Para evaluar los riesgos de una planta transgénica resistente a los insectos para los artrópodos no blanco, es importante verificar la transmisión de la toxina Cry1Ab a través de la cadena alimentaria y, por lo tanto, la exposición de los depredadores en el campo. Se recolectaron muestras de diferentes plantas, tejidos, herbívoros y depredadores en los campos de maíz Bt en España (Evento 176) en diferentes períodos durante la temporada y el contenido de toxinas se midió usando ELISA. Se realizaron estudios de laboratorio complementarios con el depredador omnívoro Orius majusculus. Para evaluar la absorción y persistencia de la toxina después de alimentarse de varias fuentes de alimentos que contienen Bt se investigó la exposición de las especies no objetivo al producto transgénico. La exposición de los depredadores en el campo depende de los niveles de toxinas en las fuentes de alimentos, su ecología alimentaria y la de sus presas. Los resultados de campo revelaron que el contenido de toxinas en algunos herbívoros era insignificante (áfidos, trips, saltamontes) en comparación con los de los ácaros. Este último herbívoro solo se produjo después de la eliminación del polen y contenía niveles de toxinas tres veces más altos que las hojas de maíz Bt. Los datos confirmaron que la toxina Bt puede transferirse a los depredadores, es decir, a Orius spp., Chrysoperla spp. Y Stethorus sp. Esto solo se aplicaba cuando el polen de maíz Bt o los ácaros estaban disponibles. El paso de la toxina Bt a O. majusculus a través de estas dos fuentes de alimentos también se confirmó en el laboratorio. Por el contrario, algunos depredadores en el campo (hemerobios, Nabis sp., Hippodamia sp., Demetrias sp.) no tenían niveles de toxinas o los niveles de toxinas eran insignificantes, incluso cuando el polen o los ácaros estaban presentes. Además de la información esencial para la evaluación de la exposición de numerosos depredadores de artrópodos, este estudio proporciona una perspectiva de la ecología de la alimentación de diferentes artrópodos en el sistema del maíz.

1. To assess the risks of an insect‐resistant transgenic plant for non‐target arthropods, it is important to 2. To verify the transmission of Cry1Ab toxin through the food chain, and thus exposure of predators in the field, samples from different plant tissues, herbivores, and predators in Bt maize fields in Spain (Event 176) were collected at different periods over the season and the toxin content was measured using ELISA. Complementary laboratory studies were performed with the omnivorous predator Orius majusculus to assess the toxin uptake and persistence after feeding on variable Bt‐containing food sources.investigate the exposure of non‐target species to the transgene product. Exposure of predators in the field depends on the toxin levels in food sources, their feeding ecology and that of their prey. 3. Field results revealed that toxin content in some herbivores was negligible (aphids, thrips, leafhoppers) compared with those in spider mites. The latter herbivore only occurred after pollen shed and contained three times greater toxin levels than Bt maize leaves. 4. Data confirmed that the Bt toxin can be transferred to predators, that is to say to Orius spp., Chrysoperla spp., and Stethorus sp. This only applied when Bt maize pollen or spider mites were available. The passage of Bt toxin to O. majusculus via these two food sources was also confirmed in the laboratory. Contrastingly, some predators in the field (hemerobiids, Nabis sp., Hippodamia sp., Demetrias sp.) contained no or negligible toxin levels even when pollen or spider mites were present. 5. Besides essential information for exposure assessment of numerous arthropod predators, this study provides an insight into the feeding ecology of different arthropods in the maize system.

