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di F.B. Peairs*(9/13)

Quick Facts…

  • Bacillus thuringiensis (Bt) è un batterio del suolo che produce tossine insetticide.
  • I geni del Bt possono essere inseriti nelle piante coltivate per renderle capaci di produrre una tossina insetticida e quindi resistenti a certi parassiti.
  • Non sono noti effetti negativi sulla salute umana associati al mais Bt.
  • Il mais Bt può influenzare negativamente gli insetti non bersaglio se sono strettamente legati al parassita bersaglio, come nel caso della farfalla Monarch. Questi effetti negativi sono considerati minori, rispetto a quelli associati all’alternativa delle applicazioni di insetticidi a tappeto.

Le nuove tecnologie ci permettono di migliorare le varietà di colture aggiungendo geni di altre specie. Questo è utile perché possiamo alterare tratti, come la resistenza agli insetti, che potrebbero non esistere naturalmente nella specie di coltura, o che potrebbero essere difficili da trasferire all’interno della specie di coltura utilizzando le tecniche classiche di miglioramento delle piante. Un’applicazione di successo di questa nuova tecnologia è lo sviluppo di ibridi di mais che sono resistenti a certi insetti parassiti grazie all’aggiunta di un gene di un batterio naturale del suolo.

Anche se questi ibridi di mais sono molto efficaci nel controllo degli insetti parassiti, il loro uso ha sollevato preoccupazioni. La seguente serie di domande e risposte fornisce una panoramica di questi ibridi di mais resistenti agli insetti e affronta alcune delle questioni sanitarie e ambientali associate al loro uso. Il foglio informativo 0.708, Managing Corn Pests with Bt Corn affronta l’uso di questi ibridi nella gestione dei parassiti.

Domande e risposte

Q: Cos’è Bt?

A: Bt è l’abbreviazione di un comune batterio che abita nel suolo chiamato Bacillus thuringiensis. Bt si riferisce anche ai prodotti insetticidi fatti con questi batteri.

Q: Dove si trova normalmente Bt?

A: Bt è ampiamente distribuito. Oltre a trovarsi in molti terreni in tutto il mondo, si trova anche sulle foglie delle piante e nel grano immagazzinato.

Q: Cosa ha a che fare il Bt con gli insetti nocivi?

A: Alcuni ceppi di Bt uccidono gli insetti con tossine chiamate proteine cristalline insetticide o endotossine delta. Questo gruppo di tossine è considerato relativamente innocuo per gli esseri umani e la maggior parte delle specie non infestanti. Tuttavia, altre tossine prodotte dal Bt hanno uno spettro di tossicità più ampio.

Q: Come viene esposto l’insetto al Bt?

A: Le endotossine delta sono veleni dello stomaco che devono essere mangiati dall’insetto per essere efficaci. Dopo l’ingestione, la tossina viene attivata nel midgut altamente alcalino dell’insetto.

Q: Come uccide gli insetti il Bt?

A: Le endotossine Delta paralizzano rapidamente il sistema digestivo dell’insetto, quindi il danno alla pianta si ferma subito dopo che l’insetto è stato esposto alla tossina. La mortalità può richiedere diversi giorni, quindi gli effetti delle endotossine delta sono molto diversi da quelli che ci aspettiamo dagli insetticidi convenzionali.

Q: Ci sono altri tipi di tossine Bt?

A: Un altro tipo di tossine Bt sono chiamate proteine insetticide vegetative, o VIP. I VIP sono anche considerati relativamente sicuri per le specie non nocive, tuttavia, altre classi di tossine prodotte da Bt hanno uno spettro di tossicità più ampio.

Q: Quali parassiti sono controllati da Bt?

A: Diversi ceppi (circa 600 sono noti) di Bacillus thuringiensis producono diverse forme di endotossine delta – molti sono tossici per i bruchi (ad esempio, la piralide del mais), mentre altri sono tossici per le mosche (ad esempio, le zanzare) o i coleotteri (ad esempio, la diabrotica del mais), D: Gli insetticidi Bt sono nuovi?

