
一項針對棉花作物破壞的破壞性粉紅色螺旋蟲的節育計劃實際上消除了亞利桑那州的棉花害蟲。這種方法與種植害蟲的棉花結合使用,使種植者可以在不噴霧殺蟲劑的情況下保持高棉率。
基因工程棉花通常會殺死大多數飢餓的boll蟲,但留下了一群可以迅速重新填充的倖存者。研究人員通過釋放大量的無菌飛蛾與抵抗倖存者交配來反駁,以免留下任何後代。
亞利桑那大學昆蟲學系主任布魯斯·塔巴什尼克(Bruce Tabashnik)說:“我們正在逆轉農藥跑步機。” “我們的新方法帶來了巨大的環境成就。我們正在使用尖端技術來創造可持續的棉花養殖實踐。”
新方法是一項廣泛的團隊努力的一部分,該團隊旨在消除美國西南部和墨西哥的粉紅色毛蟲,其中Tabashnik和他的合著者扮演了領先的角色。他們的最新作品在11月7日在線出版《自然生物技術》雜誌上詳細介紹。
棉花場的戰爭
粉紅色蝴蝶的毛毛蟲(果皮果皮gossypiella)是全球棉花生產最有害的害蟲之一。 1917年在美國首次檢測到侵入性昆蟲物種對亞利桑那州的棉花生長行業造成了破壞。
1996年引入了BT棉花(一種基因工程作物,其中包含從細菌轉移的基因,硫素芽孢桿菌,將植物賦予蛋白質殺死一些但不是全部昆蟲的蛋白質。與典型的廣譜殺蟲劑不同,殺害大多數昆蟲,無論是否殺死了大多數昆蟲,BT毒素僅針對某些昆蟲物種。粉紅色的螺旋蟲毛毛蟲在成年之前咀嚼BT棉花死亡,因此不繁殖。
BT農作物使農民可以減少噴霧,但就像抗生素一樣,害蟲遭受了對毒素的耐藥性。這樣的抵抗有時會很快產生。
塔巴什尼克(Tabashnik)是第一個發現和記錄一種飛蛾(而不是粉紅色螺旋蟲)的案例,它會不斷發展作物領域中對BT毒素的抗性。
避難所的基因
Tabashnik解釋說:“延遲阻力的最廣泛使用的策略是預留避難所害蟲可以進食不攝取BT毒素。 ”
避難所確保大量的非抗性昆蟲仍會在尋找伴侶時飄動。鑑於相對於稀缺的昆蟲,非耐藥性昆蟲的豐富性很小,有兩個抗性飛蛾會彼此交配。
相反,大多數(如果不是全部)耐藥的飛蛾將與易感伴侶交配。由於阻力的特徵是隱性的(因此您需要該基因的兩個副本才能出現),因此,來自耐藥和易感飛蛾之間的十字架的混合後代最終會易感。
Tabashnik指出,雖然避難所概念在使害蟲置於避開危險的情況下效果很好,但它與消除態度不相容,但Tabashnik指出。
他說:“避難是管理害蟲種群的一種方式,因此您必須接受害蟲的永久存在。” “您不會擺脫它們。通過促進易感昆蟲的生存,您保持了敏感性。”
無菌但單身
而不是依靠易感飛蛾從避難所到阻礙抵抗,根除計劃的工作人員飼養了大量粉紅色的螺絲蟲,對它們進行了消毒,並將無菌飛蛾釋放到棉田中,可以阻止野生昆蟲的再生產。
Tabashnik說:“當無菌的飛蛾與肥沃的野生蛾交配時,後代就不會肥沃。” “無菌昆蟲吸收了野生種群的生殖潛力。如果您的無菌性與野生蛾的比例很高,則可以將野生種群的繁殖提高到零。”
釋放無菌昆蟲以控制害蟲並不是什麼新鮮事物。但這是無菌昆蟲技術首次與BT作物一起使用。
塔巴什尼克(Tabashnik)表示,無菌釋放策略的局限性是,必須大量的無菌昆蟲來阻止野生種群的繁殖。 “這成為物流的問題:您能否提供足夠的無菌昆蟲來壓倒野生人口?”
但是結合種植BT棉花的結合,該策略非常強大,Tabashnik的小組自2006年開始測試以來就發現了。 Tabashnik解釋說:“在BT棉花上,粉紅色的蝴蝶蟲的生存實際上是零。這使得壓倒野生人群變得更加容易。”
boll蟲 - 刺激性
自根除計劃開始以來,粉紅色的蝴蝶蟲種群急劇下降。 2009年,在全州篩選的16,600塊非BT棉布中,只發現了兩個粉紅色的boll蟲幼蟲。從2005年到2009年,粉紅色的螺旋蟲感染率下降了99.9%。
隨著下降,殺蟲劑噴霧跌倒到歷史悠久的低點。在1990年至1995年之間,亞利桑那棉花種植者每年損失了1800萬美元,用於粉紅色的毛蟲管理,但在2006年至2009年期間,這一成本暴跌至平均每年172,000美元。
與1995年相比,亞利桑那州種植者對所有棉蟲的殺蟲劑的使用,包括未被BT棉花殺死的棉蟲,減少了88%,在1996年至2009年間節省了2億美元的殺蟲劑成本。
消除計劃和相關研究是種植者,組織,美國農業部和亞利桑那大學(UA)的合作夥伴關係,包括UA合作擴展服務的Peter Ellsworth。