La expresión de la toxina Cry3Aa de Bacillus thuringiensis específica contra el escarabajos (Leptinotarsa ​​decemlineata), que provoca que un cultivo de papa modificado genéticamente sea resistente al escarabajo de patata de Colorado Leptinotarsa ​​decemlineata, ejerce un efecto perjudicial sobre la polilla polífaga (Spodoptera littoralis). Las orugas de S. littoralis se alimentan menos y producen pupas más pequeñas en un cultivo genéticamente modificado (NewLeaf Superior) que en el cultivo parental no transgénico (Superior). Las eficiencias de conversión de la materia seca total, el calor de combustión, el carbono y el nitrógeno de las hojas a la biomasa de los insectos son similares en ambos cultivos. A pesar de una aprovechamiento similar de los alimentos y una diferencia relativamente pequeña en la masa corporal en la pupación, las hembras adultas que se desarrollaron a partir de orugas alimentadas con NewLeaf Superior depositan una media de 309 huevos en comparación con una media de 713 huevos depositados por las hembras que se desarrollaron a partir de orugas alimentadas con Superior. Debido a esta diferencia y a una reducción simultánea en la fertilidad (incubabilidad del huevo) de 78 a 48%, un par de adultos que se alimentaron como larvas en NewLeaf Superior producen solo 148 larvas, mientras que un par de adultos que se alimentaron como larvas en Superior producen 556 larvas . Se sugiere que las pequeñas cantidades de Cry3Aa que se acumulan en el tejido del insecto persisten hasta la etapa adulta, y son responsables de la disminución en la reproducción.

Expression of the Bacillus thuringiensis beetle-specific toxin Cry3Aa, which renders a genetically modified potato cultivar resistant to the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata, exerts a deleterious effect on the polyphagous moth Spodoptera littoralis. The caterpillars of S. littoralis feed less and produce smaller pupae on the genetically modified cultivar (NewLeaf Superior) than on the parental nontransgenic cultivar (Superior). The conversion efficiencies of total dry matter, combustion heat, carbon, and nitrogen from leaves to insect biomass are similar on both cultivars. In spite of similar food utilization and a relatively small difference in the body mass at pupation, female adults that developed from caterpillars fed on NewLeaf Superior lay a mean of 309 eggs compared to a mean of 713 eggs deposited by females that developed from caterpillars fed on Superior. Because of this difference and a simultaneous reduction in fertility (egg hatchability) from 78 to 48%, a pair of adults that fed as larvae on NewLeaf Superior produces only 148 larvae, whereas a pair of adults that fed as larvae on Superior produces 556 larvae. We suggest that small amounts of Cry3Aa that accumulate in insect tissue and persist until the adult stage are responsible for the decline in reproduction.

Se estudiaron en el laboratorio los efectos de la exposición al polen de maíz del evento Bt176 (cultivar “Navares”) sobre las larvas de la mariposa cometa negra europea (Papilio machaon L.). Las larvas de primer estadio se expusieron a diferentes densidades de polen aplicadas a discos foliares de Pastinaca sativa L. durante 48 h. Las densidades de polen aplicadas en este estudio estuvieron dentro del rango registrado en el campo. Las larvas que fueron expuestas a densidades de polen de maíz Bt más altas consumieron más polen y tuvieron una tasa de supervivencia más baja. El LD50 con respecto a las larvas que sobrevivieron a la edad adulta fue de 13,72 granos de polen consumidos por la larva en el primer estadio. La captación de polen de maíz Bt redujo el consumo de plantas, disminuyó el peso corporal y aumentó el tiempo de desarrollo de las larvas. Los efectos sobre el peso pupal y la duración del período pupal estuvieron presentes, pero menos pronunciados y más pequeños que los efectos sobre las larvas. Las larvas que consumieron polen de maíz Bt en su primer estadio tuvieron menor peso corporal y fueron más pequeñas como hembras adultas. Concluimos que los posibles efectos del maíz Bt en las mariposas y polillas europeas deben evaluarse más rigurosamente antes de cultivar el maíz Bt en grandes áreas.

Effects of exposure to maize pollen of event Bt176 (cultivar ‘‘Navares’’) on the larvae of the European common swallowtail (Papilio machaon L.) were studied in the laboratory. First instar larvae were exposed to different pollen densities applied to leaf disks of Pastinaca sativa L. for 48 h. Pollen densities applied in this study were in the range recorded from the field. Larvae which were exposed to higher Bt maize pollen densities consumed more pollen and had a lower survival rate. The LD50 with regard to larvae surviving to adulthood was 13.72 pollen grains consumed by firstinstar larva. Uptake of Bt maize pollen led to a reduced plant consumption, to a lower body weight, and to a longer development time of larvae. Effects on pupal weight and duration of the pupal period were present but less pronounced and smaller than effects on larvae. Larvae having consumed Bt-maize pollen as first instars had a lower body weight as adult females and smaller forewings as adult males. We conclude that possible effects of Bt maize on European butterflies and moths must be evaluated more rigorously before Bt maize should be cultivated over large areas.

