Bt-кукуруза защищает себя сама

 

Косвенная выгода

Bt-кукуруза считается одной из наиболее часто выращиваемых культур в современном мире. Растение содержит ген из почвенной бактерии Bacillus Thuringiensis, который кодирует белок, токсичный для некоторых вредителей отряда Lepidoptera (Чешуекрылые). Среди них такие вредители кукурузы, как европейский кукурузный мотылек (ECB, Ostrinia nubilalis), юго-западный кукурузный мотылек (SWCB, Diatraea grandiosella), коробочный червь (CEW, Helicoverpa zea). Токсично растение и для личинок одного из жуков: злакового корневого червя (CRW, Diabrotica spp). Для не чешуекрылых (кроме злакового корневого червя) и позвоночных Bt-кукуруза считается безвредной.

Но, помимо способности противостоять собственным вредителям, Bt-кукуруза косвенно влияет на уровень загрязненности самой себя микотоксинами, а именно, снижает их уровень. Микотоксины являются вторичными метаболитами грибов, колонизировавших кукурузу. Они считаются неизбежными загрязняющими веществами пищевых продуктов, и даже самые лучшие современные технологии не могут полностью избавить посевы от их присутствия. Заражение грибковыми спорами происходит через раны, которые оставляют на кукурузе растительноядные насекомые. Таким образом, любой метод, позволяющий предотвратить повреждения насекомыми кукурузы, также снижает риск грибковых загрязнений. В результате различных полевых исследований было выяснено, что в Bt-кукурузе общий уровень содержания микотоксинов намного ниже, чем у обычных сортов.

Невидимые враги

Выделяют четыре основных микотоксина, загрязняющих культуру: фумонизин, афлатоксин, дезоксиниваленол и зеараленон. Токсин фумонизин производится грибами Fusarium verticillioides (ранее F. moniliforme) и Fusarium proliferatum. Потребление токсина человеком связано с повышением доли рака пищевода в различных частях Африки, Центральной Америки и Азии и среди черного населения в Чарльстоне и Южной Каролине. Потребление фумонизина связано с появлением дефектов нервной трубки у младенцев. У животных токсин вызывает такие заболевания как лошадиная лейкоэнцефаломаляция и отек легких у свиней.

Афлатоксин, производимый Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus, является наиболее мощным природным канцерогеном печени. Для людей инфицированных гепатитом В или С токсин более чем в десять раз повышает риск развития рака печени. Потребление афлатоксина детьми вызывает развитие низкорослости и нарушений в иммунной системе. У птиц вещество приводит к повреждению печени, нарушениям в репродуктивной системе, повышает общую восприимчивость к болезням, у скота также наблюдаются повреждения печени и почек, а также снижение веса и производства молока.

Дезоксиниваленол (DON или вомитоксин), наиболее распространенный микотоксин в зерновых культурах, производится грибами Fusarium graminearium и Fusarium culmorum. Значительно загрязнены токсином кукуруза, пшеница и ячмень в целом в регионах с умеренным климатом, таких как США, Канада и Европа. Дезоксиниваленол является ингибитором белка и вызывает у человека и у животных симптомы, начиная с кишечных расстройств, заканчивая подавлением иммунитета и потерей производительности.

Зеараленон, как и вомитоксин, производится F. graminearum, часто его также называют микоэстроген, так как он вызывает эстрогенные ответы и вульвовагиниты у свиней. Относительно влияния на человека, существуют недостаточные данные о связи между употреблением данного микотоксина и преждевременным половым созреванием.

Результаты исследований

Картина представляется достаточно угрожающей, особенно если учесть, что количество факторов, предрасполагающих к развитию у культуры грибковых заболеваний и накоплению микотоксинов достаточно велико. Например (ещё при выращивании) колебания температур, засуха, несовместимость гибрида и региона выращивания, и конечно же, наличие насекомых-вредителей, которые являются главной движущей силой заражения, однако не для всех грибов (подробнее ниже). Неправильные условия хранения, высокая влажность в хранилищах, наличие в них насекомых способствуют дальнейшему развитию и накоплению микотоксинов в кукурузе.

Но выход, по мнению ученых, есть, и это именно Bt-кукуруза. Полевые исследования, проведенные в США и странах Европы, показали, что концентрация фумонизина значительно ниже в Bt-кукурузе по сравнению с обычными сортами. Значительно более низкий уровень фумонизина был измерен в Bt-гибридах при сравнении с контрольной группой в 288 отдельных участках тестов во Франции, Италии, Турции, Аргентины и США. Концентрация фумонизина в Bt-зернах была часто ниже 4мг/кг, при этом в значительной части ниже 2 мг/кг. При этом допустимый уровень содержания вещества в пищевых продуктах в составе содержащих кукурузу составляет в странах Евросоюза 2 мг/кг, в нашей стране 5 мг/кг.

По сравнению с фумонизином, накопление микотоксинов афлотоксина и дезоксиниваленола по некоторым данным не связано напрямую с вредителями. Так как заражение соответствующими продуцирующими эти токсины грибами может происходить не только через повреждения, оставленные насекомыми, но и через шелковистые нитевидные пестики початков неспелой кукурузы. И действительно, полевые испытания демонстрируют либо смешанные записи, не указывающие на прямую зависимость низкого уровня токсина от сорта кукурузы, либо полное отсутствие какого-либо существенного влияния.

Относительно последнего токсина зеараленона было отмечено положительное влияние Bt-гибридов на снижение уровня микотоксина в кукурузе.

Несмотря на неоднозначные результаты, известные и новые, ещё неисследованные сорта Bt-кукурузы являются потенциальными инструментами для контроля микотоксинов во всем мире.

Седа Саакян

По материалам:

Department of Environmental & Occupational Health,

Graduate School of Public Health University of Pittsburg,

100 Technology Dr., Felicia Wu.