Toxin Bt không được hấp thụ từ đất hoặc môi trường thủy canh của ngô, cà rốt, củ cải hoặc củ cải đường

Springer Science and Business Media LLC - Tập 239 - Trang 165-172 - 2002
Deepak Saxena1, G. Stotzky1
1Laboratory of Microbial Ecology, Department of Biology, New York University, New York, USA

Tóm tắt

Việc trồng ngô Bt gen chuyển (Zea mays L.) đã dẫn đến mối quan ngại về việc hấp thụ protein độc tố Cry1Ab bởi các loại cây trồng được trồng sau đó trên đất nơi ngô Bt đã được trồng. Toxin phóng thích vào đất từ các dịch tiết rễ của ngô Bt, từ sự phân hủy của sinh khối ngô Bt, hoặc dưới dạng toxin tinh khiết, đã không được hấp thụ từ đất, nơi mà toxin được liên kết với các hạt hoạt tính bề mặt (ví dụ như đất sét và các chất humic), hoặc từ môi trường thủy canh, nơi mà toxin không được liên kết với các hạt, bởi ngô không Bt, cà rốt (Daucus carota L.), củ cải (Raphanus sativus L.), và củ cải đường (Brassica rapa L.). Sự tồn tại của toxin trong đất trong 90 ngày sau khi bổ sung dưới dạng tinh khiết hoặc 120–180 ngày sau khi phóng thích qua dịch tiết hoặc từ sinh khối, là những khoảng thời gian dài nhất được đánh giá, đã xác nhận rằng toxin được liên kết với các hạt hoạt tính bề mặt trong đất, bảo vệ toxin khỏi sự phân hủy sinh học. Độ độc cao hơn của toxin trong đất được bổ sung 9% montmorillonite hoặc kaolinite so với trong đất được bổ sung 3% các khoáng chất đất sét này cho thấy rằng sự liên kết và tồn tại của toxin tăng lên khi nồng độ đất sét tăng.

Từ khóa

#ngô Bt #toxin Cry1Ab #đất #dịch tiết rễ #sinh khối #đất sét #môi trường thủy canh #độ độc #phân hủy sinh học

