Современный ассортимент ГМ растений насчитывает свыше 50 видов, уже прошедших полевые испытания, а всего известно более 120 видов ГМР. Их посевы в 2010 г. в 25 странах мира достигли 143 млн. га, а суммарная мировая площадь посевов ГМР за 16-летний период превысила 1 млрд. га
Инсектицидные растения
В 2007 г. мир отметил 30-летие эры трансгеноза растений и 100-летие открытия свойств энтомотоксинов (Сry-белков) Bacillus thuringiensis (Bt) – доноров сry-генов для инсектицидных Bt-ГМР. Сегодня доля инсектицидных Bt-ГМР в общемировых посевах ГМР, с учетом стекерных форм, т.е. растений с несколькими целевыми трансгенами, составляет около 40%.
Потенциальные экологические риски в наибольшей степени присущи производству перекрестно опыляемых Bt-культур. В частности, устойчивая к чешуекрылым вредителям Bt-кукуруза, занимающая второе место в мире среди инсектицидных ГМР, продуцирует за вегетацию 1–10 кг/га Cry1Аb-белка, что на 1,5–2 порядка выше, чем при 2-3-х кратном применении Bt-микробиопрепаратов. Растительный Cry-белок с опадом и корневыми экссудатами поступает в почву, пыльца Bt-кукурузы (потребляемая насекомыми) загрязняет Cry-белком близлежащую территорию, включая открытые водоемы.
Чтобы своевременно принимать адекватные меры по управлению факторами риска, исключить или минимизировать сопутствующее негативное действие и последействие трансгеников необходима упреждающая оценка риска. В процессе многолетних исследований мы обосновали методологию и выбрали минимум обязательных критериев экологической оценки производства Bt-ГМР, а также разработали экспериментальные и математические модели, имитирующие функционирование оцениваемых фитопатосистем.
Факторы риска
Применительно к Bt-ГМР выделено 4 наиболее значимых фактора риска:
— Cry-белки (энтомотоксины), действующие на нецелевую биоту,
— сукцессия видов фитофагов в агроценозе (взамен элиминированным),
— резистентность целевых видов фитофагов к Cry-белкам,
— вертикальный перенос cry-генов вследствие переопыления Bt-ГМР с родительскими сортами или родственными дикоросами.
К менее значимым факторам риска относятся: миграция и аккумуляция Cry-белков в компонентах агроландшафта, нарушение системы питания в агроценозе и снижение его биоразнообразия, плейотропный эффект. Здесь просматривается аналогия с экологическими последствиями для агроценоза сопутствующего действия пестицидов.
Подобно пестицидам, Bt–растения вызывают в агроценозах сукцессию фитофагов. Так, Bt-кукуруза и Bt-хлопчатник, вырабатывающие энтомотоксин Cry1Ab, обладая устойчивостью к чешуекрылым вредителям, сильнее повреждаются фитофагами с колюще-сосущим ротовым аппаратом – тлями и паутинными клещами. В результате посевы этих трансгеников становятся более привлекательными для фитофагов отряда Homoptera – равнокрылых хоботных.
Обобщение данных мировых публикаций за последние 10 лет свидетельствует, что негативному воздействию Cry-белков подвержены некоторые почвенные нематоды и микроорганизмы. Беспозвоночные же индифферентны к их присутствию в среде.
Доказательства безопасности
Наши исследования по хроническому действию Cry1Ab-белка на нецелевую биоту, процессы дыхания и нитрификации почвы, не выявили негативных последствий.
Хроническая токсичность корма с инсектицидным белком Cry1Ab была изучена на мышах линии CD-1. В течение 28 дней животным опытных групп скармливали традиционный и альтернативный корм, содержащий Cry1Ab-белок в концентрации 10 мг/кг, а затем в течение 14-ти суточного восстановительного периода животных кормили только традиционным кормом. Контрольные группы мышей получали традиционный корм в течение всего эксперимента. По итогам клинических наблюдений за общим состоянием опытных животных, гематологического анализа периферической крови и биохимических анализов ее сыворотки, данных патоморфологических исследований достоверных изменений у тест-животных обнаружено не было.
Другой эксперимент показал, что скармливание карпатским медоносным пчелам энтомотоксина в концентрации 10 мг/л в 50%-ном сахарном сиропе не оказывает негативного действия на рост, развитие и продуктивность медоносных пчелосемей.
По итогам 28-суточных наблюдений Cry1Ab-белок (0,1÷1000 мг/кг в смеси с фитомассой кукурузы) при добавлении в дерново-подзолистую почву не оказал ингибирующего действия на обитающих в ней на земляных червей (Eisenia fetida). Присутствие Cry1Ab-белка в этой же почве не повлияло на интенсивность ее дыхания и процесс нитрификации. Cry1Ab-белок (0,1÷1000 мг/дм3) в смеси с пыльцой кукурузы в течение 48 ч экспонирования не оказывал негативного действия на гидробионтов – дафний (Daphnia magna Straus).
Анализ данных экспериментов подтверждает международный опыт, свидетельствующий, что выращивание Bt-ГМР в экологическом отношении вполне безопасно. Разумеется, оно связано с потенциальным экологическим риском прямого и косвенного негативного воздействия трансгеников на нецелевую биоту агроценоза, с необходимостью коррекции традиционных агротехнологий и проведения пострелизного мониторинга. Однако при защите посевов и продуктов урожая экологические последствия Bt-ГМР гораздо менее значимы, чем при регулярном применении инсектицидов.
Михаил Соколов, Лаб-БиоМед,
Анатолий Марченко, Научно-исследовательский центр токсикологии и гигиенической регламентации биопрепаратов ФМБА
