Najpoważniejszym szkodnikiem w uprawie kukurydzy jest omacnica prosowianka. Zasięg występowania obejmuje niemal cały kraj. Szacuje się, że straty wyrządzone przez tego szkodnika sięgają ok. 1 miliarda zł rocznie. Najskuteczniejszą znaną metodą ochrony upraw przed omacnicą jest stosowanie odmian genetycznie modyfikowanych z modyfikacją typu Bt. Pomimo apeli plantatorów kukurydzy polski rząd wprowadził zakaz stosowania odmian GM (Bt) na terenie całego kraju. Musimy być naprawdę bogatym państwem, skoro pozwalamy sobie na straty rzędu 1 mld zł rocznie.
Omacnica to nie jedyne zagrożenie. Coraz częściej w uprawie kukurydzy spotyka się na terenie kraju zachodnią kukurydzianą stonkę korzeniową. Szkodnik groźniejszy od omacnicy. W roku 2005 obszar występowania stonki korzeniowej obejmował tereny województw: podkarpackiego, opolskiego, małopolskiego, lubelskiego, śląskiego i świętokrzyskiego. W roku 2013 do listy tej dołączyły województwa: mazowieckie, łódźkie, wielkopolskie i podlaskie (Rysunek 1). Szkodnik wywołuje olbrzymie straty i nie istnieją skuteczne, tradycyjne metody zwalczania go. W związku z zagrożeniem, jakie stanowi, na terenie Unii Europejskiej jest on klasyfikowany jako szkodnik kwarantannowy. W przypadku wykrycia stonki korzeniowej zaleca się zaprzestania uprawy kukurydzy (w strefie porażenia) lub stosowanie płodozmianu (w strefach zagrożenia).
Rysunek 1. Zasięg występowania zachodniej kukurydzianej stonki korzeniowej w 2013 r (źródło: PIORIN).
Wspominałem o tym, że zwalczanie stonki korzeniowej jest bardzo trudne i mało efektywne, przynajmniej jeśli rozważamy konwencjonalne metody (głównie chemiczne). Tak jak w przypadku walki z omacnicą udało się uzyskać szereg odmian genetycznie modyfikowanych typu Bt, które wykazują dużą odporność na szkodnika. Rośliny Bt zawierają gen/y kodujące białko Bt, które jest toksyczne dla niektórych grup owadów (np. szkodników upraw). Od lat są one z powodzeniem uprawiane w USA (odmiany Genuity czy Herculex). W Unii Europejskiej, z powodów politycznych, rolnicy nie mogą uprawiać odmian GM odpornych na stonkę korzeniową.
Odmiany GM z modyfikacją Bt to najbardziej popularny sposób ochrony upraw przed stonką korzeniową. Zaletą inżynierii genetycznej jest to, że daje ona hodowcom wiele nowych możliwości w opracowywaniu odpornych roślin uprawnych. Modyfikacja może posłużyć nie tylko nadaniu nowych cech roślinom użytkowym, ale również przywróceniu tych, które zostały utracone w wyniku dziesiątków lat tradycyjnej hodowli. Narzędzia biologii molekularnej wydają się wręcz stworzone do tego celu. I jeśli ktoś w tym momencie pomyśli o sprzedawanych obecnie na targu pomidorach „bez smaku”, to chciałbym powiedzieć, że być może już niedługo uda się przywrócić temu warzywu jego dawny smak, właśnie dzięki inżynierii genetycznej.
Wróćmy jednak do kukurydzy i stonki korzeniowej. Dawne odmiany kukurydzy posiadały zdolność syntetyzowania beta-kariofilenu, związku z grupy seskwiterpenów. W odpowiedzi na atak stonki korzeniowej korzenie kukurydzy zaczynają wydzielać beta-kariofilen, który jest elementem mechanizmu obronnego. Kariofilen służy przyciąganiu nicieni entomopatogenicznych, będących pasożytami stonki korzeniowej. Po infekcji uwalniają one symbiotyczne bakterie, które zabijają gospodarza, namnażają się, rozkładając i żywiąc się jego tkankami, które wraz z samymi bakteriami stanowią pożywkę dla nicieni.
