Riesgos asociados a los cultivos transgénicos resistentes a insectos (Bt)

Brasil y Sudáfrica, países con economías en transición, se caracterizan por una estructura agraria dual que coexiste, a veces, en la misma región. La agricultura comercial a gran escala produce cultivos para la exportación a los mercados mundiales, por un lado, y la agricultura a pequeña escala, por otro lado, proporciona subsistencia y mercados locales. En ambos sistemas, el maíz ( Zea mays) es un cultivo clave para estos dos países. Para el sistema comercial, el maíz es un cultivo básico, mientras que para el sistema de pequeña escala es el principal cultivo básico. En los sistemas comerciales, los agricultores cultivan predominantemente maíz híbrido genéticamente modificado (GM). En los sistemas de pequeña escala, los agricultores confían en las variedades de polinización abierta (OPV) y/o las razas locales y dependen en gran medida de los sistemas de conservación de semillas. El objetivo de este estudio fue comprender la relación entre las tasas de expresión transgénica, las concentraciones resultantes del producto transgénico (proteína Bt) y su bioactividad en plagas de insectos después del flujo transgénico de maíz híbrido GM a maíz no modificado genéticamente, casi no modificado genéticamente. híbrido de maíz isogénico (ISO) y OPV. Modelamos patrones de segregación y medimos cry1Abexpresión transgénica (cuantificación de ARNm), concentración de proteína Cry1Ab y supervivencia de plagas. Se utilizaron dos grupos de cruzas y retrocruzas F1, F2 con variedades de maíz GM, ISO y OPV de Brasil y Sudáfrica. Se realizaron bioensayos con las larvas de dos especies de lepidópteros plaga del maíz, Helicoverpa armigera y Spodoptera littoralis . En general, el transgén cry1Ab se entrecruzó eficazmente con los antecedentes genéticos probados. el grito1abel transgén se expresó de forma estable en los antecedentes genéticos tanto de ISO como de OPV. La introgresión transgénica condujo a concentraciones consistentes, aunque muy variables, de toxinas Cry1Ab que fueron similares a las observadas en el maíz parental GM. La mayoría de los cruces, pero no todos, sugirieron el patrón de segregación mendeliano esperado. Las tasas de expresión transgénica fueron significativamente más altas de lo esperado a partir de la segregación puramente mendeliana en los cruces sudafricanos. En materiales sudafricanos, los cruces ISO y OPV produjeron concentraciones de Cry1Ab significativamente más bajas en comparación con el maíz parental GM. Las toxinas Cry1Ab de los cruces fueron bioactivas e indujeron tasas de mortalidad de ≥92,19 % en H . armigera y ≥40,63% en S . litoraldespués de un período de sólo 4 días. Sin embargo, no se observaron correlaciones entre la cuantificación de ARNm para cry1Ab y las concentraciones de proteína Cry1Ab correspondientes, ni entre las concentraciones de Cry1Ab y las tasas de mortalidad de insectos en diferentes antecedentes genéticos. Por lo tanto, sugerimos que mientras la transcripción del cry1Abtransgén determina de forma fiable la presencia de proteína Cry1Ab, los niveles de ARNm no reflejan, por sí mismos, las concentraciones finales de proteína Cry1Ab que se encuentran en la planta. Debido a que las concentraciones previsiblemente altas de Cry1Ab son un requisito previo clave para los programas efectivos de manejo de la resistencia a los insectos (IRM), esta observación plantea dudas sobre la efectividad de dichos programas en escenarios con antecedentes genéticos de cultivos complejos. Por otro lado, se debe esperar que la bioactividad confirmada en todos los cruces afecte el comportamiento de selección de los pequeños agricultores, sin saberlo, favoreciendo el rasgo insecticida. Esto puede conducir a una fijación del rasgo en la población más amplia y puede influir en la diversidad genética de las variedades mantenidas por los pequeños agricultores.