A: Gli insetticidi Bt, costituiti da Bt dormiente e dall’endotossina delta, sono disponibili in commercio e utilizzati in agricoltura da più di 30 anni (ad esempio, Bactimos, Biobit, Dipel, Javelin, Teknar, Vectobac). Questi sono usati principalmente per il controllo dei bruchi di varie colture, così come delle larve di zanzara e di mosca nera.

Q: Bt è sicuro?

A: Le endotossine delta e i VIP sono considerati molto più selettivi e più sicuri per gli esseri umani e gli organismi non bersaglio della maggior parte degli insetticidi convenzionali perché attaccano siti che si trovano solo in alcuni gruppi di insetti. Gli insetticidi Bt commerciali sono classificati come Generally Regarded as Safe (GRAS) dall’EPA, e sono approvati per la maggior parte dei programmi di certificazione biologica.

Q: Cos’è il mais Bt?

A: La produzione dell’endotossina delta e dei VIP è controllata da un singolo gene nei batteri. Una versione modificata di questo gene può essere inserita nelle piante di mais. Le piante di mais che contengono questo gene possono produrre l’endotossina delta o VIP e quindi essere tossiche per gli insetti che sono suscettibili a quella forma di proteina.

Q: Perché usare il gene Bt nel mais?

A: Le tossine BT spruzzate sulle piante si rompono rapidamente quando esposte alla luce UV. Le tossine BT prodotte nella pianta sono protette dalla luce UV. Inoltre, molti dei principali parassiti del mais sono difficili e costosi da controllare con gli insetticidi convenzionali, ma sono suscettibili alle tossine Bt prodotte nei tessuti delle piante. La biotecnologia per inserire i geni Bt produttori di tossine nel mais è disponibile.

Q: L’intera pianta di mais Bt è tossica?

A: Dipende. Due fattori, l’evento e il promotore, controllano dove le tossine sono prodotte nella pianta e in quali quantità. Diverse compagnie di semi usano diversi eventi e promotori, così i loro ibridi saranno anche diversi in quali tessuti della pianta producono tossine Bt.

L’evento di inserimento è l’atto fisico di mettere il gene Bt nel materiale genetico della pianta di mais. Questo è il momento in cui viene determinata la posizione fisica del gene Bt (quale cromosoma, quale parte del cromosoma, ecc.). La posizione del gene influisce su dove nella pianta vengono prodotte le tossine e su quanta tossina Bt viene prodotta. Attualmente, non abbiamo la tecnologia per controllare la localizzazione del gene Bt, quindi ogni evento si traduce in piante che differiscono nel luogo e nella quantità di tossina prodotta.

Il promotore è un interruttore genetico che dice al gene Bt inserito quando e dove produrre le tossine Bt. Sono disponibili diversi promotori e la scelta del promotore influenza anche dove e quanta endotossina delta viene prodotta nella pianta di mais, portando a differenze tra gli ibridi.

Come posso saperne di più sul mais Bt?

Informazioni su specifici ibridi sono disponibili presso i rivenditori di sementi e le aziende sementiere. Diversi siti web utili sono:

AgBioForum: The Journal of Agrobiotechnology Management and Economics, www.agbioforum.org/. Si tratta di una rivista scientifica online dedicata a questioni di biotecnologia agricola.

Ag Biosafety, University of Nebraska, Lincoln. http://agbiosafety.unl.edu/about.shtml. Questo è dedicato ad affrontare le questioni attuali della biotecnologia delle colture e della sicurezza alimentare.

Agricultural Biotechnology, The Pew Charitable Trusts, www.pewtrusts.org/our_work_detail.aspx?id=442. Questo sito ospita informazioni sviluppate fino al 2007 dalla Pew Initiative on Food and Biotechnology.

