Výzkum v praxi
Informace z výzkumu
Odkazy
Úvodní stranaVýzkum v praxiInformace z výzkumu
František Mariánek, 12. leden 2011
Americký výzkum resistence bázlivce kukuřičného vůči Bt toxinu u kukuřice a metodě střídání plodin
Američtí výzkumníci analyzují genetickou podstatu vývoje resistence bázlivce kukuřičného vůči Bt toxinu u kukuřice a vůči metodě střídání plodin.
Poslat článek emailem Vytisknout článek Článek : 107270 ; Vydáno : 11.1. 2011 ; Autor : Ing. Šárka Vondrášková
     Bázlivec kukuřičný (Diabrotica virgifera) je vysoce destruktivní škůdce, který vyžaduje rozsáhlejší využívání konvenčních insekticidů ročně než jakýkoli jiný škůdce od doby, kdy napadl v 60tých letech středozápad USA. Dnes je bázlivec stále nejvýznamnějším škůdcem v produkci kukuřice po celém středozápadě zčásti proto, že si vyvinul resistenci vůči konvenčnímu střídání (rotaci) plodin, což byla kdysi vysoce účinná taktika managementu.
     Určité typy Bt kukuřice, které jsou geneticky modifikovány, aby vytvářely zvláštní, pro hmyz specifický toxický protein pocházející z bakterie Bacillus thuringiensis, jsou účinné v potlačování bázlivce kukuřičného. Tyto produkty částečně nahradily používání konvenčních insekticidů pro potlačování bázlivce. Ale laboratorní testy silně nasvědčují tomu, že pokud Bt technologie není na poli účinně řízena, bázlivec kukuřičný získá za čas resistenci vůči Bt.
     Entomologové Bruce Hibbard z výzkumné jednotky Plant Genetics Research Unit (PGRU) v Columbii v Missouri a Tom Sappington z výzkumné jednotky Corn Insects and Crop Genetics Research Unit (CICGRU) v Ames v Iowa, spolu s Blairem Siegfriedem z university University of Nebraska – Lincoln a Aaronem Gassmanem z university Iowa State University analyzují vývoj resistence vůči Bt u bázlivce, aby pomohli uchránit tuto technologii pro budoucnost.
     Některé linie Bt kukuřice zaměřující se na bázlivce vytvářejí protein známý jako „Cry3Bb1“. Hibbard a spolupracovníci nedávno dokumentovali, že bázlivec vystavený působení těchto linií kukuřice při nízkých až mírných dávkách za skleníkových podmínek si vyvinul resistenci vůči Bt za pouhé tři generace. Tento výsledek byl později potvrzen v kontrolovaném polním testu.
     Několik kolonií bázlivce kukuřičného, které jsou resistentní vůči Cry3Bb1 jsou nyní etablovány a jsou používány Sappingtonovou skupinou k identifikaci genetických markerů spojených s touto resistencí. Podobné studie jsou prováděny s liniemi Bt kukuřice, které vytvářejí mCry3A a jiné Cry proteiny.
     Rozvoj kolonií resistentních vůči různým Bt produktům umožní výzkumníkům zhodnotit potenciál pro křížovou resistenci u bázlivce.
 
Rychlý vývoj resistence
     V rámci strategie potlačování vývoje resistence vůči Bt u populací bázlivce Hibbard a spolupracovníci testují v současnosti koncept používání rostlin bez technologie Bt jako hmyzích „refugií“ (útočišť). Tato metoda prosazuje páření hmyzu rezistentního vůči Bt s hmyzem k Bt citlivým, který se líhne z rostlin „refugií“, které nevytvářejí Bt. Tímto způsobem je v populaci bázlivce udržována citlivost vůči Bt.
     V roce 2006 Hibbard spolu s CICGRU a spolupracovníky z university v Missouri dokumentovali, že v laboratorních podmínkách si populace bázlivce bez refugia rychle vyvíjejí resitenci vůči Bt. V universitním centru Bradford Research and Extension Center tento tým hodnotil kolonie bázlivce resistentní vůči Bt a citlivé vůči Bt (kontrolní). Rostliny Bt kukuřice a rostliny kukuřice bez Bt byly zamořeny 500 životaschopnými vajíčky bázlivce z resistentních nebo kontrolních kolonií. Množství hmyzu resistentního vůči Bt odebraného z Bt kukuřice bylo desetkrát vyšší z vajíček odebraných z kolonie resistentní vůči Bt než z vajíček odebraných z kontrolní kolonie. Každá kolonie stejně dobře prospívala na kukuřici bez Bt.
     Toto zdůrazňuje význam farmářů pěstujících refugia, protože resistence se vyvinula při absenci refugií. Současná práce specificky testuje účinnost různých typů refugií.
 
