 16 en 2016. Por el contrario, en otros 17 casos no hubo disminución en la susceptibilidad de plagas a cultivos Bt, incluido el maíz transgénico recientemente introducido. que produce una proteína insecticida vegetativa Bt (Vip). La herencia recesiva de la resistencia a las plagas ha favorecido la susceptibilidad sostenida, pero incluso cuando la herencia no es recesiva, los abundantes refugios de plantas hospedadoras no Bt han retrasado sustancialmente la resistencia. Estos conocimientos pueden informar las estrategias de manejo de la resistencia para aumentar la durabilidad de los cultivos transgénicos actuales y futuros.

Transgenic crops have revolutionized insect pest control, but their effectiveness has been reduced by evolution of resistance in pests. We analyzed global monitoring data reported during the first two decades of transgenic crops, with each case representing the responses of one pest species in one country to one insecticidal protein from Bacillus thuringiensis (Bt). The cases of pest resistance to Bt crystalline (Cry) proteins produced by transgenic crops increased from 3 in 2005 to 16 in 2016. By contrast, in 17 other cases there was no decrease in pest susceptibility to Bt crops, including the recently introduced transgenic corn that produces a Bt vegetative insecticidal protein (Vip). Recessive inheritance of pest resistance has favored sustained susceptibility, but even when inheritance is not recessive, abundant refuges of non-Bt host plants have substantially delayed resistance. These insights may inform resistance management strategies to increase the durability of current and future transgenic crops.

El término cultivos Bt se refiere colectivamente a cultivos que han sido modificados genéticamente para incluir un gen (o genes) provenientes de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt). Estos genes confieren la capacidad de producir proteínas tóxicas para ciertas plagas de insectos. La interacción entre los cultivos Bt y los ecosistemas acuáticos adyacentes ha recibido una atención limitada en la investigación y la evaluación de riesgos, a pesar de que algunos cultivos Bt se han utilizado comercialmente durante 20 años. Informes de efectos sobre organismos acuáticos como Daphnia magna, Elliptio complanata y Chironomus dilutus sugieren que algunas especies acuáticas pueden verse afectadas negativamente, mientras que otros informes sugieren que la disminución del uso de insecticidas precipitados por cultivos Bt puede beneficiar a las comunidades acuáticas. El presente estudio revisa la literatura sobre las rutas de entrada y las vías de exposición por las cuales los organismos acuáticos pueden estar expuestos al material de cultivo Bt, así como los ensayos de alimentación y las encuestas de campo que han investigado los efectos del material vegetal que expresa Bt en dichos organismos. La presente revisión también analiza cómo el desarrollo de cultivos Bt ha pasado de eventos de un solo gen a variedades multigénicas apiladas que a menudo contienen genes de resistencia a herbicidas además de múltiples genes Bt, y cómo su uso (junto con tecnología conjunta como glifosato/Roundup) pueden impactar e interactuar con los ecosistemas acuáticos.

The term Bt crops collectively refers to crops that have been genetically modified to include a gene (or genes) sourced from Bacillus thuringiensis (Bt) bacteria. These genes confer the ability to produce proteins toxic to certain insect pests. The interaction between Bt crops and adjacent aquatic ecosystems has received limited attention in research and risk assessment, despite the fact that some Bt crops have been in commercial use for 20 yr. Reports of effects on aquatic organisms such as Daphnia magna, Elliptio complanata, and Chironomus dilutus suggest that some aquatic species may be negatively affected, whereas other reports suggest that the decreased use of insecticides precipitated by Bt crops may benefit aquatic communities. The present study reviews the literature regarding entry routes and exposure pathways by which aquatic organisms may be exposed to Bt crop material, as well as feeding trials and field surveys that have investigated the effects of Bt-expressing plant material on such organisms. The present review also discusses how Bt crop development has moved past single-gene events, toward multigene stacked varieties that often contain herbicide resistance genes in addition to multiple Bt genes, and how their use (in conjunction with co-technology such as glyphosate/Roundup) may impact and interact with aquatic ecosystems. Lastly, suggestions for further research in this field are provided.