Gen odpowiedzialny za syntezę beta-kariofilenu jest nieaktywny we współcześnie uprawianych odmianach kukurydzy. Naukowcy z międzynarodowego konsorcjum, w skład którego wchodzą jednostki z Niemiec, Szwajcarii i USA, wykorzystując techniki inżynierii genetycznej, postanowili przywrócić kukurydzy utraconą cechę. Pracami kierował pan Theodoor Turlings, ekolog ze szwajcarskiego Uniwersytetu w Neuchâtel. W badaniach wykorzystano gen syntezy beta-kariofilenu pochodzący z oregano. Uzyskano szereg transgenicznych linii kukurydzy, które syntetyzowały kariofilen. W przeprowadzonych doświadczeniach polowych obserwowano spadek liczebności stonki korzeniowej nawet do 60 proc. na poletkach z modyfikowaną kukurydzą. Obserwowano również mniejsze uszkodzenia systemu korzeniowego.
Nicienie entomopatogeiczne stanoiwą metody tzw. „biologicznej kontroli” szkodników. Są one uznawane za ekologiczne i sprzyjające środowisku naturalnemu, ponieważ pozwalają na zmniejszenie zużycia chemicznych środków ochrony roślin. Odmiany syntetyzujące beta-kariofilen można uzyskać również dzięki tradycyjnym technikom hodowlanym, niemniej dzięki inżynierii genetycznej ten sam efekt uzyskamy znacznie szybciej i być może skuteczniej. Możliwe jest także udoskonalenie obecnie stosowanych odmian GM z modyfikacją Bt, co dodatkowo zwiększyłoby ochronę przed szkodnikiem. Naukowcy z konsorcjum opatentowali technikę uzyskania kukurydzy GM z beta-kariofilenem. Do komercjalizacji zapewne jeszcze daleka droga, tym bardziej że dostępne są na rynku odporne na zachodnią kukurydzianą stonkę korzeniową odmiany GM (z modyfikacją Bt).
Restoring a maize root signal that attracts insect-killing nematodes to control a major pest
W cyklu Po Co to Gieemo ukazały się następujące wpisy:
Śliwa HoneySweet – spełnione obietnice
Kukurydza z β-glukanazą
Przełom w walce z dengą?
Moda genetycznie modyfikowana
Pszenica odstraszająca mszyce
Ryż C4
GMO na suszę
GMO z pomocą zagrożonym gatunkom drzew,
ORF Genetics
Na biegunkę – koza
Hipoalergiczne jabłko
WEMA
Kontrowersyjny łosoś AquAdvantage
Transgeniczne pomidory z genem Bs2
Ziemniak odporny na zarazę
Historia buraka HT
Szczepionka w glonach przeciw malarii
Pszenica i skrobia oporna
Drzewka cytrusowe odporne na HLB
Ekoświnie – Game Over?
Wydajne odmiany zbóż odporne na suszę i nie tylko
Paliwo w tytoniu
Arktyczne jabłka
Zdrowsze (trochę) frytki i chipsy dzięki GMO
Pierwsze owady GMO w Europie
Rośliny przyszłości
Tęczowa papaja
20 sierpnia o godz. 16:50 81758
W tym roku stonkę (Dv) skreślono z listy agrofagów kwarantannowych w UE. Problem nie zniknął ( i nie zniknie długo przez GMO-fobię), ale przynajmniej rolnicy mają mniej kłopotu z wykonywaniem (dotkliwych) postanowień nakładanych na ich gospodarstwa decyzji administracyjnymi w spr. kwarantanny.
20 sierpnia o godz. 18:38 81778
…. Naukowcy opatentowali …
No skoro opatentowali to juz niedługo ktos to kupi i ten ktos, będzie miał wyłączność na ziarno zasiewowe. A jak juz ten „ktos” będzie miał monopol, to moze sie okazać, ze co prawda straty powodowane przez szkodniki sa mniejsze ale końcowy koszt zbioru z hektara i tak się zwiększył. Nie byłby to pierwszy raz 🙂
20 sierpnia o godz. 21:01 81801
A to Bt jak działa?
21 sierpnia o godz. 9:13 81882
@lenka326
Dziękuję za uaktualnienie informacji o stonce korzeniowej. Rzeczywiście odciąży to nieco rolników. Problem jednak zostaje i z roku na rok będzie prawdopodobnie się powiększać.
@Lubicz
„Nie byłby to pierwszy raz”
Nie? A kiedy był ten pierwszy raz?
@mpn
„Bt jak działa?”
To zjawisko nazywane przez biotechnologów – Hokus Pokus.
21 sierpnia o godz. 16:29 81912
Alternatywą jest oprysk gleby preparatem zawierającym nicienie – ale tego u nas też się nie robi.