Se llevaron a cabo experimentos de alimentación en laboratorio utilizando plantas transgénicas Bacillus thuringiensis (Bt) de algodón para evaluar la transmisión de la toxina Bt entre niveles tróficos y los efectos de las presas herbívoras alimentadas con Bt sobre el predador coccinélido Propylaea japonica (Thunberg). Las plantas hospederas experimentales fueron cultivares transgénicos de algodón que expresan Bt, NuCOTN 33B y GK-12 y un cultivo isogénico (no Bt) no transformado. La presa herbívora, el áfido del algodón Aphis gossypii Glover, no era sensible a la toxina Bt. Se detectaron cantidades de trazas de toxinas Bt (6.0 ng/g de masa fresca [FM] en GK-12, 4.0 ng/g FM en NuCOTN 33B) en A. gossypii alimentándose de cultivos de algodón Bt. La toxina Bt se detectó en mariquitas que se alimentaban de áfidos alimentados con Bt, y su cantidad aumentó a medida que se extendía el período de depredación (5-20 d). También se encontraron pequeñas cantidades de toxina Bt en larvas de coccinélidos sin incubar recién nacidas cuando sus padres se alimentaron de áfidos criados con NuCOTN 33B (15,0 ng / g FM), pero no cuando los padres se alimentaron de presas criadas con GK-12. En los experimentos que evaluaron las consecuencias de la historia de vida, la mortalidad fue baja (media = 7.9%), lo que confirma que los métodos de crianza eran apropiados. No hubo diferencias distintivas en la mortalidad preimaginal entre los depredadores criados en áfidos alimentados con Bt o sin Bt. Las etapas preimaginales de los escarabajos mariquitas se desarrollaron más rápido cuando se criaron en presas alimentadas con cultivos de algodón Bt que en aquellas alimentadas con presas de control. Hubo una tendencia de más malformaciones en adultos cuando el depredador fue alimentado con presas de uno de los cultivos de algodón (GK-12) que cuando se trató de presas control; pero no así en los otros Bt. No hubo diferencias significativas en el período de preoviposición o en la fecundidad. Los escarabajos mariquitas que se alimentan de áfidos criados con Bt maduraron más rápido y se aparearon con más frecuencia que los que se alimentaban de áfidos libres de Bt. Estos resultados indican que la toxina Bt expresada en cultivares de algodón transgénicos puede transmitirse a un nivel trófico superior a través de un insecto que no sea la plaga objetivo y puede alterar la biología y el comportamiento de una mariquita depredadora. El trabajo adicional debe evaluar los posibles impactos subletales a largo plazo en el medio ambiente en condiciones de campo.

Laboratory feeding experiments using transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) cotton plants were carried out to evaluate the transmission of Bt toxin among trophic levels and the effects of Bt-fed herbivorous prey on the coccinellid predator Propylaea japonica (Thunberg). The experimental host plants were transgenic Bt-expressing cotton cultivars, NuCOTN 33B and GK-12 and one corresponding untransformed isogenic (non-Bt) cultivar. The herbivorous prey, cotton aphid Aphis gossypii Glover, was not sensitive to Bt toxin. Trace amounts of Bt toxins (6.0 ng/g fresh mass [FM] in GK-12, 4.0 ng/g FM in NuCOTN 33B) were detected in A. gossypii feeding on Bt cotton cultivars. Bt toxin was detected in ladybirds preying on Bt-fed aphids, and its quantity increased as the predatory period extended (5–20 d). Small amounts of Bt toxin was also found in newly hatched, unfed coccinellid larvae when their parents fed on NuCOTN 33B-reared aphids (15.0 ng/g FM), but not when the parents were fed on GK-12–reared prey. In experiments assessing life history consequences, mortality was low (mean = 7.9%), confirming that the rearing methods were appropriate. There were no distinct differences in preimaginal mortality between predators reared on Bt-fed or Bt-free aphids. The preimaginal stages of the ladybird beetles developed faster when reared on prey fed on either Bt-cotton cultivar than those fed control prey. There was a trend of more adult malformations when the predator was fed with prey from one (GK-12) but not the other of the Bt cotton cultivars than on control prey. There were no significant differences in the preovipositing period or in fecundity. Ladybird beetles preying on Bt-reared aphids matured faster and mated more frequently than those fed on Bt-free aphids. These results indicate that Bt toxin expressed in transgenic cotton cultivars can be transmitted to a higher trophic level through a nontarget pest insect and may alter the biology and behavior of a predatory ladybird. Further work should evaluate the possible long-term, sublethal impacts on the agroenvironment under field conditions.