GM Crop Database. Center for Environmental Risk Assessment (CERA), ILSI Research Foundation, Washington D.C. http://cera-gmc.org/. Questo è un database ricercabile per i tratti GM, così come altri nuovi tratti prodotti attraverso altri metodi di allevamento delle piante.

Information Systems for Biotechnology (ISB): A National Resource for Agbiotech Information, Virginia Tech., www.isb.vt.edu/. Questo sito fornisce documenti e database ricercabili relativi allo sviluppo, ai test e alla revisione normativa di piante, animali e microrganismi geneticamente modificati negli Stati Uniti e all’estero.

Regulating Biopesticides, United States Environmental Protection Agency, www.epa.gov/oppbppd1/biopesticides/. Questo sito spiega il processo normativo per i biopesticidi, compresi gli eventi del mais Bt.

Il Servizio Internazionale per l’Acquisizione delle Applicazioni Agribiotech, www.isaaa.org/kc/. Questo sito web completo è a favore delle biotecnologie, ma contiene una ricchezza di informazioni aggiornate, tra cui un database completo di eventi e tratti di colture approvati.

USDA, National Agricultural Library, pagina informativa sulle biotecnologie. www.nal.usda.gov/plants-and-crops/biotechnology-genetics-and-breeding. Questo sito contiene link a molte fonti di informazioni sulle biotecnologie agricole.

Q: Quanti tipi di mais Bt esistono?

A: Ci sono molti diversi ibridi di mais Bt disponibili, tuttavia, ognuno contiene non più di alcuni degli eventi descritti sopra.

Q: Ho sentito che il mais Bt è tossico per le farfalle Monarca. È vero?

A: Lo stadio di bruco del monarca si nutre di erba lattea. Studi di laboratorio mostrano una certa mortalità nei bruchi di Monarca nutriti con foglie di alveare ricoperte di polline di mais Bt. Diverse domande devono ancora trovare risposta prima che il rischio per le farfalle Monarch possa essere determinato.

Q: Le farfalle Monarch depongono le uova sulle piante di milkweed in o vicino ai campi di mais?

A: Sì. Le prime indicazioni sono che vengono deposte più uova nei campi di mais e nelle loro vicinanze che negli altri ambienti che sono stati studiati.

Q: La sopravvivenza dei bruchi Monarch è inferiore sulle piante di mungitura nei campi di mais Bt rispetto ai campi di mais non Bt?

A: No. Non ci sono state differenze di sopravvivenza in diverse località del Midwest e dell’Ontario. L’eccezione è il mais Bt trasformato con l’evento 176, ora sospeso.

Q: La sopravvivenza dei bruchi Monarch è migliore quando le piralidi del mais sono controllate con il mais Bt o con gli insetticidi?

A: Gli studi su entrambi i campi e sul mais dolce hanno mostrato una minore sopravvivenza dei bruchi Monarch nei campi trattati con insetticidi rispetto ai campi non trattati piantati con ibridi di mais Bt.

Q: Qual è la dose letale di polline di mais Bt per i bruchi Monarch?

A: Questo dipende dall’evento. Il polline più tossico è prodotto dall’evento 176 (non più disponibile in commercio), che ha da 15 a 25 volte più delta endotossina per grano di polline rispetto agli eventi attualmente in uso. La dose letale (LD50) per il polline dell’evento 176 è di circa 2500 grani di polline per in2 di foglia di milkweed. Nessun effetto avverso osservabile è stato trovato a 850 grani (evento 176) per in2 di foglia di milkweed. Nessun effetto acuto è stato identificato per il polline di piante con eventi attualmente disponibili. Tuttavia, sono state sollevate ulteriori questioni riguardanti la tossicità delle antere per i bruchi Monarch e altri bruchi non bersaglio.

Q: Si verificano dosi letali di polline di mais Bt sulle piante di milkweed all’interno dei campi di mais Bt?

A: I conteggi del polline di mais Bt all’interno dei campi dell’Ontario erano in media 500 grani per in2 di foglia di milkweed. I conteggi più alti in questo studio erano appena sotto i 2500 grani per in2 di foglia di milkweed.

