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

Las plantas modificadas genéticamente se cultivan principalmente en América del Norte y, en menor medida, en Australia, Argentina y China, pero se espera que sus regiones de producción se extiendan pronto más allá de estas áreas limitadas, llegando también a Europa, donde persiste una gran controversia sobre la aplicación de la tecnología genética en la agricultura. Actualmente, varios cultivares de ocho siembras principales están disponibles comercialmente, incluyendo la canola, el maíz, el algodón, la papa, la soja, la remolacha azucarera, el tabaco y el tomate, pero muchas más plantas con rasgos múltiples nuevos y combinados están cerca de ser registradas. Si bien los rasgos agronómicos actuales (resistencia a herbicidas, resistencia a insectos) dominan, los rasgos que confieren características de "calidad" (composiciones de aceite alterado, contenido de proteínas y almidón) comenzarán a dominar en los próximos años. Sin embargo, el futuro más prometedor económicamente radica en el desarrollo y la comercialización de plantas de cultivo que expresan productos farmacéuticos o "nutracéuticos" (alimentos funcionales), y plantas que expresan una serie de genes diferentes. A partir de esto, queda claro que los ecosistemas agrícolas futuros y, en última instancia, también los naturales se verán amenazados por la introducción a gran escala de genes y productos génicos completamente nuevos en nuevas combinaciones a altas frecuencias, todo lo cual tendrá impactos desconocidos en su complejo asociado de organismos no objetivo, es decir, todos los organismos que no son objetivo de la proteína insecticida. En tiempos de severa disminución global de la biodiversidad, es necesario tomar precauciones proactivas y es obligatorio considerar cuidadosamente los posibles efectos esperados de las plantas transgénicas en la biodiversidad de las plantas y los insectos.

Genetically modified plants are widely grown predominantly in North America and to a lesser extent in Australia, Argentina and China but their regions of production are expected to spread soon beyond these limited areas also reaching Europe where great controversy over the application of gene technology in agriculture persists. Currently, several cultivars of eight major crop plants are commercially available including canola, corn, cotton, potato, soybean, sugar beet, tobacco and tomato, but many more plants with new and combined multiple traits are close to registration. While currently agronomic traits (herbicide resistance, insect resistance) dominate, traits conferring “quality” traits (altered oil compositions, protein and starch contents) will begin to dominate within the next years. However, economically the most promising future lies in the development and marketing of crop plants expressing pharmaceutical or “nutraceuticals” (functional foods), and plants that express a number of different genes. From this it is clear that future agricultural and, ultimately, also natural ecosystems will be challenged by the large-scale introduction of entirely novel genes and gene products in new combinations at high frequencies all of which will have unknown impacts on their associated complex of non-target organisms, i.e. all organisms that are not targeted by the insecticidal protein. In times of severe global decline of biodiversity, pro-active precaution is necessary and careful consideration of the likely expected effects of transgenic plants on biodiversity of plants and insects is mandatory.

Se realizaron pruebas de laboratorio para establecer la toxicidad relativa de las toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt) y el polen del maíz Bt a las larvas de la mariposa monarca. Las toxinas analizadas incluyeron Cry1Ab, Cry1Ac, Cry9C y Cry1F. Se utilizaron tres métodos: (i) toxinas purificadas incorporadas en la dieta artificial, (ii) polen recolectado de híbridos de maíz Bt aplicados directamente a los discos de hojas de algodoncillo, y (iii) polen de Bt contaminado conborla de maíz aplicado directamente a los discos de hojas de algodoncillo. Los bioensayos de toxinas Bt purificadas indican que las proteínas Cry9C y Cry1F son relativamente no tóxicas para los primeros estadios de la mariposa monarca, mientras que los primeros estadios son sensibles a las proteínas Cry1Ab y Cry1Ac. Los estadios más antiguos fueron 12 a 23 veces menos susceptibles a la toxina Cry1Ab en comparación con los primeros estadios. Los bioensayos de polen sugieren que los contaminantes de polen, un artefacto del procesamiento del polen, pueden influir dramáticamente en la supervivencia y aumento de peso de las larvas, y producir resultados no concluyentes. El único polen de maíz transgénico que afectó consistentemente las larvas de la mariposa monarca fue el de los híbridos Cry1Ab evento 176, que es actualmente <2% de maíz plantado y para los cuales no se ha vuelto a registrar. Los resultados de los otros tipos de maíz Bt sugieren que el polen de Cry1Ab (eventos Bt11 y Mon810), Cry1F, y los híbridos Cry9C experimentales, no tendrán efectos agudos en las larvas de la mariposa monarca en la configuración de campo.

