Bt koncepció Az új biológiai növényvédelem - termesztés
A növények maguk termelnek rovarölő szereket, és így elhárítják ragadozóikat: A géntechnológia alapvetően új utakat nyitott meg a növényvédelemben. Ésszerű használat esetén a vegyi növényvédő szerek megtakaríthatók és a környezet enyhülhet. A koncepciót évek óta használják a kukoricára és a gyapotra. De más növényeknél is használják, például padlizsán, rizs, bab, cukornád vagy almafák esetében.
Közel száz éve ismert, hogy bizonyos, a talajban mindenütt megtalálható baktériumok - a Bacillus thuringiensis (Bt) - mérgezően hatnak a rovarokra és elpusztítják őket. Ennek oka a Bt fehérje, a baktériumok által termelt fehérje. Ha a rovarok táplálékukkal lenyelik, aktív formává alakul, amely tönkreteszi az állatok bélfalát. Az eredmény: először az érintett rovarok abbahagyják az evést, majd elpusztulnak.
Európai kukoricamoly, kukorica gyökérféreg, pamutfűféreg, padlizsánféreg, gyümölcsfúró: A Bt fehérje különféle változatai sajátos hatást fejtenek ki - mindig csak bizonyos kártevők ellen.
Fotók: USDA/ARS; Archívum i-bio; Bapuji Arcot; Ward Upham, Kansas Állami Egyetem, AATF; nagy fotó fent: Cornell Szövetség a Tudományért
Kevesebb rovarölő szer a Bt növényekből. Az Egyesült Államokban drasztikusan csökkent az inszekticidek használata a kukoricában, mióta a gazdák elkezdték a Bt kukorica termesztését. Hasonló hatások figyelhetők meg más Bt növényeknél is, főleg a Bt pamut esetében a fejlődő országokban.
1964-ben a Bt készítményeket növényvédő szerként engedélyezték Németországban. Elsősorban kukorica-, burgonya-, gyümölcs- és zöldségtermesztésben használják őket. Az ökológiai gazdálkodásban is megengedettek, és sok kultúrában ott használják őket.
A Bt fehérje több mint száz különböző változata ismert, amelyek mindegyike csak bizonyos rovarcsoportokra mérgező, például pillangókra (pl. Európai kukoricabogár), bogarakra (pl. Kukoricagyökér) és kétszárnyú madarakra, például szúnyogokra és legyekre.
A Bt-készítmények azzal az előnnyel járnak, hogy - a legtöbb rovarölő szerrel ellentétben - csak nagyon specifikus hatást fejtenek ki az adott kártevők ellen, anélkül, hogy veszélyeztetnék más, előnyösnek értékelt fajokat. Ezenkívül a Bt fehérje ártalmatlan az emlősökre és az emberekre. Ezért Németországban széles körben használják a szúnyogjárványok ellen.
Mint minden fehérje esetében, a Bt fehérje „építési utasításait” is egy adott DNS-szekvencia (gén) kódolja. A gént "leolvassák", a sejtek "fehérje gyáraiba" szállítják (riboszómák) és átalakítják a megfelelő fehérjévé - ez egy baktériumsejtben alapvetően nem különbözik egy növénytől.
Ha a baktériumokból izolált Bt-fehérjegént bevisszük egy növény genomjába, akkor sejtjei végrehajtják az idegen gén „parancsát”: maga a növény tartalmazza a Bt-fehérjét. A növényrészekkel az etető rovarok most beveszik a halálos hatóanyagot.
A legfontosabb Bt növény: kukorica
Az ilyen bakteriális Bt-gének növényekbe történő átvitelére először az 1980-as években próbálkoztak, kezdetben dohányban és paradicsomban. Végül 1995-ben az első Bt növényt - az európai kukoricafúróval szemben ellenálló Bt kukoricát - az USA-ban hagyták jóvá, és azóta több millió hektáron termesztették.
Az első kereskedelmi forgalomban termesztett Bt kukorica növények továbbra is magas Bt fehérjét tartalmaztak a növény minden részén - pollen, szárak, kukoricacsutkák. Az újabb Bt kukoricafajták kisebb mennyiségeket hoznak létre, és csak ott, ahol szükség van rájuk. Például a Bt kukorica képezi a Bt fehérjét a kukorica gyökérférgével szemben, főleg azokban a gyökerekben, ahol a kártevő eszik. A kukoricakártevő elleni Bt-kukoricát 2003 óta az USA-ban is nagy mennyiségben termesztették. Ma már sok olyan kukoricafajta van a piacon, amely a Bt-fehérje több változatát egyesíti mindkét kukoricakártevő (halmozott gén) ellen, és ugyanakkor ellenáll bizonyos herbicideknek. Az USA mellett a Bt kukoricát főleg Brazíliában, Argentínában és Dél-Afrikában termesztik.
A Bt kukorica (MON810) az egyetlen olyan géntechnológiával módosított növény, amely az Európai Unióban is termeszthető - jelentős mértékben azonban csak Spanyolországban, mintegy 110 000 hektáron (a spanyol kukorica termesztésének 35 százaléka, 2018). A meglévő uniós jóváhagyás ellenére számos európai ország - köztük Németország, Franciaország és Ausztria - élt a 2015 óta törvényben rögzített opt-out záradékkal, és nemzeti termesztési tilalmat szerzett a jóváhagyási folyamatban lévő MON810 és más Bt kukoricafajták számára.
Bt pamutra, padlizsánra, babra, rizsre, cukornádra, nyárra ......
A Bt kukorica mellett ma már sok millió hektáron termesztik a Bt gyapotot. A Bt pamut olyan Bt fehérjét képez, amely hatékony a gyapotféregféreg ellen. A fő növekvő országok India, USA, Kína és Pakisztán.
Az 1990-es évek végén néhány amerikai gazda Bt burgonyát ültetett, hogy megvédje terményét a coloradói burgonyabogártól. A termesztést azonban 2001-ben ismét leállították, többek között azért, mert néhány nagy burgonyafeldolgozó nem akarta megvenni a GM burgonyát.
Sok más növényfaj esetében folyamatban van a Bt koncepció mint a kártevők elleni védekezés biológiai, nem kémiai alternatívájának alkalmazása. Indiában például kifejlesztettek egy Bt padlizsánt (brinjal), amelyet néhány évig Banglades kistermelői termesztettek - nyilván sikerrel.
A több afrikai országban végzett terepi vizsgálatok után Nigéria 2019-ben megadta a Bt tehénbab termesztési engedélyét, amely hatékony a maruca kártevő (gyümölcsfúró) ellen. Kína kísérleti termesztésben tesztelte a Bt rizst, és az erdősítési programok részeként nagy területeket telepít a Bt nyárfákra, amelyek ellenállnak a levélevő kártevőknek. A Bt cukornád termesztése pedig 2018-ban kezdődött Brazíliában.
Időközben azonban bebizonyosodott, hogy a Bt növények termesztését megfelelő rezisztenciakezeléssel kell kísérni, például kellően nagy menedékterülettel vagy rendszeres vetésforgóval. Ha ez nem történik meg, akkor a Bt fehérjével szemben ellenálló képességű kártevők viszonylag gyorsan elterjednek. A Bt koncepció ekkor hatástalan lenne.