Q: Si verificano dosi letali di polline di mais Bt sulle piante di milkweed vicino ai campi di mais Bt?

A: Il polline di mais è relativamente pesante e non viaggia lontano. Le piante di mungitura a un metro dai campi di mais dell’Ontario avevano una media di 180 grani di polline per in2 di foglia di mungitura e le piante di mungitura a 15 metri dal campo avevano una media di nove grani di polline per in2 di foglia di mungitura. Le precipitazioni riducono notevolmente la densità del polline sulle piante di milkweed nei campi di mais.

Q: Ci sono effetti subletali per i bruchi Monarch che si nutrono di polline di mais Bt?

A: Si sa poco sugli effetti subletali come la crescita ridotta o lo sviluppo ritardato. Tuttavia, è stato notato che i bruchi Monarch consumano meno quando vengono alimentati con foglie di milkweed contenenti polline di mais Bt rispetto a quando vengono alimentati con foglie pulite.

Q: I bruchi Monarch si nutrono di foglie di milkweed durante lo spargimento del polline?

A: Più sincronia c’è tra lo spargimento del polline e la presenza di piccoli bruchi Monarch sul milkweed, maggiore è il rischio dal mais Bt. Attualmente, i ricercatori credono che ci sia poca sovrapposizione tra i due, ma entrambi sono eventi variabili influenzati dal tempo e dalla posizione, quindi ci possono essere situazioni in cui sono ben sincronizzati.

Q: C’è qualcosa che può essere fatto per proteggere la farfalla Monarca dal polline del mais Bt in Colorado?

A: La minaccia per i Monarchi in Colorado è abbastanza bassa poiché la farfalla Monarca è rara nel nostro stato. Dove i monarchi sono più comuni, l’EPA suggerisce di piantare mais non Bt come trappola per il polline intorno al campo o di considerare la direzione prevalente del vento e le probabili posizioni dell’habitat dei monarchi quando si decide dove piantare il mais Bt e il mais non Bt. Questi suggerimenti servirebbero anche a minimizzare il rischio per altri bruchi non bersaglio che potrebbero destare preoccupazione.

Q: Ci sono altri insetti che sono minacciati dal mais Bt?

A: Molte specie di bruchi si trovano all’interno e intorno ai campi di mais durante la stagione di crescita, e potrebbero essere colpite dal mais Bt. Questa sarà una preoccupazione continua con l’introduzione di nuovi eventi nel mais e con lo sviluppo di altre colture modificate.

Uno studio del Midwest ha mostrato che le larve di macaone non erano influenzate dal polline del mais Bt, ma un altro ha indicato che il polline dell’evento 176 potrebbe avere effetti subletali su questa specie. Tuttavia, la serie dettagliata di studi attualmente in corso sulla farfalla Monarca non è stata intrapresa per questo insetto.

Q: È vero che le radici delle piante di mais Bt perdono le endotossine delta nel suolo?

A: Sì, questo è stato dimostrato in diversi studi di laboratorio. Tuttavia, le implicazioni per vari organismi del suolo non sono chiare. Poiché il Bt è un batterio del suolo molto comune, è probabile che l’esposizione di questi organismi alle tossine Bt sia comune. I livelli di tossine Bt misurati negli studi di laboratorio erano almeno 10 volte inferiori a quelli che causano effetti osservabili in importanti organismi del suolo come i lombrichi e i springtail.

Q: L’alternativa al mais Bt sembra essere l’uso di insetticidi convenzionali. Qual è più dannoso per gli insetti non bersaglio, come la farfalla Monarca?

A: I risultati degli studi sugli effetti non bersaglio indicano che i rischi sono relativamente piccoli. Inoltre, milioni di acri di foreste sono stati trattati per la tarma della zanzara e altri parassiti con insetticidi Bt negli ultimi 30 anni con pochi effetti documentati sulle specie non bersaglio. D’altra parte, i pericoli degli insetticidi convenzionali per molte diverse specie di insetti non bersaglio sono molto ben documentati.