Laboratory tests were conducted to establish the relative toxicity of Bacillus thuringiensis (Bt) toxins and pollen from Bt corn to monarch larvae. Toxins tested included Cry1Ab, Cry1Ac, Cry9C, and Cry1F. Three methods were used: (i) purified toxins incorporated into artificial diet, (ii) pollen collected from Bt corn hybrids applied directly to milkweed leaf discs, and (iii) Bt pollen contaminated with corn tassel material applied directly to milkweed leaf discs. Bioassays of purified Bt toxins indicate that Cry9C and Cry1F proteins are relatively nontoxic to monarch first instars, whereas first instars are sensitive to Cry1Ab and Cry1Ac proteins. Older instars were 12 to 23 times less susceptible to Cry1Ab toxin compared with first instars. Pollen bioassays suggest that pollen contaminants, an artifact of pollen processing, can dramatically influence larval survival and weight gains and produce spurious results. The only transgenic corn pollen that consistently affected monarch larvae was from Cry1Ab event 176 hybrids, currently <2% corn planted and for which re-registration has not been applied. Results from the other types of Bt corn suggest that pollen from the Cry1Ab (events Bt11 and Mon810) and Cry1F, and experimental Cry9C hybrids, will have no acute effects on monarch butterfly larvae in field settings.

La toxina insecticida codificada por el gen Cry1Ab de Bacillus thuringiensis se liberó en los exudados de la raíz del maíz Bt transgénico durante 40 días de crecimiento en el suelo modificado a 0, 3, 6, 9 o 12% (v/v) con montmorillonita o caolinita en una sala de crecimiento de plantas y de plantas cultivadas hasta la madurez en campo. La presencia de la toxina en el suelo de la rizosfera se determinó mediante ensayos inmunológicos y larvicidas. No se detectó toxina en ningún suelo de maíz isogénico no Bt o sin plantas. La persistencia de la toxina fue aparentemente el resultado de su unión a partículas tensoactivas en los suelos, lo que redujo la biodegradación de la toxina. La liberación de la toxina podría mejorar el control de las plagas de insectos o constituir un peligro para los organismos no blanco, incluida la microbiota del suelo, y aumentar la selección de insectos diana resistentes a las toxinas.

The insecticidal toxin encoded by the cry1Ab gene from Bacillus thuringiensis was released in root exudates from transgenic Bt corn during 40 days of growth in soil amended to 0, 3, 6, 9, or 12% (v/v) with montmorillonite or kaolinite in a plant growth room and from plants grown to maturity in the field. The presence of the toxin in rhizosphere soil was determined by immunological and larvicidal assays. No toxin was detected in any soils from isogenic non-Bt corn or without plants. Persistence of the toxin was apparently the result of its binding on surface-active particles in the soils, which reduced the biodegradation of the toxin. The release of the toxin could enhance the control of insect pests or constitute a hazard to nontarget organisms, including the microbiota of soil, and increase the selection of toxin-resistant target insects.

Recientemente demostramos que la protoxina Cry1Ac recombinante de Bacillus thuringiensis es un potente inmunógeno sistémico y mucoso. En este estudio comparamos los efectos adyuvantes de Cry1Ac y la toxina del cólera (CT) para el antígeno de superficie de la hepatitis B (HBsAg) y la albúmina sérica bovina (BSA). Las respuestas de anticuerpos de secreciones intestinales y suero se determinaron por ELISA en ratones Balb/c inmunizados por vía intragástrica (IG) o intraperitoneal (IP). Cuando se administró HBsAg a través de IG, la respuesta intestinal anti-HBsAg no mejoró ni con Cry1Ac ni con CT, mientras que a través de IP Cry1Ac aumentó la respuesta de inmunoglobulina (Ig)G intestinal anti-HBsAg y CT aumentó las respuestas intestinales de IgA e IgM. Los anticuerpos séricos anti-BSA aumentaron cuando se coadministró BSA con CT o Cry1Ac por ambas vías. La toxina del cólera y Cry1Ac coadministrados por vía IP aumentaron la respuesta de IgG anti-BSA en el líquido del intestino grueso y la CT también aumentó ligeramente las respuestas de IgA e IgM. Cuando se coadministraron vía IP, CT y Cry1Ac no afectaron significativamente la respuesta IgG anti-BSA del intestino delgado. Concluimos que Cry1Ac es un adyuvante mucoso y sistémico tan potente como CT que mejora principalmente las respuestas de anticuerpos IgG séricos e intestinales, especialmente en el intestino grueso, y sus efectos dependen de la vía y el antígeno utilizado. Estas características hacen que Cry1Ac tenga un uso potencial como vehículo y/o adyuvante en vacunas mucosales y parenterales.

