A Bt-kukoricák környezetanalitikai, ökotoxikológiai és dietetikai vitái Darvas Béla a és Székács András b a Magyar Ökotoxikológiai Társaság b NAIK Agrár-környezettudományi Kutatóintézet
ISAAA 2017 GM-növények
ISAAA 2017 GMO és növényvédelem 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 burgonya búza cikória cukorrépa fehér tippan gyapot kukorica len lucerna olajrepce padlizsán papaya rizs szegfű szója tarlórépa betegségrezisztencia gyomirtószer-tűrés rovarrezisztencia
ISAAA 2016 GM-növények termesztése millió hektár 180 160 140 120 100 80 nem-módosított módosított 60 40 20 0 78% 26% 64% 24% szója gyapot kukorica olajrepce
ISAAA 2016 GM-növény termesztők 40% Egyesült Államok Brazília Argentína Kanada India 27% 1% 1% 1% 2% 2% 2% Paraguay Pakisztán Kína Dél-Africa 13% 6% 6% Uruguay Bolívia
ISAAA 1996-2016 A Bt-növények termesztése 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 millió "hektár" 12% 41% 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 többszörös módosítás egyszeres módosítás
ISAAA; EU 2016-2017 Bt-növény fajtacsoportok 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 EU egyszeres ISAAA egyszeres ISAAA többszörös szója padlizsán burgonya gyapot kukorica
EU 2016 Bt-fajtacsoport Európában
Bacillus thuringiensis Üvegből készült modell bin, cry, cyt, mtx, sip, vip gének
Cry-fehérjetoxinok Adang et al., 2014 Palma et al., 2014
A Cry-toxinok szelektivitása Palma et al., 2014
Cry1 Bt-növények főhatásai Busseola Diatraea Ostrinia Helicoverpa Sesamia Spodoptera Diabrotica Cry3 Helicoverpa Pectinophora Spodoptera Leptinotarsa Rágó Szívó Pseudoplusia Anticarsia Hypena Hernyók Bogárlárvák Cry1 Cry3 Levéltetvek Takácsatkák Leucinodes Talajlakók
Fajhibrid-képződés géncentrum Fajtahibrid-képződés idegenbeporzás Mellékhatások Rezisztens népességek tartós használat Gy glufosinate glyphosate 2,4-D bromoxynil dicamba szulfonilkarbamid P R Cry1 Cry2 Cry3 Vip3 IARC glyphosate 2A 2,4-D 2B US EPA bromoxynil C - Vízszennyezés - Szermaradék - Toxikológiai problémák - Talajszennyezés - Szermaradék - Toxikológiai problémák Védett lepkék talajlakók
Zea mays ssp. parviglumis Zea mays ssp. huehuetenangensis Zea mays ssp. mexicana M1: Kukorica-fajhibridek Teosinte: Zea diploperennis H.H.Iltis et al. Zea luxurians (Durieu & Asch.) R.M.Bird Zea mays L. Zea mexicana (Schrad.) Kuntze Zea nicaraguensis H.H.Iltis & B.F.Benz Zea perennis (Hitchc.) Reeves & Mangelsd. kései pollenszórás Spanyolországban és Franciaországban terjed egy teosinte-hibrid (Z. mays ssp. mexicana x Z. mays) Hung et al., 2012 Trtikova et al., 2017
M2: Kukorica-fajtahibrid képződés Ángyán, 2011 Bálint, 1980 Már a megporzás évében a hibridszemek Cry-toxint termelnek az Egyesült államokban a pattogató kukorica (Zea mays var. everta) magfogásánál 1700 méter izolációs távolságot javasolnak
M3: Cry-toxinrezisztencia Tabashnik et al., 2013; Then, 2014 Szántóföldi rezisztencia 6-7 év múlva alakul ki kukoricabogár és kukoricamoly esetében
M4a: Talajszennyezés 1% 84% 8% 4% 3% Székács és Darvas, 2012 Székács et al., 2010 A MON-810-6 területén 50-1500-szor annyi Cry1Ab-toxin terem meg, mint ami egy Dipel kezeléssel kijut
M4b: Szermaradék A Cry1Ab lebomlása részenként szárvágásnál (Dipel-kezelés equivalens/ha) 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 Alsó száradó levelek Földfeletti szár <20 cm Földalatti szár Földfeletti támasztó gyökér Földalatti támasztó gyökér 400 Funkcionális gyökér 300 200 100 0 Október November December Január Február Március Április Május Június Július Augusztus Szeptember Október MON-810-6 esetében egy év után az eredeti Cry1Ab-toxintartalom 1-8%-a mérhető vissza a tartómaradványban