Bacillus thuringiensi israelensis produce proteínas cristalinas Cry (4Aa, 4Ba, 10Aa y 11Aa) y Cyt (1Aa y 2Ba), las cuales son tóxicas para los mosquitos vectores de enfermedades humanas. Cyt1Aa supera la resistencia de los insectos a las toxinas Cry11Aa y Cry4 y hace sinergia con la toxicidad de éstas. Sin embargo, el mecanismo molecular del sinergismo sigue sin resolverse. Aquí, proporcionamos evidencia de que Cyt1Aa funciona como un receptor de Cry11Aa. El análisis de unión secuencial de Cyt1Aa y Cry11Aa reveló que la unión de Cyt1Aa a las vesículas de membrana de borde en cepillo de Aedes aegypti mejoró la unión de Cry11Aa biotinilado. Los determinantes antigénicos de unión a Cyt1Aa y Cry11Aa se cartografiaron mediante un sistema de dos híbridos de levadura, microarreglos de péptidos y ensayos heterólogos de competición con péptidos sintéticos. Dos regiones expuestas en Cyt1Aa, bucle β6-αE y parte de β7, se unen a Cry11Aa. Por otro lado, Cry11Aa se une a las proteínas Cyt1Aa por medio del dominio II-bucle α8 y β-4, que también están involucrados en la interacción del receptor del intestino medio. La caracterización de mutaciones de puntuales en Cry11Aa y Cyt1Aa reveló residuos clave de Cry11Aa (S259 y E266) y Cyt1Aa (K198, E204 y K225) involucrados en la interacción de ambas proteínas y en la sinergia. Además, se aisló un mutante β6-αE del bucle Cyt1Aa (K198A) con sinergismo mejorado con Cry11Aa. Los datos proporcionados aquí indican claramente que Cyt1Aa sinergiza o suprime la resistencia a la toxina Cry11Aa al funcionar como un receptor unido a la membrana. Bacillus thuringiensis israelensis es una bacteria patógena altamente efectiva porque produce una toxina y también su receptor funcional, promoviendo la unión de la toxina a la membrana objetivo y causando toxicidad.

Bacillus thuringiensis subsp. israelensis produces crystal proteins, Cry (4Aa, 4Ba, 10Aa, and 11Aa) and Cyt (1Aa and 2Ba) proteins, toxic to mosquito vectors of human diseases. Cyt1Aa overcomes insect resistance to Cry11Aa and Cry4 toxins and synergizes the toxicity of these toxins. However, the molecular mechanism of synergism remains unsolved. Here, we provide evidence that Cyt1Aa functions as a receptor of Cry11Aa. Sequential-binding analysis of Cyt1Aa and Cry11Aa revealed that Cyt1Aa binding to Aedes aegypti brush border membrane vesicles enhanced the binding of biotinylated-Cry11Aa. The Cyt1Aa- and Cry11Aa-binding epitopes were mapped by means of the yeast two-hybrid system, peptide arrays, and heterologous competition assays with synthetic peptides. Two exposed regions in Cyt1Aa, loop β6-αE and part of β7, bind Cry11Aa. On the other side, Cry11Aa binds Cyt1Aa proteins by means of domain II-loop α8 and β-4, which are also involved in midgut receptor interaction. Characterization of single-point mutations in Cry11Aa and Cyt1Aa revealed key Cry11Aa (S259 and E266) and Cyt1Aa (K198, E204 and K225) residues involved in the interaction of both proteins and in synergism. Additionally, a Cyt1Aa loop β6-αE mutant (K198A) with enhanced synergism to Cry11Aa was isolated. Data provided here strongly indicates that Cyt1Aa synergizes or suppresses resistance to Cry11Aa toxin by functioning as a membrane-bound receptor. Bacillus thuringiensis subsp. israelensis is a highly effective pathogenic bacterium because it produces a toxin and also its functional receptor, promoting toxin binding to the target membrane and causing toxicity.

