害虫爬进了转基因玉米

Pests worm their way into genetically modified maize

作者：Brian Owens

文献来源：Nature News doi:10.1038/nature.2014.14887

翻译：薛堃

玉米根萤叶甲对毒素抗性的提高凸显了作物轮作的重要性。

玉米根萤叶甲对转基因毒素的快速适应要求更多超越生物技术的手段。

即便是种植了转基因作物，农民仍然需要使用长期流传下来的农事操作来防治虫害，例如作物轮种。这是从最近对于抗虫玉米的发现当中总结的教训。

据爱荷华州立大学昆虫学家Aaron Gassmann领导的研究小组称，爱荷华大田中一种被称为玉米根萤叶甲（Diabrotica virgifera virgifera LeConte）的鞘翅目昆虫对转基因玉米产生的三种苏云金芽孢杆菌毒素中的两种产生了抗性。对其中一种Bt毒素的抗性是近年来在虫体内出现的，但是现在情况发生了变化——研究者发现对这种Bt毒素的抗性也会对新近导入的一类Bt毒素产生抗性。该项工作发表于美国国家科学院院报。

Gassmann说道：“这是现在市场上三种Bt毒素中的两种，这是转基因技术的核心部分。”

表达Bt毒素Cry3Bb1的转基因玉米于2003年首次被批准在美国使用，其具有抗虫特性，如玉米根萤叶甲。到2009年，农民开始发现他们的作物上又出现了玉米根萤叶甲。2011年，玉米根萤叶甲造成的损失波及到表达另一种Bt毒素mCry3A的转基因玉米。在实验室研究中，Gassmann发现这是一个交互抗性的例子，即Cry3Bb1抗性同时也表现mCry3A抗性，其原因可能是不同的毒素具有相似的结构和共同的昆虫中肠结合位点。

部分问题是玉米根萤叶甲非常强壮，Bt玉米不能产生足够的毒素完全控制它们。用来对付欧洲玉米螟之类的害虫的Bt毒素杀死了99.99%的靶标，但是有超过2%的玉米根萤叶甲残存于Bt玉米上。每年种植同样品种玉米的大田中会发生抗性的快速演化，在爱荷华州，平均时间为3.6年。

陶氏农业科学的生物技术全球科学政策主管Nicholas Storer认为研究表明如果转基因作物不是作为害虫综合管理策略的一部分使用的话，抗性是会在某一地区快速发展的。像陶氏这样的农业生物技术公司目前推出了表达两种不同Bt毒素的转基因种子对抗玉米根萤叶甲。例如，陶氏联合了孟山都出售组合了Cry3Bb1和Cry34/35Ab1的种子，其中Cry34/35Ab1是一类还未发现抗性发展的Bt毒素。

Gassmann表示毒素的叠加是延迟抗性发育的重要方法，但是一旦一种毒素的抗性产生了，那么组合就没有什么效果了。因此，农民不应该完全依赖生物技术对抗害虫，应该周期性的改变种植的作物以打断害虫的生命周期。“如果玉米都不在了，玉米根萤叶甲也就不能存活了。”

Storer同意最好的技术也是需要和经典的方法想结合的观点。“轮作是Bt出现之前对付玉米根萤叶甲的首先方法，”他说。“我们需要保持下去。”

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