Q: Il mais Bt influenzerà altri insetti, come i nemici naturali (predatori e insetti parassiti)?

A: Questa è una domanda complicata a causa delle molte specie coinvolte. Ci sono almeno tre effetti importanti. L’uso di insetticidi è ridotto dall’uso del mais Bt se i principali parassiti sono suscettibili alle tossine Bt, quindi i nemici naturali saranno meno colpiti dall’esposizione a queste sostanze chimiche. Questo è probabilmente l’effetto più significativo.

In secondo luogo, poiché il parassita bersaglio è essenzialmente eliminato dalla coltura dalla tossina Bt, qualsiasi nemico naturale che si basa sul parassita per il cibo sarà influenzato negativamente. Anche se questo è possibile, i benefici per la protezione delle colture derivanti dall’eliminazione del parassita probabilmente superano la perdita di controllo fornita dal nemico naturale. Inoltre, il controllo biologico è spesso il risultato delle azioni di un complesso di specie di nemici naturali, per cui il beneficio complessivo del nemico naturale potrebbe non essere molto influenzato.

Infine, i nemici naturali che si nutrono di parassiti che hanno ingerito la tossina Bt possono essere influenzati negativamente dalla tossina. Questa interazione è stata dimostrata, tuttavia, gli effetti negativi sui nemici naturali sono ritenuti relativamente minori.

Q: Ho sentito che il mais Bt è una minaccia per la salute perché causa risposte allergiche in alcune persone. È vero?

A: Alcune piante transgeniche sperimentali hanno causato risposte allergiche. L’EPA richiede diversi test sugli allergeni alimentari come parte del processo di registrazione delle colture transgeniche contenenti sostanze pesticide. Il primo test misura il tempo di sopravvivenza del potenziale allergene in un ambiente acido. Tempi di sopravvivenza più lunghi indicano una maggiore probabilità di sopravvivere al processo di digestione e di essere assorbiti nel flusso sanguigno, che è il primo passo dell’allergenicità alimentare.

Le endotossine delta e i VIP prodotti dagli eventi attualmente disponibili sono tutti rapidamente degradati nello stomaco e quindi non sono potenziali allergeni alimentari.

Q: Le colture Bt hanno altri effetti noti sulla salute umana?

A: Uno studio dell’Ontario ha rilevato l’endotossina delta Cry1Ab nel siero sanguigno delle donne incinte, dei loro feti e delle donne non incinte. Tuttavia, il significato per la salute di questa osservazione è sconosciuto.

Q: Ci sono altri rischi dal polline del mais Bt?

A: Sì. Il polline del mais Bt può contaminare le coltivazioni adiacenti di mais non Bt. Questo può essere un problema se l’evento (o gli eventi) in questo polline non è (sono) approvato per il commercio internazionale. Può anche essere un problema per i produttori biologici certificati. Piantare ad almeno 150 piedi di distanza eviterà la maggior parte di questi problemi nelle condizioni del Colorado.

Riconoscimenti

Vorrei ringraziare Gary Hein, Università del Nebraska, Scottsbluff; Jerry Alldredge, Assefa Gebre-Amlak, Bruce Bosley, Randy Buhler, Pat Byrne, Jerry Johnson, Ron Meyer, Stan Pilcher, Elaine Roberts, e John Shanahan tutti della Colorado State University; e Phil Sloderbeck, Kansas State University, Garden City, per aver letto e commentato le versioni precedenti.

* F.B. Peairs, entomologo dell’estensione e professore, scienze bioagricole e gestione dei parassiti. 6/02. Rivisto il 9/13.

Colorado State University, U.S. Department of Agriculture e contee del Colorado che collaborano. I programmi Cooperative Extension sono disponibili a tutti senza discriminazione. Nessuna approvazione dei prodotti menzionati è intesa né è implicita la critica di prodotti non menzionati.

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