En una granja moderna independiente seguida por veterinarios certificados, las vacas lecheras (promedio de 62 por año) se mantuvieron en producción de leche optimizada durante 3 años cada una. De 1997 a 2002, justo después del lanzamiento comercial del primer OMG (organismo genéticamente modificado) en Europa, el maíz Bt176 genéticamente modificado (GM) cultivado en la granja se introdujo progresivamente en dietas controladas. Los resultados se describen en el siguiente relato, que tiene un valor histórico ya que es la primera y más larga observación de mamíferos en una granja, realizada por un ganadero y veterinarios experimentados, durante un período de problemas patológicos inusuales en vacas que recibieron un alimento rico en OGM. dieta. Por lo tanto, no fue diseñado como un experimento científico. A lo largo de los años, y coincidiendo con aumentos regulares en el contenido de OMG en la dieta (0–40 %), la proporción de vacas sanas con alta producción de leche disminuyó del 70 % (tasa normal) a solo el 40 %. En el pico de mortalidad en 2002, el 10% de las vacas murió, precedido por un síndrome de paresia de larga duración sin hipocalcemia ni fiebre, pero con falla bioquímica renal y problemas de mucosas o epiteliales. No se identificó ningún origen microbiano, aunque se investigó intensamente. El maíz transgénico, posteriormente retirado del mercado, era en ese momento el único cambio gerencial previsto para las vacas. Se propone que provocó efectos tóxicos a largo plazo en los mamíferos, que no son observables en las condiciones más comunes de cría intensiva con alta y rápida rotación de animales y sin etiquetas específicas en los alimentos GM (cantidad de identificación e identidad precisa del contenido de OGM). Se deben realizar más evaluaciones a largo plazo durante los ensayos de alimentación con OMG.

On an independent modern farm followed by certified veterinarians, dairy cows (mean of 62 per year) were maintained in optimized milk production for 3 years each. From 1997 to 2002, just after the commercial release of the first GMO (genetically modified organism) in Europe, genetically modified (GM) Bt176 maize grown on the farm was progressively introduced in controlled diets. The results are described in the following account, which has an historical value as it is the longest and first on-farm observation of mammals, performed by an experienced farmer and veterinarians, during a period of unusual pathological problems in cows receiving a GMO-rich diet. Thus it was not designed as a scientific experiment. Over the years, and coinciding with regular increases in GMO content of the diet (0–40%), the proportion of healthy cows with high milk yield diminished from 70% (normal rate) to only 40%. At the peak of mortalities in 2002, 10% of the cows died, preceded by a long-lasting paresis syndrome without hypocalcemia or fever, but with kidney biochemical failure and mucosa or epithelial problems. No microbial origin was identified, though intensively investigated. The GM maize, subsequently withdrawn from the market, was at the time the only intended managerial change for the cows. It is proposed that it provoked long-term toxic effects on mammals, which are not observable in most common conditions of intensive farming with high and rapid animal turnover and with no specific labels on GM feed (identifying amount and precise identity of GMO content). More long-term assessments during GMO feeding trials should be performed.

Las plantas transgénicas que contienen genes de Bacillus thuringiensis (Bt) se están cultivando en todo el mundo para expresar proteínas insecticidas tóxicas. Sin embargo, la utilización comercial de los cultivos Bt destaca en gran medida los problemas de bioseguridad en todo el mundo. Por lo tanto, la evaluación de los riesgos causados ​​por los cultivos genéticamente modificados antes de su cultivo comercial es un tema crítico que debe abordarse. En la biotecnología agrícola, el objetivo de la evaluación de la seguridad no es solo identificar la seguridad de una planta genéticamente modificada (GM), sino demostrar su impacto en el ecosistema. Se han realizado varios estudios experimentales en todo el mundo durante los últimos 20 años para investigar los riesgos y temores asociados con los organismos no objetivo (NTO). Los NTO incluyen insectos benéficos, controladores naturales de plagas, rizobacterias, microbios promotores del crecimiento, polinizadores, habitantes del suelo, vertebrados acuáticos y terrestres, mamíferos y humanos. Para resaltar todos los posibles riesgos asociados con diferentes eventos GM, se ha recopilado información de un total de 76 artículos, con respecto a organismos que habitan en el suelo y plantas no objetivo, y se ha resumido en la forma del artículo de revisión actual. No se ha informado ningún impacto dañino significativo en ningún estudio de caso relacionado con eventos GM aprobados, aunque aún se necesitan evaluaciones críticas de riesgos antes de la comercialización de estos cultivos.

Transgenic plants containing Bacillus thuringiensis (Bt) genes are being cultivated worldwide to express toxic insecticidal proteins. However, the commercial utilisation of Bt crops greatly highlights biosafety issues worldwide. Therefore, assessing the risks caused by genetically modified crops prior to their commercial cultivation is a critical issue to be addressed. In agricultural biotechnology, the goal of safety assessment is not just to identify the safety of a genetically modified (GM) plant, rather to demonstrate its impact on the ecosystem. Various experimental studies have been made worldwide during the last 20 years to investigate the risks and fears associated with non-target organisms (NTOs). The NTOs include beneficial insects, natural pest controllers, rhizobacteria, growth promoting microbes, pollinators, soil dwellers, aquatic and terrestrial vertebrates, mammals and humans. To highlight all the possible risks associated with different GM events, information has been gathered from a total of 76 articles, regarding non-target plant and soil inhabiting organisms, and summarised in the form of the current review article. No significant harmful impact has been reported in any case study related to approved GM events, although critical risk assessments are still needed before commercialisation of these crops.