La aplicación de Bacillus thuringiensis tenebrionis (Bt) y la expresión de la proteína Bt Cry3Aa en cultivos modificados genéticamente se utilizan para el control selectivo del escarabajo de la patata de Colorado Leptinotarsa ​​decemlineata (Say). Las proteínas Cry3A son selectivamente tóxicas para los escarabajos, pero el presente estudio describe los efectos de Cry3Aa en el gusano rosquilla negra, Spodoptera littoralis (Boisduval). Cry3Aa expresado en papas o agregado a una dieta de agar con base en germen de trigo redujo el crecimiento de las orugas de S. littoralis y la fertilidad de los adultos. El efecto de 1.4 mg kg (-1) de Cry3Aa en hojas de papa fue comparable con el de 3.3 mg kg (-1) en la dieta. Esta diferencia en la actividad se correlacionó con una mejor digestibilidad y una mayor eficiencia de conversión de la dieta, que también permitió una mayor tasa de reproducción: el S. littoralis cultivado en las papas alcanzó un tamaño similar al de la dieta, pero puso solo 702 huevos por hembra en comparación con los 1077 del grupo de dieta. El consumo de Cry3Aa redujo el crecimiento corporal como consecuencia de una menor ingesta de alimentos sin afectar significativamente la digestibilidad de los alimentos y la eficiencia de conversión de los nutrientes. Las reducciones de peso corporal del 11% y 5% causadas por 1.4 mg kg (-1) Cry3Aa en papas y 3.3 mg kg (-1) en la dieta, respectivamente, se asociaron con una reducción del 74% y 65% ​​en el número de progenie; S littoralis crecido en una dieta con 9,1 mg kg (-1) Cry3Aa fue un 10% más pequeño y no produjo progenie viable. Estos datos sugieren que la reducción de la reproducción no fue causada por una escasez general de reservas de nutrientes, sino por un efecto más directo de Cry3Aa en el proceso de reproducción.

Application of Bacillus thuringiensis tenebrionis (Bt) and expression of the Bt protein Cry3Aa in genetically modified crops are used for targeted control of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata (Say). The Cry3A proteins are selectively toxic for the beetles but the present study describes effects of Cry3Aa on the Egyptian armyworm, Spodoptera littoralis (Boisduval). Cry3Aa expressed in potatoes or added to an agar-base wheat-germ diet reduced the growth of S. littoralis caterpillars and the fertility of adults. The effect of 1.4 mg kg(-1) Cry3Aa in potato leaves was comparable with that of 3.3 mg kg(-1) in the diet. This difference in activity was correlated with better digestibility and higher conversion efficiency of the diet that also supported higher reproduction rate: S. littoralis grown on the potatoes reached a similar size to those on the diet but laid only 702 instead of 1077 eggs per female. Cry3Aa consumption reduced body growth as a consequence of lower food intake without significantly affecting food digestibility and the conversion efficiency of nutrients. The 11% and 5% body weight reductions caused by 1.4 mg kg(-1) Cry3Aa in potatoes and 3.3 mg kg(-1) in the diet, respectively, were associated with 74% and 65% reduction in the number of progeny; S littoralis grown on a diet with 9.1 mg kg(-1) Cry3Aa were 10% smaller and produced no viable progeny. These data suggest that the curtailment of reproduction was not caused by a general shortage of nutrient reserves but by a more direct Cry3Aa effect on the reproduction process.