Brazil and South Africa, countries with economies in transition, are characterized by a dual agrarian structure co-occurring, sometimes, alongside in the same region. Large-scale commercial farming produces crops for export to global markets on the one hand, and small-scale farming, on the other hand, provides for subsistence and local markets. In both systems, maize (Zea mays) is a key crop for these two countries. For the commercial system, maize is a commodity crop while for the small-scale system it is the prime staple crop. In commercial systems, farmers predominantly grow genetically modified (GM) hybrid maize. In small-scale systems, farmers rely on open pollinated varieties (OPVs) and/or landraces and are largely dependent on seed saving systems. The aim of this study was to understand the relationship between transgene expression rates, the resulting concentrations of the transgene product (Bt protein) and its bioactivity in insect pests following transgene flow from GM hybrid maize into non-genetically modified, non-GM near-isogenic maize hybrid (ISO) and OPVs. We modeled segregation patterns and measured cry1Ab transgene expression (mRNA quantification), Cry1Ab protein concentration and pest survival. Two groups of F1, F2 crosses and backcrosses with GM, ISO and OPV maize varieties from Brazil and South Africa were used. Bioassays with the larvae of two lepidopteran maize pest species, Helicoverpa armigera and Spodoptera littoralis, were carried out. Overall, the cry1Ab transgene outcrossed effectively into the genetic backgrounds tested. The cry1Ab transgene was stably expressed in both ISO and OPV genetic backgrounds. Transgene introgression led to consistent, though highly variable, concentrations of Cry1Ab toxins that were similar to those observed in GM parental maize. Most crosses, but not all, suggested the expected Mendelian segregation pattern. Transgene expression rates were significantly higher than expected from purely Mendelian segregation in the South African crosses. In South African materials, ISO and OPV crosses produced significantly lower Cry1Ab concentrations compared to the GM parental maize. The Cry1Ab toxins from crosses were bioactive and induced mortality rates of ≥92.19% in H. armigera and ≥40.63% in S. littoralis after a period of only 4 days. However, no correlations were observed between the quantitation of mRNA for cry1Ab and the corresponding Cry1Ab protein concentrations, nor between the Cry1Ab concentrations and insect mortality rates across different genetic backgrounds. We therefore suggest that while transcription of the cry1Ab transgene reliably determines the presence of Cry1Ab protein, mRNA levels do not reflect, by themselves, the end Cry1Ab protein concentrations found in the plant. Because predictably high Cry1Ab concentrations are a key prerequisite for effective insect resistance management (IRM) programs, this observation raises questions about the effectiveness of such programs in scenarios with complex crop genetic backgrounds. On the other hand, confirmed bioactivity in all crosses should be expected to impact small farmer’s selection behavior, unknowingly favoring the insecticidal trait. This may lead to a fixation of the trait in the wider population, and may influence the genetic diversity of varieties maintained by small-scale farmers.

El gusano del maíz, Helicoverpa zea (Boddie) (Lepidoptera: Noctuidae), es una plaga objetivo principal del maíz Bt piramidado y el algodón en los EE. UU. En 2017 y 2018, se observó un daño notable en el oído y la supervivencia larvaria de H. zea en el maíz piramidado Cry1A105/Cry2Ab2 en algunos campos en el noreste de Louisiana, EE. UU. El objetivo de este estudio fue determinar si el problema de control de campo se debió al desarrollo de resistencia a las proteínas Bt en las plantas. Se recolectaron un total de 15 poblaciones de H. zea de plantas de maíz Bt y no Bt en 2017 y 2018 en varias ubicaciones en Louisiana, Florida y Georgia. Los bioensayos con superposición de la dieta mostraron que los LC50 de Cry1A.105 y Cry2Ab2 para las poblaciones recolectadas de las áreas con problemas de control en el noreste de Louisiana fueron tanto como> 1623 y 88 veces mayores que las de una cepa susceptible, respectivamente. Además, dos ensayos de campo en 2018 validaron que el maíz Cry1A.105/Cry2Ab2 fracasó en el manejo de las poblaciones naturales de H. zea, mientras que el maíz Bt que contiene Vip3A fue efectivo en el noreste de Louisiana. Los resultados del estudio documentaron que los problemas observados de control de campo del maíz Cry1A.105/Cry2Ab2 contra H. zea en el noreste de Louisiana se debieron al desarrollo de resistencia del insecto a las proteínas Bt en las plantas. Esta es la primera documentación de resistencia desarrollada en el campo al maíz Bt piramidal en una especie objetivo de insecto en el sur de los EE. UU. Sin embargo, los niveles de susceptibilidad a Cry1A.105 y Cry2Ab2 variaron enormemente entre las poblaciones recolectadas de los tres estados, lo que sugiere distribuciones desiguales de la resistencia en el región.