Tài liệu tham khảo

Addison J A 1993 Persistence and nontarget effects of Bacillus thuringiensis in soil: a review. Can. J. For. Res. 23, 2329–2342. Babich H and Stotzky G 1997 Effect of cadmium on fungi and on interactions between fungi and bacteria in soil: Influence of clay minerals and pH. Appl. Environ. Microbiol. 33, 1059–1066. Bunzl K and Trautmannsheimer M 1999 Transfer of U-238, Ra-226 and Pb-210 from slag-contaminated soil to vegetables under field conditions. Sci. Total Environ. 231, 91–99. Conway G 2000 Genetically modified crops: risks and promise. Conserv. Ecol. 4. [online] URL: http://www.consecol.org/vol4/iss1/art2 Crecchio C and Stotzky G 1998 Insecticidal activity and biodegradation of the toxin from Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki bound to humic acids from soil. Soil Biol. Biochem. 30, 463–470. Crecchio C and Stotzky G 2001 Biodegradation and insecticidal activity of the toxin from Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki bound on complexes of montmorillonite-humic acids-Al hydroxypolymers. Soil Biol. Biochem. 33, 573–581. Davies B E 1993 Radish as an indicator plant for derelict landuptake of zinc at toxic concentrations. Comm. Soil Sci. Plant Anal. 24, 1883–1895. Engwall M and Hjel K 2000 Uptake of dioxin-like compounds from sewage sludge into various plant species-assessment of levels using a sensitive bioassay. Chemosphere 40, 1189–1195. Flexner J L, Lighthart B and Croft B A 1986 The effects of microbial pesticides on nontarget, beneficial arthropods. Agric. Ecosys. Environ. 16, 203–254. Goldburg R J and Tjaden G 1990 Are B.t.k. plants really safe to eat? Bio/Technology 8, 1011–1015. Hails R S 2000 Genetically modified plants-the debate continues. Trends Ecol. Evol. 15, 14–18. Halling-Sørensen B, Nors Nielsen S, Lanzky P F, Ingerslev F, Holten Lützhøft H C and Jørgensen S E 1998 Occurrence, fate and effects of pharmaceuticals in the environment-a review. Chemosphere 36, 357–393. Helgensen H and Larsen E H 1998 Bioavailability and speciation of arsenic in carrots grown in contaminated soil. Analyst 123, 791–796. Hilbeck A, Moar WJ, Pusztai-Carey M, Filippini A and Bigler F 1998 Toxicity of Bacillus thuringiensis Cry1Ab toxin to the predator Chrysoperla carnea (Neuroptera: Chrysopidae). Environ. Entomol. 27, 1255–1263. James R R, Miller J C and Lighthart B 1993 Bacillus thuringiensis var. kurstaki affects a beneficial insect, the Cinnabar moth (Lepidoptera: Arctiidae). J. Econ. Entomol. 86, 334–339. Johnson K S, Scriber J M, Nitas J K and Smitley D R 1995 Toxicity of Bacillus thuringiensis var. kurstaki to three nontarget lepidoptera in field studies. Environ. Entomol. 24, 288–297. Jorgensen S E and Halling-Sørensen B 2000 Drugs in the environment. Chemosphere 40, 691–699. Jorhem L, Engman J, Lindestrom L and Schroder T 2000 Uptake of lead by vegetables grown in contaminated soil. Comm. Soil Sci. Plant Anal. 31, 2403–2411. Kasai F and Bayer D E 1995 Uptake of DTP, the herbicidal entity of pyrazolate, by corn root protoplasts. Pestic. Biochem. Physiol. 51, 229–239. Koskella J and Stotzky G 1997 Microbial utilization of free and clay-bound insecticidal toxins from Bacillus thuringiensis and their retention of insecticidal activity after incubation with microbes. Appl. Environ. Microbiol. 63, 3561–3568. Losey J E, Rayor L S and Carter M E 1999 Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 399, 214. Lynch R E 1980 European corn borer: Yield losses in relation to hybrid and stage of corn development. J. Econ. Entomol. 73, 159–164. McGaughey W H and Whalon M E 1992 Managing insect resistance to Bacillus thuringiensis toxin. Science 258, 1451–1455. Nuttall N 2000 Tesco to ban produce from GM trials sites. London Times 7 Jan, 9. Palm C J, Donegan K K, Harris D and Seidler R J 1994 Quantification in soil of Bacillus thuringiensis var. kurstakiδ-endotoxin from transgenic plants. Mol. Ecol. 3, 145–151. Palm C J, Schaller D L, Donegan K K and Seidler R J 1996 Persistence in soil of transgenic plant produced Bacillus thuringiensis var. kurstakiδ-endotoxin. Can. J. Microbiol. 42, 1258–1262. Rissler J and Mellon M 1996 The ecological risk of engineered crops. MIT, Cambridge, MA. Saxena D and Stotzky G 2000 Insecticidal toxin from Bacillus thuringiensis is released from roots of transgenic Bt corn in vitro and in situ. FEMS Microbiol. Ecol. 33, 35–39. Saxena D, Flores S and Stotzky G 1999 Insecticidal toxin in root exudates from Bt corn. Nature 402, 480. Saxena D, Flores S and Stotzky G 2001 Bt toxin is released in root exudates from 12 transgenic corn hybrids representing three transformation events. Soil Biol. Biochem. (in press). Sims S R and Ream J E 1997 Soil inactivation of the Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki CryIIA insecticidal protein within transgenic cotton tissue: Laboratory microcosms and field studies. J. Agric. Food Chem. 45, 1502–1505. Stotzky G 2000 Persistence and biological activity in soil of insecticidal proteins from Bacillus thuringiensis and of bacterial DNA bound on clays and humic acids. J. Environ. Qual. 29, 691–705. Tabashnik B E 1994 Evolution of resistance to Bacillus thuringiensis. Annu. Rev. Entomol. 39, 47–79. Tapp H and Stotzky G 1995 Insecticidal activity of the toxin from Bacillus thuringiensis subspecies kurstaki and tenebrionis adsorbed and bound on pure and soil clays. Appl. Environ. Microbiol. 61, 1786–1790. Tapp H and Stotzky G 1998 Persistence of the insecticidal toxin from Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki in soil. Soil Biol. Biochem. 30, 471–476. Tapp H, Calamai L and Stotzky G 1994 Adsorption and binding of the insecticidal protein of Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki and subsp. tenebrionis on clay minerals. Soil Biol. Biochem. 26, 663–679. Van Rie J, McGaughey W H, Johnson D E, Barnett B D and Van Mellaert H 1990 Mechanism of insect resistance to the microbial insecticide of Bacillus thuringiensis. Science 247, 72–74. Venkateswerlu G and Stotzky G 1990 A simple method for the isolation of the antilepidopteran toxin from Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki. Biotech. Appl. Biochem. 12, 245–251. Zayed A, Lytle C M, Qian J H and Terry N 1998 Chromium accumulation, translocation and chemical speciation in vegetable crops. Planta 206, 293–299.