April 8, 2013
Source: SciDev.Net
by Richa Malhotra
- Previous research linked the surge in aphids on Bt cotton to reduced insecticide use
- The new study ties it to a fall in plant defence chemicals as caterpillars no longer eat the plant
- Bt cotton should be part of a wider pest-management system, the study recommends
In an unexpected trade-off, the cultivation of cotton that has been genetically engineered to reduce caterpillar damage by producing its own insecticide has been linked to higher numbers of another pest — aphids.
Previous studies had linked the increase in aphids to reduced insecticide use by farmers cultivating Bt (Bacillus thuringiensis) cotton.
Now researchers have for the first time tied the suppressed production of natural defence compounds in Bt cotton — caused by the lack of caterpillar attacks — to a surge in non-target pests such as the cotton aphid.
Non-Bt plants respond to caterpillar infestation by producing defence compounds, which also protect the plant against other pests.
The researchers studied the correlation between Bt and non-Bt cotton plants, defence compound levels and aphid populations in both glasshouse and field conditions.
In the glasshouse, they artificially infested Bt and non-Bt cotton plants with caterpillars and monitored the levels of various defence compounds known as terpenoids that are released in response to caterpillar damage. The plants were then artificially infested with aphids.
In the field, one set of Bt and non-Bt cotton plants were artificially infested with caterpillars and another was left to natural infestation by caterpillars. Terpenoid levels were measured and both sets were then exposed to natural aphid infestations.
In the glasshouse, caterpillars on the Bt cotton plants died. As a result, the plants were less damaged and therefore contained less defence compounds than their non-Bt counterparts.
The researchers thus attribute the resulting increase in aphid populations on these plants, compared with non-Bt plants, to lowered terpenoid production.
Although a relative rise in aphid numbers was noted on a few occasions on Bt cotton plants in the field, the scientists found no correlation between aphid populations and terpenoid levels in this part of the experiment.
Jörg Romeis, one of the paper's authors and head of the biosafety research group at the Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART, Switzerland, tells SciDev.Net, "Our study shows that a technology like Bt cotton should not be used in isolation".
"To control other herbivores we have to use the technology as part of integrated pest management approach."
T. M. Manjunath, a consultant in agrobiotechnology and integrated pest management from India, where Bt cotton is cultivated, says: "What this study shows with Bt cotton can happen with any other insect-control measure. Infestation by aphids and other non-target pests has been seen before the introduction of Bt cotton".
The study was published in the Proceedings of the Royal Society B last month (13 March).
Link to the study abstract
Uso de algodón GM aumentaría número de áfidos
- Investigación previa vinculaba surgimiento de pulgones en algodón Bt a uso reducido de insecticidas
- Nuevo estudio lo vincula con la disminución de químicos defensores de la planta porque orugas ya no la atacan
- Algodón Bt debe ser parte de sistema más amplio de manejo de plagas, recomienda el estudio
En un inesperado hecho, el cultivo de algodón modificado genéticamente para reducir el daño causado por las orugas mediante la producción de su propio insecticida, estaría vinculado a la aparición de altos números de otra plaga, los pulgones o áfidos.
Estudios previos habían vinculado el aumento en los pulgones con la reducción de los insecticidas usados por los agricultores que cultivan el algodón BT (Bacillus thuringiensis).
Pero ahora por primera vez los investigadores han vinculado la supresión de la producción de los compuestos de defensa natural en el algodón Bt —causado por la falta de ataque de las orugas— con el surgimiento de otras plagas no incluidas como objetivo, como el pulgón del algodón.
Las plantas no transgénicas responden a la infestación de las orugas produciendo componentes de defensa, que también protegen a la planta contra otras plagas.
Los investigadores estudiaron la correlación entre plantas de algodón Bt y no Bt, los niveles de los compuestos de defensa y las poblaciones de pulgones bajo condiciones de campo e invernadero.
En condiciones de invernadero, infestaron artificialmente con orugas plantas de algodón Bt y no Bt, y monitorearon los niveles de diversos compuestos de defensa conocidos como terpenoides, que son liberados en respuesta al ataque de las orugas. A continuación, las plantas fueron infestadas con pulgones.
En el campo, se infestó artificialmente con orugas un conjunto de plantas de algodón Bt y no Bt en tanto otro grupo fue dejado a la libre infestación de esta plaga. Se midieron los niveles de terpenoides y luego ambos grupos se sometieron a la infestación natural de los pulgones.
En invernadero, las orugas de las plantas Bt murieron. Como resultado, las plantas fueron menos dañadas y por lo tanto, contenían menos compuestos de defensa que sus contrapartes no Bt.
Los investigadores atribuyeron el aumento resultante de las poblaciones de pulgones de esas plantas a la producción reducida de terpenoides, en comparación con las no transgénicas.
Aunque en algunas ocasiones se notó un aumento relativo en el número de pulgones en las plantas de algodón Bt en campo, los científicos no encontraron correlación entre las poblaciones de pulgones y los niveles de terpenoides en esta parte del experimento.
Jörg Romeis, uno de los autores del estudio y jefe del grupo de investigación de bioseguridad en la Estación de Investigación Agroscope Reckenholz-Tänikon, ART, de Suiza, explica a SciDev.Net: “nuestro estudio muestra que no debería usarse de forma aislada una tecnología como la del algodón Bt”.
“Para controlar otras plagas herbívoras tenemos que usar la tecnología como parte de un enfoque de manejo integrado de plagas”, añade.
T. M. Manjunath, consultor en agrobiotecnología y manejo integrado de plagas de la India, donde se cultiva algodón Bt, afirma: “lo que este estudio demuestra con el algodón Bt podría ocurrir con cualquier otra medida de control de insectos. Hemos visto infestación con pulgones y otras plagas no incluidas como objetivo desde antes de la introducción de algodón Bt”, afirma.
El estudio fue publicado en Proceedings of the Royal Society B el mes pasado (13 de marzo).
Enlace al resumen del estudio (en inglés)
Topics
Species
