Insekttolerance er en af de forholdsvis få egenskaber, der med succes er givet til genmodificerede planter, men der er stadig en række udfordringer.
Peter Rugbjerg
En af de få genmodificerede planter, der virkelig er blevet udbredt, er den insekttolerante Bt-bomuld, der nu findes på store arealer i USA og flere udviklingslande heriblandt Kina og Indien. Bt-bomuldsplanten har gener fra bakterien Bacillus thuringiensis (Bt) indsat, så bakteriens naturlige insektgift Bt toxin produceres i planten til skade for angribende insekter. Virkningsmekanismen af insekttolerancen er altså relativt simpel, da planten så at sige overtager bakteriens beskyttelse, som bekvemt kan kodes for af ét gen. Siden 1996 har insekttolerant bomuld været på markerne i forskellige lande – og samme princip bruges også i bl.a. genmodificerede majs, soya og kartofler. Bt-majs (MON810) er en af de få godkendte genmodificerede planter i EU, men den er forbudt i visse medlemslande og dyrkes ikke i Danmark.
Figur 1. Høstklar bomuldsmark. Foto: David Nance
Bt-bomulden er blevet så udbredt, at forskellige varianter med Bt toxin dækker 45 procent af verdens bomuldsareal i 2009, og da markerne giver 30-40 procent mere udbytte end de normale, er det i dag godt over halvdelen af verdens bomuldsproduktion, der stammer fra denne genmodificerede (GM) bomuldstype. Flere udviklingslande har taget planten til sig, og der har for nylig været rapporter om en betydelig levevilkårsforbedring for bl.a. kvinder i bomuldslandbruget i Indien pga. Bt-bomulds højere udbytte. Tøj købt i Danmark kan altså sagtens indeholde Bt-bomulden, men Bt-toxinet generer ikke mennesker.
Det insektdræbende Bt-toxin
Bt-toxin er et lille krystalprotein skadeligt for cellerne i fordøjelseskanalen hos mange insekter inklusiv nogle af dem, der angriber bomuldsmarkerne. Når tarmen således ødelægges, dør insektet. Med Bt-bomuld kan sprøjtningen med belastende pesticider derfor mindskes. Bt-toxinet er ikke nyt som giftmiddel, og bruges faktisk også som sprøjtemiddel af konventionelle afgrøder, og Bt-bakterien må også udsættes til skadedyrsbekæmpelse på økologiske afgrøder. Ved sprøjtning er ulempen, at der kun rammes de insekter, der er til stede ude på planten under sprøjtningen. Larver der angriber bomuld, opholder sig ofte inde i planten, og sprøjtning helt op til 15 gange kan være nødvendig per dyrkning.
Kritik: Skaber de tolerante planter resistente insekter?
GM-planter med Bt toxin kritiseres fra flere sider. Som med andre giftstoffer kan de ramte insekter udvikle resistens, så de ikke længere dræbes af giften, hvilket har været frygtet af nogle lige fra starten; ingen kender langtidsvirkningerne på miljøet fra en forandret plante.
I 2010 vakte det derfor opmærksomhed, at et af firmaerne bag planterne, Monsanto, selv rapporterede, at den røde bomuldslarve (pink bollworm) i flere indiske provinser havde udviklet resistens overfor Bt toxin (fra genet cry1Ac) og derfor kan angribe planterne igen.
Fordi GM-markerne næsten ikke sprøjtes, er det også frygtet, at det forandrede miljø i markerne betyder, at nye skadedyr vinder indpas i disse marker. Disse skadedyr blev tidligere holdt nede af insekterne.
En af metoderne, som resistensudviklingen forsøges holdt nede med, er ved at dyrke markerne med forskellige varianter og kombinationer af Bt-toxinet indsat i generne. Fordelen er, at selvom et insekt udvikler resistens over for den ene af toxin-varianterne, vil det sandsynligvis stadig dræbes af det andet Bt-toxin. Risikoen for resistens er derfor væsentligt mindre. I det konkrete indiske tilfælde var markerne med resistens dyrket med kun én variant. En anden medvirkende årsag, kan også have været mangel på plantning af de såkaldte Bt-fri refugier.
Bt-fri refugium i markerne
Udvikling af resistens er et naturligt fænomen, som også kendes fra sygehusene, hvor superbakterier bliver resistente over for antibiotika. Som værn mod resistensen i marker, forpligter brugere af Bt-planterne sig til, at plante et såkaldt refugium af samme afgrøde, men uden Bt-toxin på 20-50 procent af markarealet. Her må almindelige pesticider anvendes, og de overlevende insekter vil ikke være resistente over for Bt-toxin.
Manglen på Bt-resistens i refugiet mindsker resistensudviklingen i de nært voksende Bt-sorter, fordi insekterne fra refugiet vil bevæge sig ind og parre sig med eventuelt Bt-resistente insekter, som er opstået. Her vil de få et afkom, der både har et allel af genet, der fører til Bt-resistens og et allel, som ikke gør; insektet er altså heterozygot (se figur 2). De heterozygote insekter er ikke resistente overfor Bt, fordi resistens-genet er recessivt (vigende), og de vil derfor efterfølgende sandsynligvis dø af Bt-toxin.
To heterozygote insekter vil dog sammen kunne et få homozygot afkom, som er Bt-resistent, og brug af refugier er bestemt heller ingen total beskyttelse mod resistensudvikling.
Figur 2. Oversigt over hvordan krydsning af et Bt-resistant insekt (rødt) med et ikke-resistent fra et refugium uden Bt-planter vil føre til heterozygot, ikke-resistent afkom, der kan dø af Bt-toxinet. Da resistens-genet er recessivt, kræves nemlig to r-alleler for at skabe et resistent insekt.
Anden generation af GM-planter udvikles nu til at blive tolerante for fysisk stress som fx kulde, saltvand og tørke. Den første tørke-tolerante bomuldsplante forventes at kunne komme på markerne omkring 2012.
I mellemtiden rejses spørgsmålet om den første generation af Bt-planter måske snart forældes, fordi insekterne muligvis udvikler mere resistens for Bt-toxinet.
Disse rapporter tyder ifølge nogle på, at gensplejsning næppe er nogen mirakelløsning, men måske et hjælpemiddel, og at udviklerne må fortsætte kampen og måske foretage nye gensplejsninger for at bevare virkningen.
Hvis resistensen bliver mere udbredt, må bomuldsbønderne muligvis igen til at tage flere gamle skadedyrsmidler i brug.
Se også
Etik og lovgivning i genteknologi
Arbejdsspørgsmål
- Hvilke fordele får bønderne af at bruge insekttolerante bomuldsplanter? Er der også fordele for miljøet?
- Hvordan virker et Bt-frit refugium? Forklar figur 2.