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2001年8月2日消息,有杀灭昆虫功能的基因工程农作物在控制农业昆虫中逐渐变得流行起来了。然而,一些专家认为,使用这些修饰的农作物能通过促进昆虫抗性基因的进化而产生意想不到的结果。
现在,一组基因学家已经确认了一种基因,它能赋予普通农业昆虫高水平的抗性。这是一个重要发现,它允许农民和政府官员早期采取措施去防止不可控制的灾难爆发。
这些科学家在2001年8月3日的Science杂志上发表了他们的发现。
这些基因学家来自北卡罗来纳州大学、Clemson大学和Melb ne大学,研究烟草蚜虫蛾的DNA,这些蛾以许多种农作物为食物,并对大部分常规化学杀虫剂有抗性。
Fred L. Gould博士是NC州的William Neal Reynolds教授,Science论文的合著者,他说,认识了这种基因不仅使我们能发现昆虫进化(对现在的基因工程植物的抗性)的早期表现,它还允许我们修饰植物,使他们能抵抗这种新的昆虫株。
科学家已经明确定位了隐性基因BtR-4,它能赋予蛾对自然毒素的大部分抗性,该自然毒素来自叫做Bacillus
thuringiensis (苏云金芽孢杆菌,简称Bt)的土壤细菌。几种农作物,包括棉花,它们是蛾幼虫的宿主,已经导入了杀虫的Bt毒素,它能杀灭几乎所有的蚜虫,除了稀有的含有隐性基因的个体。
Bt农作物使农民能控制象烟草蚜虫蛾这样的昆虫,减少有潜在危险的化学杀虫剂的应用。但是,一些人,包括使用有机杀虫方法的农民,担心这种新的、改变了基因的农作物能导致昆虫快速进化出对自然产生的Bt毒素及转基因后产生的Bt毒素的抗性,以致农民没有一种可靠的有机的昆虫控制剂。
针对这种忧虑,环境保护局要求棉花农民种植至少总面积的4%的未改变基因的棉花,以确保易感蛾的显性基因保留在蛾群体中。
抗性蚜虫蛾株还未造成农田损害,Gould和他的同事的早些研究已经确定,每1,000只蛾中有1.5只带有1个抗Bt毒素的基因。基于这个抗性频率,研究员估计假如Bt棉花广泛种植,蛾中的Bt抗性成为问题可能需要10年。这些结果假定棉农听从EPA的“高剂量/避难所”指令。
研究员和政府管理员很难确定EPA的策略是否能减缓抗性的扩散。因为测量有抗性基因的蛾的频率是非常困难的。
常规的生物鉴定监测方法,就是计算抗Bt毒素的蛾的数量是不够准确的,因为抗性个体非常少。Gould和他的同事推荐使用基于DNA的方法,鉴定只有单个基因的蛾(杂合基因的蛾),及两个基因的蛾(纯合基因的蛾)。
研究员在Science中写道,监测田地中总体对象的抗性等位基因的频率能直接检验“高剂量/避难所”策略是否有效。如果该策略失败,跟踪增加的异质接合体频率能在该异质接合体大量增加,造成不可控制的局面前获得很好的警告。
他们说,这样的一个策略能给研究者和政府管理员足够的时间去调整抗性管理策略(比如,通过增加留做“避难所”的田地的百分比)去逆转抗性蛾的增加。至少,现有的基于生物的监测手段能保留来自蛾的DNA样本,研究者能有一个DNA库用来分析其它的已在蛾中发现的抗性基因。
但是,作者补充说,BtR-4等位基因监测时间的任何延迟都将影响“高剂量/避难所”策略进行修改的机会,而这能支持转基因产品的使用和延长使用他们而减少常规杀虫剂的使用带来的环境利益。
Bt毒素资源
(转载于基因潮)

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