
一项针对棉花作物破坏的破坏性粉红色螺旋虫的节育计划实际上消除了亚利桑那州的棉花害虫。这种方法与种植害虫的棉花结合使用,使种植者可以在不喷雾杀虫剂的情况下保持高棉率。
基因工程棉花通常会杀死大多数饥饿的boll虫,但留下了一群可以迅速重新填充的幸存者。研究人员通过释放大量的无菌飞蛾与抵抗幸存者交配来反驳,以免留下任何后代。
亚利桑那大学昆虫学系主任布鲁斯·塔巴什尼克(Bruce Tabashnik)说:“我们正在逆转农药跑步机。” “我们的新方法带来了巨大的环境成就。我们正在使用尖端技术来创造可持续的棉花养殖实践。”
新方法是一项广泛的团队努力的一部分,该团队旨在消除美国西南部和墨西哥的粉红色毛虫,其中Tabashnik和他的合着者扮演了领先的角色。他们的最新作品在11月7日在线出版《自然生物技术》杂志上详细介绍。
棉花场的战争
粉红色蝴蝶的毛毛虫(果皮果皮gossypiella)是全球棉花生产最有害的害虫之一。 1917年在美国首次检测到侵入性昆虫物种对亚利桑那州的棉花生长行业造成了破坏。
1996年引入了BT棉花(一种基因工程作物,其中包含从细菌转移的基因,硫素芽孢杆菌,将植物赋予蛋白质杀死一些但不是全部昆虫的蛋白质。与典型的广谱杀虫剂不同,杀害大多数昆虫,无论是否杀死了大多数昆虫,BT毒素仅针对某些昆虫物种。粉红色的螺旋虫毛毛虫在成年之前咀嚼BT棉花死亡,因此不繁殖。
BT农作物使农民可以减少喷雾,但就像抗生素一样,害虫遭受了对毒素的抗药性。这样的抵抗有时会很快产生。
塔巴什尼克(Tabashnik)是第一个发现和记录一种飞蛾(而不是粉红色螺旋虫)的案例,它会不断发展作物领域中对BT毒素的抗性。
避难所的基因
Tabashnik解释说:“延迟阻力的最广泛使用的策略是预留避难所害虫可以进食不摄取BT毒素。”
避难所确保大量的非抗性昆虫仍会在寻找伴侣时飘动。鉴于相对于稀缺的昆虫,非耐药性昆虫的丰富性很小,有两个抗性飞蛾会彼此交配。
相反,大多数(如果不是全部)耐药的飞蛾将与易感伴侣交配。由于阻力的特征是隐性的(因此您需要该基因的两个副本才能出现),因此,来自耐药和易感飞蛾之间的十字架的混合后代最终会易感。
Tabashnik指出,虽然避难所概念在使害虫置于避开危险的情况下效果很好,但它与消除态度不相容,但Tabashnik指出。
他说:“避难是管理害虫种群的一种方式,因此您必须接受害虫的永久存在。” “您不会摆脱它们。通过促进易感昆虫的生存,您保持了敏感性。”
无菌但单身
而不是依靠易感飞蛾从避难所到阻碍抵抗,根除计划的工作人员饲养了大量粉红色的螺丝虫,对它们进行了消毒,并将无菌飞蛾释放到棉田中,可以阻止野生昆虫的再生产。
Tabashnik说:“当无菌的飞蛾与肥沃的野生蛾交配时,后代就不会肥沃。” “无菌昆虫吸收了野生种群的生殖潜力。如果您的无菌性与野生蛾的比例很高,则可以将野生种群的繁殖提高到零。”
释放无菌昆虫以控制害虫并不是什么新鲜事物。但这是无菌昆虫技术首次与BT作物一起使用。
塔巴什尼克(Tabashnik)表示,无菌释放策略的局限性是,必须大量的无菌昆虫来阻止野生种群的繁殖。 “这成为物流的问题:您能否提供足够的无菌昆虫来压倒野生人口?”
但是结合种植BT棉花的结合,该策略非常强大,Tabashnik的小组自2006年开始测试以来就发现了。Tabashnik解释说:“在BT棉花上,粉红色的蝴蝶虫的生存实际上是零。这使得压倒野生人群变得更加容易。”
boll虫 - 刺激性
自根除计划开始以来,粉红色的蝴蝶虫种群急剧下降。 2009年,在全州筛选的16,600块非BT棉布中,只发现了两个粉红色的boll虫幼虫。从2005年到2009年,粉红色的螺旋虫感染率下降了99.9%。
随着下降,杀虫剂喷雾跌倒到历史悠久的低点。在1990年至1995年之间,亚利桑那棉花种植者每年损失了1800万美元,用于粉红色的毛虫管理,但在2006年至2009年期间,这一成本暴跌至平均每年172,000美元。
与1995年相比,亚利桑那州种植者对所有棉虫的杀虫剂的使用,包括未被BT棉花杀死的棉虫,减少了88%,在1996年至2009年间节省了2亿美元的杀虫剂成本。
消除计划和相关研究是种植者,组织,美国农业部和亚利桑那大学(UA)的合作伙伴关系,包括UA合作扩展服务的Peter Ellsworth。