Para evaluar el efecto del polen liberado por maíz transgénico con rasgo insecticida en insectos lepidópteros no blanco, se midió la densidad de la deposición de polen de maíz en las hojas de girasol y de hierba mora de un campo de maíz. A los 12 días desde el inicio de la antesis, la mayor densidad de polen acumulada en las hojas fue de aproximadamente 160 granos por cm2 a 1 m del borde del campo de maíz, cayendo a 20 granos a 5 m y menos de 10 granos a 10 m. La densidad de polen calculada utilizando un modelo matemático en un estudio anterior evidentemente tenía valores sobreestimados. Para evaluar con precisión el efecto del polen de maíz que expresa la endotoxina (Cry1Ab) de Bacillus thuringiensis (Bt) sobre la supervivencia de las larvas de lepidópteros, mejoramos los métodos de bioensayo utilizando mariposas de hierba azul, Pseudozizeeria maha, el disco de la hoja de la acederilla, Oxalis corniculata, y maíz transgénico Bt (Evento-176). Cuando la superficie de la hoja se trató previamente con una pequeña cantidad de solución de acetona al 80%, la dosis de polen preseleccionada se aplicó con éxito sobre el disco de la hoja. La supervivencia larvaria de P. maha se vio afectada significativamente a una densidad de polen de más de 20 granos por cm2 en el disco de la hoja. Es poco probable que el polen de maíz Bt que expresan Cry1Ab tengan efectos perjudiciales a gran escala en el organismo no objetivo P. maha cerca de los campos de maíz, debido a la baja dosis de deposición de polen en las hojas.

To evaluate the effect of pollen released from transgenic insecticidal corn on non-target lepidopteran insects, corn pollen deposition density on the leaves of sunflower and black nightshade was measured near a cornfield. At 12 d from the start of anthesis, the highest cumulative pollen density on leaves was approximately 160 grains per cm2 at 1 m from the edge of the cornfield, falling to 20 grains at 5 m and less than 10 grains at 10 m. The pollen density calculated using a mathematical model in a previous study evidently had overestimated values. To evaluate precisely the effect of corn pollen expressing Bacillus thuringiensis (Bt) endotoxin (Cry1Ab) on the survival of lepidopteran larvae, we improved the bioassay methods using the pale grass blue, Pseudozizeeria maha, the leaf disc of the wood sorrel, Oxalis corniculata, and transgenic Bt corn (Event-176). When the surface of the leaf was pretreated with a small amount of 80% acetone solution, the preselected pollen dose was successfully applied onto the leaf disc. Larval survival of P. maha was significantly affected at pollen density of more than 20 grains per cm2 on the leaf disc. It is unlikely that pollens from Bt corn expressing Cry1Ab have wide-scaled deleterious effects on non-target P. maha near cornfields, because of low pollen deposition dose on the leaves.

Se realizaron estudios de campo para evaluar la cantidad de la proteína transgénica, insecticida, Cry1Ab, codificada por el gen truncado cry1Ab de Bacillus thuringiensis (Bt); si se liberó del maíz Bt MON810 en el suelo y si las comunidades bacterianas que habitan en la rizosfera del maíz MON810 eran diferentes de las de la rizosfera de cultivares de maíz no transgénicos. La estructura de la comunidad bacteriana fue investigada por SSCP (polimorfismo de conformación de una sola hebra) de los genes 16S rRNA amplificados por PCR del ADN de la comunidad. Usando un protocolo mejorado de extracción y detección basado en un ELISA disponible comercialmente, fue posible detectar la proteína Cry1Ab extraída de los suelos hasta una concentración umbral de 0.07 ng/g de suelo. De 100 ng de proteína Cry1Ab purificada agregada por gramo de suelo, solo un promedio del 37% era extraíble. En ambos sitios de campo investigados, la cantidad de proteína Cry1Ab en el suelo a granel de las parcelas de campo MON810 fue siempre menor que en la rizosfera, esta última varió de 0,1 a 10 ng/g de suelo. La proteína Cry1Ab inmunorreactiva también se detectó a 0,21 ng/g de suelo a granel 7 meses después de la recolección, es decir, en abril del año siguiente. En este momento, sin embargo, se encontraron valores más altos en residuos de hojas (21 ng/g) y de raíces (183 ng/g), el último correspondiente al 12% de la proteína Cry1Ab presente en las raíces intactas. Un muestreo 2 meses después indicó una mayor degradación de la proteína. A pesar de la detección de la proteína Cry1Ab en la rizosfera del maíz MON810, la estructura de la comunidad bacteriana se vio menos afectada por la proteína Cry1Ab que por otros factores ambientales, es decir, la edad de las plantas o las heterogeneidades de campo. La persistencia de la proteína Cry1Ab enfatiza la importancia de considerar los efectos posteriores a la cosecha en organismos no objetivo.