The corn earworm, Helicoverpa zea (Boddie) (Lepidoptera: Noctuidae), is a major target pest of pyramided Bt maize and cotton in the U.S. In 2017 and 2018, notable ear damage and larval survival of H. zea were observed on pyramided Cry1A.105/Cry2Ab2 maize in some fields in northeast Louisiana, U.S. The objective of this study was to determine if the field control problem was due to resistance development to the Bt proteins in plants. A total of 15 H. zea populations were collected from Bt and non-Bt maize plants in 2017 and 2018 in multiple locations in Louisiana, Florida, and Georgia. Diet-overlay bioassays showed that LC50s of Cry1A.105 and Cry2Ab2 for populations collected from the areas with control problems in northeast Louisiana were as much as >1623- and 88-fold greater than that of a susceptible strain, respectively. In addition, two field trials in 2018 validated that Cry1A.105/Cry2Ab2 maize failed in managing natural H. zeapopulations, while Bt maize containing Vip3A was effective in northeast Louisiana. Results of the study documented that the observed field control problems of Cry1A.105/Cry2Ab2 maize against H. zea in northeast Louisiana were due to resistance development of the insect to the Bt proteins in plants. This is the first documentation of field-evolved resistance to pyramided Bt maize in a target insect species in southern U.S. However, susceptibility levels to Cry1A.105 and Cry2Ab2 varied greatly among populations collected from the three states, suggesting uneven distributions of the resistance in the region.

Los cultivos Bt "apiramidados" producen dos o más proteínas Bt activas para reducir el espectro de acción y retrasar el desarrollo de resistencia en las poblaciones de insectos expuestos. La resistencia cruzada entre las toxinas Bt es un factor de restricción vital para los cultivos Bt piramidados, lo que puede reducir el efecto de la estrategia piramidal. En esta revisión, se analizó el estado de la resistencia cruzada entre más de 20 toxinas Bt que se usan más comúnmente contra 13 plagas de insectos. Se discuten los mecanismos potenciales de resistencia cruzada. Se recomienda que se adopten las medidas correspondientes para adoptar la estrategia piramidal, incluidas la interferencia de ARN piramidal y la toxina Bt, "dosis alta/refugio", etc., para retrasar la de resistencia a Bt y controlar la plaga objetivo.

Bt crop pyramids produce two or more Bt proteins active tobroaden the spectrum of action and to delay the develop-ment of resistance in exposed insect populations. The cross‐resistance between Bt toxins is a vital restriction factor forBt crop pyramids, which may reduce the effect of pyramidstrategy. In this review, the status of the cross‐resistanceamong more than 20 Bt toxins that are most commonly usedagainst 13 insect pests was analyzed. The potentialmechanisms of cross‐resistance are discussed. The corre-sponding measures, including pyramid RNA interference andBt toxin,“high dose/refuge,”and so on are advised to betaken for adopting the pyramided strategy to delay the Btevolution of resistance and control the target pest insect.

