Глобальные закономерности устойчивости насекомых-вредителей к трансгенным Bt-культурам: первые 25 лет

Генетически модифицированные культуры, экспрессирующие инсектицидные белки бактерии Bacillus thuringiensis (Bt), улучшили защиту растений от вредителей и снизили потребность в опрыскивании инсектицидами. Однако развитие практической устойчивости у некоторых вредителей снизило эффективность Bt-культур. Мы проанализировали глобальные данные мониторинга устойчивости для 24 видов вредителей за первые 25 лет возделывания Bt-культур, включая кукурузу, хлопчатник, сою и сахарный тростник. Каждый из 73 проанализированных случаев отражает реакцию одного вида вредителя в одной стране на один Bt-токсин, продуцируемый одной или несколькими Bt-культурами. Число случаев практической устойчивости выросло с 3 в 2005 году до 26 в 2020 году. Практическая устойчивость была документирована у некоторых популяций 11 видов вредителей (девяти чешуекрылых и двух жесткокрылых), что в совокупности затрагивало девять широко используемых кристаллических Bt-токсинов Cry в семи странах. В то же время 30 случаев не показали снижения чувствительности к Bt-культурам у популяций 16 видов вредителей в 10 странах. Оставшиеся 17 случаев свидетельствуют о ранних признаках устойчивости, которые заключаются в генетически обусловленном снижении чувствительности без признаков уменьшения эффективности в полевых условиях. Эти ранние признаки касались четырех токсинов Cry и вегетативного инсектицидного белка Bt Vip3Aa. К факторам, которые, как ожидается, способствуют сохранению чувствительности, относятся обильные рефуговые участки с небт-растениями-хозяевами, рецессивное наследование устойчивости, низкая частота аллелей устойчивости, снижение приспособленности, неполная устойчивость и избыточное поражающее действие многотоксинных Bt-культур. Кроме того, достаточно большие рефуги могут нивелировать некоторые неблагоприятные условия для других факторов. Эти данные могут помочь повысить устойчивость к использованию современных и будущих трансгенных инсектицидных культур.