Field studies were done to assess how much of the transgenic, insecticidal protein, Cry1Ab, encoded by a truncated cry1Ab gene from Bacillus thuringiensis (Bt), was released from Bt-maize MON810 into soil and whether bacterial communities inhabiting the rhizosphere of MON810 maize were different from those of the rhizosphere of nontransgenic maize cultivars. Bacterial community structure was investigated by SSCP (single-strand conformation polymorphism) of PCR-amplified 16S rRNA genes from community DNA. Using an improved extraction and detection protocol based on a commercially available ELISA, it was possible to detect Cry1Ab protein extracted from soils to a threshold concentration of 0.07 ng/g soil. From 100 ng of purified Cry1Ab protein added per gram of soil, only an average of 37% was extractable. At both field sites investigated, the amount of Cry1Ab protein in bulk soil of MON810 field plots was always lower than in the rhizosphere, the latter ranging from 0.1 to 10 ng/g soil. Immunoreactive Cry1Ab protein was also detected at 0.21 ng/g bulk soil 7 months after harvesting, i.e. in April of the following year. At this time, however, higher values were found in residues of leaves (21 ng/g) and of roots (183 ng/g), the latter corresponding to 12% of the Cry1Ab protein present in intact roots. A sampling 2 months later indicated further degradation of the protein. Despite the detection of Cry1Ab protein in the rhizosphere of MON810 maize, the bacterial community structure was less affected by the Cry1Ab protein than by other environmental factors, i.e. the age of the plants or field heterogeneities. The persistence of Cry1Ab protein emphasizes the importance of considering post-harvest effects on nontarget organisms.

Se ha desarrollado un enfoque polifásico para obtener el conocimiento de indicadores clave adecuados para la evaluación del impacto ambiental de las líneas de maíz Bt 11 y Bt 176 modificados genéticamente en los ecosistemas del suelo. Evaluamos los efectos del maíz Bt (que expresa de forma constitutiva la toxina insecticida de Bacillus thuringiensis, codificada por el gen Cry1Ab truncado) y las plantas de maíz no Bt y sus residuos en comunidades eubacterianas rizósicas y de suelo granular mediante análisis de electroforesis en gel de gradiente desnaturalizante 16S genes de ARNr, en el simbionte micorrízico no objetivo Glomus mosseae, y en la respiración del suelo. Los experimentos de microcosmos mostraron diferencias en las comunidades eubacterianas rizosféricas asociadas con las tres líneas de maíz y un nivel significativamente más bajo de colonización de micorrizas en las raíces de maíz Bt 176. En experimentos en invernadero, se detectaron diferencias entre las plantas de maíz Bt y no Bt en comunidades eubacterianas rizosféricas (tanto totales como activas), en bacterias heterótrofas rizosféricas cultivables y en colonización micorrízica. Residuos de plantas de plantas transgénicas, arados en la cosecha y que se mantuvieron mezclados con el suelo por hasta 4 meses, afectaron la respiración del suelo, las comunidades bacterianas y el establecimiento de micorrizas por endófitos originarios. El enfoque multimodal utilizado en nuestro trabajo puede aplicarse en estudios de campo a largo plazo dirigidos a monitorear el peligro real de los cultivos modificados genéticamente y sus residuos en comunidades microbianas del suelo no objetivo.