En África, las plagas objetivo del maíz Bt modificado genéticamente son los lepidópteros barrenadores del tallo, en particular Busseola fusca (Lepidoptera: Noctuidae). El flujo de genes entre híbridos de maíz Bt y variedades de polinización abierta (OPV) que no contienen el rasgo Bt es muy probable en áreas donde se cultivan ambos tipos de maíz. En consecuencia, la introgresión del transgén cry1Ab en las OPV locales dará como resultado patrones desconocidos de expresión de la proteína Cry1Ab en las plantas durante las temporadas de seguimiento cuando se planten semillas recicladas de OPV. Concentraciones demasiado bajas de proteína Cry en tales plantas pueden resultar en la selección de alelos resistentes y acelerar la evolución de la resistencia. El objetivo de este estudio fue determinar los efectos de la introgresión del cry1Abtransgén en una OPV, sobre los niveles de concentración de proteína Cry y la supervivencia de la plaga. La introgresión del transgén Bt se realizó cruzando un híbrido donante transgénico que contenía el gen cry1Ab con una OPV que no es Bt, así como con un híbrido casi isogénico que no es Bt. Se realizaron cruces F1 y F2, así como retrocruzamientos, dando como resultado 11 genotipos (tratamientos). Las concentraciones de proteína Cry1Ab en tejido foliar de estos cruces se determinaron mediante ELISA. Todos los cruces que contenían el transgén tenían concentraciones de Cry1Ab similares o más altas en comparación con el híbrido parental Bt, excepto el cruce Bt x OPV F1 que tenía una concentración de Cry1Ab significativamente más baja. Supervivencia B. _ fuscalas larvas se evaluaron en ensayos en los que las larvas se criaron durante 14 días sobre tejido de hoja verticilo de los diferentes tratamientos. La supervivencia de las larvas no difirió entre ninguno de los tratamientos de plantas de maíz que contenían el gen Bt. Los resultados sugieren que la introgresión del transgén Bt en las OPV puede producir progenies de plantas que expresen la proteína Cry1Ab en concentraciones suficientes, al menos hasta la semilla F2, para controlar B . larvas de fusca . Sin embargo, la evolución de la resistencia no solo está influenciada por la frecuencia de individuos de la plaga que sobreviven a la exposición a las proteínas Cry, sino también por factores como la genética de la plaga y la OPV receptora, la biología de la plaga y el comportamiento de migración.

In Africa, the target pests of genetically modified Bt maize are lepidopteran stem borers, notably Busseola fusca (Lepidoptera: Noctuidae). Gene flow between Bt maize hybrids and open pollinated varieties (OPVs) that do not contain the Bt trait is highly likely in areas where both types of maize are cultivated. Consequently, introgression of the cry1Ab transgene into local OPVs will result in unknown patterns of Cry1Ab protein expression in plants during follow-up seasons when recycled seed of OPVs is planted. Too low concentrations of Cry protein in such plants may result in selection for resistant alleles and accelerate resistance evolution. The aim of this study was to determine the effects of introgression of the cry1Ab transgene into an OPV, on Cry protein concentration levels and pest survival. Bt transgene introgression was done by crossing a transgenic donor hybrid containing the cry1Ab gene with a non-Bt OPV as well as with a non-Bt near-isogenic hybrid. F1 and F2 crosses as well as back crosses were done yielding 11 genotypes (treatments). Cry1Ab protein concentrations in leaf tissue of these crosses were determined by means of ELISAs. All crosses that contained the transgene had similar or higher Cry1Ab concentrations when compared to the Bt parental hybrid, except for the Bt x OPV F1-cross that had a significantly lower Cry1Ab concentration. Survival B. fusca larvae were evaluated in assays in which larvae were reared for 14 days on whorl leaf tissue of the different treatments. Larval survival did not differ between any of the maize plant treatments which contained the Bt gene. Results suggest that Bt transgene introgression into OPVs may produce plant progenies that express Cry1Ab protein at sufficient concentrations, at last up to the F2 seed, to control B. fusca larvae. Resistance evolution is however not only influenced by the frequency of pest individuals that survive exposure to the Cry proteins but also by factors such as genetics of the pest and recipient OPV, pest biology and migration behaviour.

La principal táctica de manejo de las plagas de lepidópteros del algodón en los Estados Unidos de América (EE. UU.) es el uso de algodón transgénico que produce toxinas de Bacillus thuringiensis Berliner ( Bt ). Las principales plagas objetivo de esta tecnología son Helicoverpa zea (Boddie) y Heliothis virescens (F.) en el cinturón algodonero oriental y central de los EE. UU. La preocupación por la evolución de la resistencia en H . zea a las toxinas Bt y se ha intensificado el escrutinio de la necesidad de cultivos Bt . Revisamos datos publicados y no publicados de ensayos de campo de Btalgodón en el Cinturón de Algodón del este y centro de los EE. UU. hasta 2015 para evaluar la eficacia del algodón Bt (Bollgard, Bollgard II, WideStrike, WideStrike 3 y TwinLink). El algodón Bt redujo el uso de insecticidas, redujo el número de plagas de heliotina y el daño, y proporcionó un beneficio de rendimiento, pero la eficacia de Bollgard II y WideStrike disminuyó en Midsouth durante el período evaluado. En la región del sudeste, daño Heliothine se mantuvo constante a través de 2015, pero los beneficios de rendimiento se redujo de 2010 hasta 2015. Resistencia de H . zea a varias toxinas Bt es la explicación más plausible de los cambios observados en la eficacia del algodón Bt . La introducción del nuevo BtLas toxinas como las que se encuentran en Widestrike 3 y Twinlink pueden preservar los beneficios de los cultivos Bt . Sin embargo, aunque tanto Widestrike 3 como Twinlink tuvieron menos daño que Widestrike, los niveles de daño de ambos fueron similares a Bollgard II.