Shromažďování genetických informací
     V laboratoři v Ames je technologie markerů DNA používána k shromažďování hodnotných genetických informací o bázlivcích. Sekvence markerů DNA jsou krátké úseky DNA podél genomu škůdce, které unikátně identifikují oblast toho chromozomu. Marker DNA, který je umístěn blízko genu, který propůjčuje zájmovou charakteristiku, může být často detekován snadněji než sám tento gen.
     Sappingtonův tým také používá markery DNA k tomu, aby geneticky lokalizoval gen nebo geny odpovědné za „resistenci vůči rotaci“, chování při kladení vajíček, které umožňuje některým populacím bázlivce přežívat střídání kukuřice se sójou, nehostitelskou plodinou, kterou se housenky škůdce nemohou živit.
     Farmáři na středozápadě již dlouho používají střídání kukuřice se sójou, což jim umožňuje vzdát se používání půdních insekticidů u kukuřice. Ale počínaje rokem 1987 se objevily zprávy z východního Illinois, že samičky bázlivce vylétaly z kukuřičných polí, aby ukládaly svá vajíčka v sousedních sojových polích – což vlastně synchronizuje líhnutí jejich larválního potomstva s příští rotační plodinou sezóny – kukuřice.
     Tato charakteristika se již rozšířila do částí států Indiana, Michigan, Missouri, Iowa a Wisconsin a do provincie Ontario v Kanadě. Marker DNA spojený s resistencí vůči rotaci by pomohl upozorňovat farmáře na to, kdy se charakteristika rozšířila nebo nerozšířila do jejich regionu.
     Jsou také vyvíjeny markery DNA pro zkoušení genetických odchylek a toku genů v  populacích bázlivce a mezi nimi.
     Ačkoli je obtížné toho dosáhnout, informace o populační ekologii a genetice bázlivce jsou rozhodující pro konstruování účinných strategií managementu potlačování resistence, které by  udržely životaschopnost současných technologií potlačování škůdce včetně Bt kukuřice, říká Craig Abel, vedoucí výzkumu CICGRU. Molekulární markery jsou významné nástroje pro získávání těchto informací.
     Sappington, David Grant, Nicholas Miller a další v Ames spolupracují s kolegy z university a francouzským ústavem Institut National de Recherche Agronomique (INRA), aby realizovali citlivější analýzy genetických odchylek v populacích. Tito vědci sbírají exempláře z přirozeného pásma výskytu bázlivce v oblasti Great Plains a zkoušejí získat lepší údaje o populační struktuře než ty, které získali předtím z oblasti Corn Belt, kde se tento škůdce objevil před více než 40 lety – nedlouho předtím, kdy došlo náhodným genetickým změnám v obrovských populacích.
     Výzkumníci doufají, že analyzováním těchto dlouho etablovaných populací zhodnotí, jak daleko se dospělci bázlivce posunou za generaci. Takové odhady jsou významné pro přesné předpovídání rozvoje a šíření resistence vůči Bt a charakteristik resistence vůči rotaci plodin na dlouhé vzdálenosti. Při tom je téměř nemožné používat konvenční metody, jako například pokusy s vypouštěním a opětným odchytem označeného hmyzu.  
Agriculture Research, vol. 58, 2010, č. 8, s. 12 - 13
Objednávka kopie článku

Zdroj:www.agronavigator.cz

Vytiskni tuto stránku Vytiskni tuto stránku
Hodnocení 1 | 2 | 3 | 4 | 5 => průměr 130
K článku nebyl zatím napsán žádný komentář
Úvodní stranaVýzkum v praxiInformace z výzkumu