A polyphasic approach has been developed to gain knowledge of suitable key indicators for the evaluation of environmental impact of genetically modified Bt 11 and Bt 176 corn lines on soil ecosystems. We assessed the effects of Bt corn (which constitutively expresses the insecticidal toxin from Bacillus thuringiensis, encoded by the truncated Cry1Ab gene) and non-Bt corn plants and their residues on rhizospheric and bulk soil eubacterial communities by means of denaturing gradient gel electrophoresis analyses of 16S rRNA genes, on the nontarget mycorrhizal symbiont Glomus mosseae, and on soil respiration. Microcosm experiments showed differences in rhizospheric eubacterial communities associated with the three corn lines and a significantly lower level of mycorrhizal colonization in Bt 176 corn roots. In greenhouse experiments, differences between Bt and non-Bt corn plants were detected in rhizospheric eubacterial communities (both total and active), in culturable rhizospheric heterotrophic bacteria, and in mycorrhizal colonization. Plant residues of transgenic plants, plowed under at harvest and kept mixed with soil for up to 4 months, affected soil respiration, bacterial communities, and mycorrhizal establishment by indigenous endophytes. The multimodal approach utilized in our work may be applied in long-term field studies aimed at monitoring the real hazard of genetically modified crops and their residues on nontarget soil microbial communities.

Se realizaron estudios de campo a gran escala para determinar si las siembras temporales del maíz de Bacillus thuringiensis (maíz Berliner) (Bt) (evento 176 y Bt11) afectarían la abundancia estacional de los siguientes depredadores generalistas: Coleomegilla maculata DeGeer y Cycloneda munda (Say) (Coleoptera : Coccinellidae), Orius insidiosus (Say) (Heteroptera: Anthocoridae), Chrysoperla carnea Stephens (Neuroptera: Chrysopidae) y un parásito especialista, Macrocentrus cingulum Brischke (Hymenoptera: Braconidae). Las poblaciones de adultos se monitorearon utilizando trampas adhesivas amarillas Pherocon AM, en tres ubicaciones en Iowa (1996–1998). En cada ubicación, se utilizó un diseño de parcelas divididas con maíz Bt y no Bt como parcelas principales y tres fechas de siembra como parcelas divididas. Se observaron pocas diferencias en la abundancia entre el maíz Bt y el maíz no Bt para los depredadores generalistas estudiados. Sin embargo, M. cingulum, un parasitoide especialista del perforador de maíz europeo, se vio significativamente afectado por la presencia de maíz Bt. Las densidades de M. cingulum en adultos fueron 29–60% menores en el maíz Bt en comparación con el maíz no Bt. Los análisis de regresión indicaron que los adultos con M. cingulum fueron seleccionados preferentemente y posteriormente aumentaron con el tiempo en los tratamientos de maíz sin Bt en cada ubicación dentro de cada año. Se observaron diferencias significativas entre las fechas de siembra para las cinco especies. Los efectos de la abundancia del maíz Bt en estos enemigos naturales no fueron inesperados, dado el comportamiento de búsqueda y forrajeo de diferentes especies y sus niveles variables de dependencia de la presencia del perforador del maíz europeo.

Large-scale field studies were conducted to determine if temporal plantings of Bacillus thuringiensis (Berliner) (Bt) corn (event 176 and Bt11) would affect the seasonal abundance of the following generalist predators: Coleomegilla maculata DeGeer and Cycloneda munda (Say) (Coleoptera: Coccinellidae), Orius insidiosus (Say) (Heteroptera: Anthocoridae), Chrysoperla carnea Stephens (Neuroptera: Chrysopidae), and one specialist parasitoid, Macrocentrus cingulum Brischke (Hymenoptera: Braconidae). Adult populations were monitored using Pherocon AM yellow sticky traps at three locations in Iowa (1996–1998). At each location, a split-plot design was used with Bt and non-Bt corn as main plots and three planting dates as the split plots. Few differences in abundance were observed between Bt and non-Bt corn for the generalist predators studied. However, M. cingulum, a specialist parasitoid of European corn borer, was significantly affected by the presence of Bt corn. Densities of adult M. cingulum were 29–60% lower in Bt corn compared with non-Bt corn. Regression analyses indicated M. cingulum adults were preferentially recruited to and subsequently increased over time in the non-Bt corn treatments at each location within each year. Significant differences were observed among planting dates for all five species. Abundance effects from Bt corn on these natural enemies were not unexpected given the foraging and searching behaviors of different species and their varying levels of dependence on the presence of European corn borer.