The primary management tactic for lepidopteran pests of cotton in the United States of America (USA) is the use of transgenic cotton that produces Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) toxins. The primary target pests of this technology are Helicoverpa zea (Boddie) and Heliothis virescens (F.) in the eastern and central Cotton Belt of the USA. Concerns over the evolution of resistance in H. zea to Bt toxins and scrutiny of the necessity of Bt crops has escalated. We reviewed published and unpublished data from field trials of Bt cotton in the eastern and central Cotton Belt of the USA through 2015 to evaluate the effectiveness of Bt cotton (Bollgard, Bollgard II, WideStrike, WideStrike 3, and TwinLink). Bt cotton reduced insecticide usage, reduced heliothine pest numbers and damage, and provided a yield benefit, but Bollgard II and WideStrike efficacy declined in the Midsouth over the period evaluated. In the Southeastern region, heliothine damage remained constant through 2015, but yield benefits declined from 2010 until 2015. Resistance of H. zea to several Bt toxins is the most plausible explanation for the observed changes in Bt cotton efficacy. The introduction of new Bt toxins such as found in Widestrike 3 and Twinlink may preserve the benefits of Bt crops. However, while both Widestrike 3 and Twinlink had less damage than Widestrike, damage levels of both were similar to Bollgard II

Las proteínas cristalinas insecticidas de Bacillus thuringiensis (Bt) son biopesticidas ampliamente utilizados que se utilizan como preparaciones de cristales de esporas de Bt en formulaciones pulverizables y como toxinas activadas en plantas genéticamente modificadas (GM). Se han propuesto modelos para sus modos de acción, pero quedan muchas cuestiones sin resolver. Entre ellos está el papel de las bacterias intestinales comensales en la muerte del insecto objetivo: estudios previos mostraron que los antibióticos atenúan la toxicidad de los aerosoles Bt. Probamos si los antibióticos interfieren con los efectos de las toxinas Bt producidas en plantas GM en larvas de dos especies de lepidópteros, el barrenador europeo del maíz Ostrinia nubilalis y el gusano de la hoja del algodón Spodoptera littoralis. Las larvas se criaron con dieta artificial con o sin antibióticos y, posteriormente, se alimentaron con dos variedades de maíz transgénico Bt en comparación con hojas de maíz no Bt convencionales rociadas con solución antibiótica y/o con una formulación Bt. Los antibióticos redujeron o retrasaron significativamente la toxicidad de las toxinas Cry, aunque en menor medida que lo informado anteriormente para los aerosoles Bt. Esto apoya la hipótesis de que las toxinas Cry inducen la mortalidad por sí mismas en ausencia de bacterias y esporas Bt, y de bacterias intestinales comensales. Sin embargo, las larvas que no fueron tratadas con antibióticos murieron más rápido ya un ritmo mayor, lo que se vio agravado por la variedad de plantas y la sensibilidad de las especies. Estos hallazgos respaldan la hipótesis de que la toxicemia por sí sola puede infligir una mortalidad significativa. Sin embargo, en ausencia de antibióticos, Es probable que las bacterias intestinales mejoren el efecto de la toxina Cry al infligir, además, septicemia bacteriana. Esto tiene implicaciones importantes en situaciones de campo donde hay sustancias antibióticas presentes, por ejemplo, del estiércol de animales de sistemas de producción convencionales, y para esquemas de pruebas ecotoxicológicas de toxinas Bt y organismos no objetivo que a menudo usan dietas artificiales enriquecidas con altas concentraciones de antibióticos.