Konsekwentne obsianie kilometrów pól kukurydzą Bt przyniosło wreszcie skutki – w USA pojawiła się omacnica odporna na toksynę Bt
21 sierpnia o godz. 21:06 81928
Dlaczego walczymy w „genetycznym wyścigu zbrojeń” przy użyciu chemii i modyfikacji genetycznych zamiast w najprostszy możliwy sposób: walką biologiczną. Stworzenie siedlisk dla naturalnych wrogów tych słynnych szkodników, zrezygnowanie z absolutnych monokultur? Wg. mnie brzmi to rozsądniej.
21 sierpnia o godz. 21:56 81937
@zaciekawiony
„w USA pojawiła się omacnica odporna na toksynę Bt”
To oczekiwane zjawisko. W odpowiedzi pojawiają się nowe odmiany GM z innymi białkami Bt. Nawet jeśli spełni się najbardziej pesymistyczny scenariusz i omacnica uodporni się na wszystkie białka Bt (raczej mało realne), to zawsze pozostanie nam powrót do konwencjonalnych technik walki ze szkodnikiem, czyli stosowania chemicznych środków ochrony roślin (o ograniczonej skuteczności). Czyli tak jak to się obecnie robi w prawie całej Europie.
@Tony
„Dlaczego walczymy w “genetycznym wyścigu zbrojeń” przy użyciu chemii i modyfikacji genetycznych zamiast w najprostszy możliwy sposób: walką biologiczną.”
Bo w praktyce „walka biologiczna” wcale nie jest najprostsza (wręcz przeciwnie) i często do tego mało efektywna. A rolnik potrzebuje sposobu pewnego, skutecznego i stosunkowo łatwego do zrealizowania.
21 sierpnia o godz. 23:57 81947
To są chyba jakieś kpiny… Dobrze, że w Polsce nikt nie hoduje kukurydzy GMO… Poszperajcie w internecie jak są robione testy na nieszkodliwość GMO. Nikt w takich testach nie bierze pod uwagę tego, że wszystkie pola są opryskiwane RANDAPEM – po to człowiek wymyślił GMO, żeby mógł pryskać bez obawy o roślinę uprawną… Trochę szersze spojrzenie na dany temat… A nie medialna propaganda 🙂 Zobaczcie jaki jest wskaźnik zachorowania na raka w cudownych USA gdzie w większości taką żywność hodują… Trochę więcej zainteresowania danym tematem !
22 sierpnia o godz. 11:28 82016
Ta kukurydza BT oporna na stonke to ta sama modyfikacja co w opornej na omacnice?
22 sierpnia o godz. 12:29 82019
@Gronkowiec
Nie. To owady z różnych Rzędów (chrząszcze i motyle), więc skutecznie będą działać na nie inne białka Bt. Kukurydza MON810 zawiera białko Cry1Ab przeciw omacnicy. Kukurydza Herculex, białko Cry34Ab1 i Cry35Ab1, przeciw stonce.
Są kukurydze GM odporne zarówno na stonkę jak i omacnicę, ale to wynika z piramidowania genów kodujących białka Bt.
22 sierpnia o godz. 14:59 82033
Piramidowania genów 😀
Brzmi groźnie 🙂
No poprostu jest to krzyzówka MON810xHerculeks taka klasyczna, mendlowska 🙂
22 sierpnia o godz. 20:40 82064
@Dawid
„po to człowiek wymyślił GMO, żeby mógł pryskać”
I po to, żeby dodać potrzebnych mikroelementów, i po to, żeby uodpornić na szkodniki w zamian za pestycydy, i po to, żeby produkować leki… ale o tym już nie wspomniałeś. Takie jest Twoje „szersze spojrzenie”.
Wskaźnik zachorowań na raka w USA dla obu płci 318 na 100 000.
W Danii 338,1. We Francji 324,6.
Czego to dowodzi?
23 sierpnia o godz. 8:00 82088
A te wszystkie linie kukurydzy maja ten sam jeden szczep kukurydzy jako „background”, czy dostępne są w różnych odmianach? Bo rolnikom krzyżować z ich ulubioną odmianą na własną rękę nie wolno…
23 sierpnia o godz. 9:04 82100
Jak założą stację hodowli roślin to będzie wolno, spirytusu z kukurydzy też im nie wolno robić, a spirytus z kukurydzy się robi, trzeba tylko gorzelnię otworzyć i wolno.