M5a: Ökotoxikológia talajlakók Nardi, 2007 Colorado State Univ. Egy ugróvillás elutasítóan viselkedett a DK-440 BTY tarlómaradványára, hosszabb idő után azonban alkalmazkodott ahhoz; a talajképző mikroorganizmusokra gyakorolt hatás sem kellően ismert
M5b: Ökotoxikológia védett lepkék Darvas et al., 2004; Lauber, 2012 A MON-810-6 bizonyos fajtáinak (DK-440-BTY) hatására a pollenben lévő Cry1Ab-toxin mérsékelt pusztulást okozott a csalánon élő védett lepkék közül a nappali pávaszem hernyóra
M6a: Toxikológia lazac, amur Lazac MON-810-6 (Cry1) belek súlya, interferon-γ, lokális immunogén hatás Gu et al., 2013 Amur MON-810-6 (Cry1) eritrocita, limfocita DAS-59122-7 (Cry3) trombocita Simon et al., in prep Lazacon és amuron nem mutatható ki akut hatás. Krónikus hatások közül az immunrendszer kismértékű, változékony reakciója sejthető
M6b: Toxikológia sertés MON-810-6 - anyákban monocita, granulocita - újszülöttekben leukocita, granulocita, limfocita Buzoianu et al., 2012 MON-603-6 (glyphosate) + MON-863-5 (Cry3) + MON-810-6 (Cry1) - a méh súlya növekedett - gyomorgyulladás Carman et al., 2013 MON-810-6 nem találtak allergenitásra és gyulladáskeltésre utaló hatásokat Walsh et al., 2012 Sertésen akut hatás nem mérhető. Krónikus hatások közül gyanú fogalmazódott meg a tápcsatornai gyulladásra vonatkozóan, azonban ezek az eredmények további megerősítésre szorulnak
M7: Rovarkártétel mikotoxin Csőfertőzöttségi % MON-810-6 Csőkártétel inkább a Helicoverpa armigera-hoz köthető, ahol van túlélő is. Fuzárium nem mindig lép fel. 40 30 20 Ostrinia nubilalis Fusarium verticillioides Helicoverpa armigera Darvas et al., 2010 10 0 MON-810-6 Közel izogenikus DAS-59122-7 Alacsonyabb volt a fumonisin B1-termelés Bánáti et al., 2017 A Fusarium megjelenése csak részben kötődik a rovarkártételekhez. A Cry-toxinok módosíthatnak egyes fuzarotoxinok termelésintenzitásán.
M8: Terméseredmények 100 mázsa/hektár Bukta Imre, 2012 10 Nyugat-Európa - cukorrépa Egyesült Államok - cukorrépa Nyugat-Európa - kukorica Egyesült Államok - kukorica Nugat-Európa - olajrepce Kanada - olajrepce. 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014.1 Russel és Hakim, 2016 Az Egyesült Államokban a Bt-növények esetében, mint ahogyan a GMnövényekre vonatkozóan sem sikerült termésnövekményt vagy növényvédőszer-felhasználás csökkenést bizonyítani
Publikációink Darvas (1997) A genetikailag módosított élőszervezetek kibocsátásának környezeti kockázatai. OFFB 1-64. Darvas et al. (2004) Növényvédelem 40, 441-449. Darvas (2005) Magyar Tudomány 166, 1292-1294. Darvas (2006) Növényvédelem 42, 313-325. Darvas et al. (2007) Magyar Tudomány 168, 1047-1056; Darvas (szerk.) (2007): Mezőgazdasági géntechnológia elsőgenerációs GM-növények. MOMB 1-164. Takács et al. (2009) Növényvédelem 45, 549-558. Székács et al. (2010) Environ. Toxicol. Chem. 29, 182-190. Székács et al. (2010) Anal. Bioanal. Chem. 396, 2203-2211. Takács et al. (2010) Növénytermesztés 59S: 625-628. Darvas et al. (2010) Insects 2, 1-11. Székács et al. (2011) Food. Agr. Immunol. 23, 99-121. Takács et al. (2012) A. Phytopath. Ent. H. 47, 293-306. Székács & Darvas (2012) A. Phytopath. Ent. H. 47, 307-319. Lauber (2012) PhD. diss. Corvinus Egyetem Székács & Darvas (2012) Int. J. Environ. Prot. 2, 9-15. Darvas és Székács (szerk./eds) (2012) Az elsőgenerációs géntechnológiai úton módosított növények megítélésének magyarországi háttere. MOMB 1-213. Székács & Darvas (2012) Comparative aspects of Cry toxin usage in insect control. pp 195-230. Springer Sci. Darvas et al. (2013) Növényvédelem 49, 491-500. Darvas et al. (2014) Növényvédelem 50, 121-127. Takács et al. (2015) Acta Alimentaria 44, 593-600. Takács (2016) PhD diss. Szent István Egyetem Bánáti et al. (2017) Toxins 9, 70, 1-12.