The insecticidal crystal proteins from Bacillus thuringiensis (Bt) are widely-used biopesticides that are used both as Bt spore-crystal preparations in sprayable formulations and as activated toxins in genetically modified (GM) plants. Models for their modes of action have been proposed but many issues remain unresolved. Among those is the role of commensal gut bacteria in target insect death: previous studies showed that antibiotics attenuate the toxicity of Bt sprays. We tested whether antibiotics interfere with the effects of GM plant-produced Bt toxins in larvae of two Lepidopteran species, the European corn borer Ostrinia nubilalis and the cotton leafworm Spodoptera littoralis. The larvae were reared on artificial diet with or without antibiotics and, thereafter, fed two varieties of Bt GM maize in comparison to conventional non-Bt maize leaves sprayed with antibiotic solution and/or with a Bt formulation. Antibiotics significantly reduced or delayed the toxicity of Cry toxins, although to a lesser extent than previously reported for Bt-sprays. This supports the hypothesis that Cry toxins induce mortality by themselves in the absence of Bt bacteria and spores, and of commensal gut bacteria. However, larvae that were not treated with antibiotics died faster and at a higher rate which was further compounded by plant variety and species sensitivity. These findings support a hypothesis that toxicemia alone can inflict significant mortality. However, in the absence of antibiotics, the gut bacteria likely enhance the Cry toxin effect by inflicting, additionally, bacterial septicemia. This has important implications in field situations where antibiotic substances are present—e.g., from manure of animals from conventional production systems—and for ecotoxicological testing schemes of Bt toxins and nontarget organisms that are often using artificial diets enriched with high concentrations of antibiotics.

Brazil is the second largest producer of genetically modified plants in the world. This agricultural practice exposes native pollinators to contact and ingestion of Bacillus thuringiensis proteins (e.g. Cry toxins) from transgenic plants. Furthermore, native bees are also exposed to various herbicides applied to crops, including glyphosate. Little is known about the possible effects of glyphosate and Cry proteins on stingless bees, especially regarding exposure at an immature stage. Here, we show for the first time that glyphosate is lethal, and that Cry toxins (Cry1F, Cry2Aa) alter the development of the stingless bee Melipona quadrifasciata upon contamination of larval food. Glyphosate was very toxic to the bee larvae, killing all of them within only a few days of exposure. Bees treated with Cry2Aa proteins had a higher survival rate and were delayed in their development, compared to the negative controls. Those treated with the Cry1F protein also suffered delays in their development, compared to the negative controls. In conclusion, the proteins Cry1F, Cry2Aa, and the herbicide glyphosate were highly toxic to the stingless bee M. quadrifasciata, causing lethal or sublethal effects which can severely impair colony growth and viability, and reduce pollination ability.

El objetivo de este estudio fue examinar la relación entre la exposición residencial estimada a la aplicación de productos químicos agrícolas y la mortalidad prematura por la enfermedad de Parkinson (EP) en el estado de Washington. Los registros de mortalidad del estado de Washington para 2011⁻2015 se codificaron geográficamente utilizando direcciones residenciales y se clasificaron como expuestos al uso de tierras agrícolas dentro de un radio de 1000 metros. Se utilizaron modelos lineales generalizados para explorar la asociación entre el uso de la tierra asociado con la aplicación de químicos agrícolas y la mortalidad prematura por EP. Las personas expuestas al uso de la tierra asociado con el glifosato tenían un 33% más de probabilidades de mortalidad prematura que aquellos que no estuvieron expuestos (Odds Ratio (OR) = 1,33, intervalos de confianza (IC) del 95% = 1,06⁻1,67). La exposición a tierras de cultivo asociada con todas las aplicaciones de pesticidas (OR = 1,19, IC del 95 % = 0,98⁻1,44) o la aplicación de Paraquat (OR = 1,22, IC del 95 % = 0,99⁻1,51) no se asoció significativamente con la mortalidad prematura por EP, pero el efecto El tamaño estaba en la dirección hipotética. No se observaron asociaciones significativas entre la exposición a atrazina (OR = 1,21, IC del 95 % = 0,84⁻1,74) o diazinón (OR = 1,07, IC del 95 % = 0,85⁻1,34) y la mortalidad prematura por EP. La relación entre la exposición a pesticidas y la mortalidad prematura se alinea con hallazgos biológicos, toxicológicos y epidemiológicos previos. Se ha demostrado que el glifosato, el herbicida más aplicado en el mundo y un ingrediente activo del Roundup ® y el Paraquat, un herbicida tóxico, está asociado con las probabilidades de mortalidad prematura por EP.