Jak jest zapotrzebowanie, podaż się znajdzie. W gospodarce rynkowej to popyt powoduje podaż, nie odwrotnie.
Gdyby GMO nie było potrzebne, nikt by go nie konstruował. Jak jest popyt na nową krzyżówkę, zrobią. Ty myślisz, że rolnik to kukurydzę uprawia jak ty ogródek, lubi jakąś odmianę kukurydzy to ją uprawia, i chętnie by sobie skrzyżował. Zabawne:)
23 sierpnia o godz. 12:03 82119
@Gronkowiec
W Europie jest ok. 250-300 (jeśli nie więcej) odmian kukurydz z modyfikacją MON810. Cecha ta jest wprowadzana do najlepszych odmian konwencjonalnych. Rolnik nie musi krzyżować swojej „ulubionej” odmiany konwencjonalnej (jeśli w ogóle by potrafił). Najprawdopodobniej jego ulubiona odmiana została już wzbogacona o cechę MON810.
23 sierpnia o godz. 12:15 82122
No proszę, trzysta odmian kukurydzy tylko, a ekolodzy o zagrożeniu bioróżnorodności na polach, a przed wojną ile było odmian?
23 sierpnia o godz. 12:29 82123
@parker
” trzysta odmian kukurydzy tylko”
Mowa o odmianach z modyfikacją MON810. Wszystkich zarejestrowanych odmian kukurydzy w UE jest ponad 5000 (jeśli czegoś nie pomyliłem podczas przeszukiwania baz danych).
23 sierpnia o godz. 15:26 82144
No to się chłopu może pomieszać w głowie.
Ciekawe jak decyduje?
Preselekcja jest oczywiście, tych uprawianych odmian jest znacznie mniej chyba?
24 sierpnia o godz. 7:56 82215
Wypowiadający się o MON810 zawsze sprawiają wrażenie jakby to była jedna konkretna kukurydza, dlatego pytałem.
BTW: chyba nie doceniamy talentów rolników. W Indiach podobno rolnicy skrzyknęli się z agrotechnikami i naukowcami i całkiem nieźle im kiedyś poszło generowanie licznych odmian nielicencjonowanej bawełny Bt.
24 sierpnia o godz. 13:11 82245
@parker
Uprawianych na pewno jest znacznie mniej. Z wielu przyczyn. Wpis do rejestru nie jest jednoznaczny z tym, że odmiana jest na rynku. O tym oczywiście decyduje firma nasienna. Wiele odmian (jeśli nie zdecydowana większość) to odmiany dostosowane do lokalnych warunków lub odmiany krajowe. Unia Europejska to duży i zróżnicowany obszar geograficznie i administracyjnie, stąd ta mnogość. W Polskim rejestrze odmian jest wpisanych już tylko ok. 160 odmian.
@Gronkowiec
„Wypowiadający się o MON810 zawsze sprawiają wrażenie jakby to była jedna konkretna kukurydza, dlatego pytałem.”
To rzeczywiście błąd mówienie odmiana MON810 (bo sugeruje, że to tylko jedna odmiana). Sam go popełniam (świadomie), bo ułatwia to pisanie tekstów.
„W Indiach podobno rolnicy skrzyknęli się z agrotechnikami i naukowcami i całkiem nieźle im kiedyś poszło generowanie licznych odmian nielicencjonowanej bawełny Bt.”
Większość to chyba jednak były nielegalne odmiany importowane z sąsiednich państw oraz odmiany wytwarzane nielegalnie w rodzimych spółkach. Dla wprawnego hodowcy stworzenie krzyżówki bawełny GM z bawełną non-GM nie stanowi żadnego problemu. Hodowla roślin nie jest jakąś sztuką tajemną, niemniej potrzeba do tego jednak trochę wiedzy, sporo doświadczenia i zasobów (czasu, ludzi i przestrzeni). Nie odmawiam umiejętności rolnikom. Niemniej tworzenie odmian sposobem „domowym” przez indywidualnych rolników, jeżeli nawet potrafiliby to zrobić, wydaje się że byłoby w rezultacie po prostu nieopłacalne.
24 sierpnia o godz. 20:54 82286
@WZ
No, w sumie nie ma problemu, teraz będziemy na przyszłość wiedzieć co naprawdę znaczy „kukurydza MON810”. To nabiera znaczenia dopiero gdy trzeba porównywać MON810 z „niemodyfikowaną”, żeby wtedy porównywać naprawdę te same odmiany.