The aim of this study was to examine the relationship between estimated residential exposure to agricultural chemical application and premature mortality from Parkinson's disease (PD) in Washington State. Washington State mortality records for 2011⁻2015 were geocoded using residential addresses, and classified as having exposure to agricultural land-use within 1000 meters. Generalized linear models were used to explore the association between land-use associated with agricultural chemical application and premature mortality from PD. Individuals exposed to land-use associated with glyphosate had 33% higher odds of premature mortality than those that were not exposed (Odds Ratio (OR) = 1.33, 95% Confidence Intervals (CI) = 1.06⁻1.67). Exposure to cropland associated with all pesticide application (OR = 1.19, 95% CI = 0.98⁻1.44) or Paraquat application (OR = 1.22, 95% CI = 0.99⁻1.51) was not significantly associated with premature mortality from PD, but the effect size was in the hypothesized direction. No significant associations were observed between exposure to Atrazine (OR = 1.21, 95% CI = 0.84⁻1.74) or Diazinon (OR = 1.07, 95% CI = 0.85⁻1.34), and premature mortality from PD. The relationship between pesticide exposure and premature mortality aligns with previous biological, toxicological, and epidemiological findings. Glyphosate, the world's most heavily applied herbicide, and an active ingredient in Roundup® and Paraquat, a toxic herbicide, has shown to be associated with the odds of premature mortality from PD.

La toxina Cry1Ac, de Bacillus thuringiensis, se usa ampliamente como biopesticida y se expresa en plantas genéticamente modificadas (GM) utilizadas para consumo humano y animal. Dado que Cry1Ac también es inmunogénico y capaz de activar macrófagos, es crucial evaluar minuciosamente los efectos inmunológicos provocados después de la administración intragástrica. Se evaluó el potencial alergénico de Cry1Ac purificado y se comparó con el inducido en un modelo murino de alergia alimentaria a la ovoalbúmina (OVA), en el que los animales están sensibilizados con el adyuvante toxina del cólera (CT). A los ratones se les administró semanalmente por vía intragástrica: i) solución salina tamponada con fosfato (PBS), ii) OVA, iii) OVA más CT, iv) Cry1Ac o v) OVA más Cry1Ac. Siete semanas después, los ratones fueron expuestos intragástricamente y se evaluaron las reacciones alérgicas junto con diversos parámetros inmunológicos relacionados con la alergia a nivel sistémico e intestinal. Los grupos inmunizados con Cry1Ac, OVA/Cry1Ac u OVA/CT desarrollaron reacciones alérgicas moderadas, indujeron una respuesta IgE significativa y aumentaron la frecuencia de granulocitos intestinales, eosinófilos IgE+ y linfocitos IgE+. Estos mismos grupos también mostraron hiperplasia linfoide colónica, especialmente en humanos, esto se ha asociado con alergia alimentaria e inflamación intestinal. Aunque el potencial adyuvante y alergénico de CT fue mayor que los efectos de Cry1Ac, los resultados muestran que aplicado por vía intragástrica en dosis de 50 μg, Cry1Ac es inmunogénico, moderadamente alergénico y capaz de provocar hiperplasia linfoide intestinal. Además, Cry1Ac también es capaz de inducir anafilaxia, ya que cuando los ratones fueron sensibilizados por vía intragástrica con dosis crecientes de Cry1Ac, con cada dosis probada, se registró una caída significativa en la temperatura rectal después de la exposición intravenosa.

Cry1Ac toxin, from Bacillus thuringiensis, is widely used as a biopesticide and expressed in genetically modified (GM) plants used for human and animal consumption. Since Cry1Ac is also immunogenic and able to activate macrophages, it is crucial to thoroughly evaluate the immunological effects elicited after intra-gastric administration. The allergenic potential of purified Cry1Ac was assessed and compared with that induced in a murine model of food-allergy to ovalbumin (OVA), in which animals are sensitized with the adjuvant Cholera toxin (CT). Mice were weekly intragastrically administered with: i) vehicle phosphate-buffered saline (PBS), ii) OVA, iii) OVA plus CT iv) Cry1Ac or v) OVA plus Cry1Ac. Seven weeks after, mice were intragastrically challenged and allergic reactions along with diverse allergy related immunological parameters were evaluated at systemic and intestinal level. The groups immunized with, Cry1Ac, OVA/Cry1Ac or OVA/CT developed moderate allergic reactions, induced significant IgE response and increased frequencies of intestinal granulocytes, IgE+ eosinophils and IgE+ lymphocytes. These same groups also showed colonic lymphoid hyperplasia, notably in humans, this has been associated with food allergy and intestinal inflammation. Although the adjuvant and allergenic potential of CT were higher than the effects of Cry1Ac, the results show that applied intra-gastrically at 50 μg doses, Cry1Ac is immunogenic, moderately allergenic and able to provoke intestinal lymphoid hyperplasia. Moreover, Cry1Ac is also able to induce anaphylaxis, since when mice were intragastrically sensitized with increasing doses of Cry1Ac, with every dose tested, a significant drop in rectal temperature was recorded after intravenous challenge.

El algodón es un importante cultivo de importancia económica mundial. Para el control efectivo del gusano del algodón, el algodón transgénico Bacillus thuringiensis (Bt) se introdujo a escala comercial en 1996, con el objetivo de reducir el consumo de pesticidas. Actualmente, el algodón transgénico se cultiva en 24 millones de hectáreas, que ocupan el 14% de la superficie mundial sembrada con cultivos transgénicos (185,1 millones de hectáreas). En años recientes se han dirigido considerables esfuerzos de investigación hacia el estudio y la evaluación del uso de cultivos transgénicos. Aunque se ha mencionado que el algodón Bt transgénico ese efectivo en el control de insectos, aún persisten las preocupaciones sobre su impacto ecológico en la función del ecosistema del suelo y la biodiversidad. Esta revisión se centra principalmente en la persistencia de la toxina Cry, si la hay, y su impacto en el funcionamiento del ecosistema del suelo; porque la agricultura sostenible depende del suelo, el recurso natural básico. De acuerdo a la investigación de las naciones productoras de algodón, no hay una justificación sólida que señale los efectos adversos sobre la salud o la fertilidad del suelo en términos de biología y ecología del suelo después del cultivo de algodón transgénico. Las proteínas Cry liberadas a través de los exudados de las raíces y los residuos vegetales del algodón Bt parecen no tener efectos consistentes y a largo plazo en la biología del suelo. Se indicaron algunas diferencias entre el algodón Bt y no Bt para la estructura de la comunidad microbiana del suelo y su población. Sin embargo, la mayoría de los estudios indicaron que estas diferencias eran de naturaleza transitoria y no estadísticamente significativas. Por lo tanto, las diferencias observadas pueden no estar relacionadas con los transgenes Bt insertados.

Cotton is an important fibre crop of global and economic significance. For effective control of bollworms, transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) cotton was introduced on a commercial scale in 1996, with an aim to reduce pesticide consumption. Presently, transgenic cotton is grown on 24 million hectares, which occupies 14% of global acreage planted to transgenic crops (185.1 million hectares). In recent years, considerable research efforts have been directed towards the study and assessment of the use of transgenic crops. Although transgenic Bt cotton is proven for its benefits in controlling insects, concerns still remain about its ecological impact on soil ecosystem function and biodiversity. This review focuses primarily on the persistence of cry toxin, if any, and impact on soil ecosystem functioning; because sustainable agriculture depends on soil – the basic natural resource. Based on the research from cotton-growing nations, there was no solid substantiation that points out adverse effects on soil health or fertility in terms of soil biology and ecology following cultivation of transgenic cotton. The Cry proteins released through root exudates and plant residues of Bt cotton appears to have no consistent and long-term effects on the soil biology. Some differences between Bt and non-Bt cotton were indicated for soil microbial community structure and their population. However, majority of the studies indicated that these differences were transient in nature and not statistically significant. Therefore, differences observed may not be related to the inserted Bt transgenes.