Recently we demonstrated that recombinant Cry1Ac protoxin from Bacillus thuringiensis is a potent systemic and mucosal immunogen. In this study we compared the adjuvant effects of Cry1Ac and cholera toxin (CT) for the hepatitis B surface antigen (HBsAg) and bovine serum albumin (BSA). The antibody responses of intestinal secretions and serum were determined by ELISA in Balb/c mice immunized through the intragastric (IG) or intraperitoneal (IP) routes. When HBsAg was administered via IG, the anti-HBsAg intestinal response was not enhanced by either Cry1Ac or CT, whereas via IP Cry1Ac increased the anti-HBsAg intestinal immunoglobulin (Ig)G response and CT increased the intestinal IgA and IgM responses. Serum anti-BSA antibodies increased when BSA was co-administered with CT or Cry1Ac by both routes. Cholera toxin and Cry1Ac co-administered via IP increased the IgG anti-BSA response in fluid of the large intestine and CT also increased the IgA and IgM responses slightly. When co-administered via IP, CT and Cry1Ac did not affect the IgG anti-BSA response of the small intestine significantly. We conclude that Cry1Ac is a mucosal and systemic adjuvant as potent as CT which enhances mostly serum and intestinal IgG antibody responses, especially at the large intestine, and its effects depend on the route and antigen used. These features make Cry1Ac of potential use as carrier and/or adjuvant in mucosal and parenteral vaccines.

Se realizaron experimentos de alimentación en el laboratorio con diversos órdenes de insectos herbívoros (Lepidóptera, Coleóptera, Homóptera) utilizando endotoxinas de Bacillus thuringiensis, CryIA (c) y CryIIA. Los datos de mortalidad obtenidos indican susceptibilidad específica de especies de los insectos a las toxinas, por lo que los hábitos alimenticios del animal parecen jugar un papel insignificante. Se estableció por primera vez un efecto inesperado y severamente dañino de CryIIIA en las orugas. Al calcular diversos índices de desarrollo y nutrición, se pudo demostrar que el crecimiento retardado de los insectos analizados no solo se debe a una alimentación reducida, sino también a una menor utilización de alimentos que contienen una endotoxina. Parece ser que el sitio de operación y almacenamiento o degradación completa de las endotoxinas es el intestino del insecto ya que ni las toxinas y ni sus productos de degradación pueden ser detectados por medio de electroforesis en gel, hasta ahora, en heces, hemolinfa ni en el cuerpo graso respectivamente. Un efecto de alteración de las toxinas en el patrón de la microbiota intestinal se indica desde los primeros exámenes pero este confirmarse. Finalmente, se discute la aplicabilidad de estos ensayos en los exámenes correspondientes de plantas transgénicas que producen la toxina de B. thuringiensis.

Feeding experiments using the Bacillus thuringiensis δ‐endotoxins, CryIA(c) and CryIIIA, were conducted with herbivorous insects from various orders (Lepidoptera, Coleoptera, Homoptera) in the laboratory. The mortality data obtained indicate a species‐specific susceptibility of the insects to the toxins whereby the feeding habits of the given animal seem to play a negligible part. An unexpected, severely damaging effect of CryIIIA on caterpillars was established, for the first time. By computing various development and nutritional indices it could be shown that retarded growth of the insects tested may not only be traced back to reduced feeding but also to a decreased utilization of food containing an endotoxin. The insect gut seems to be the site of operation and of storage or complete degradation of the endotoxins because neither in the faeces nor in the haemolymph and fat body, could the toxins and their degradation products, respectively, be detected hitherto by means of gel electrophoreses. An altering effect of the toxins on the gut‐microflora pattern is indicated from the first examinations but has to be further confirmed. Finally the applicability of these trials in corresponding examinations of transgenic plants producing B. thuringiensis toxin is dicussed.

Aunque los riesgos para la salud de los plaguicidas que contienen Bacillus thuringiensis (Bt) han sido mínimos, no se ha evaluado la posible alergenicidad de estos organismos. Por lo tanto, se realizó una encuesta de salud en trabajadores agrícolas antes y después de la exposición a pesticidas Bt. Se evaluó a trabajadores agrícolas que recogieron vegetales que requerían rociado con pesticidas Bt antes de la operación de rociado inicial (n = 48) y 1 y 4 meses después (n = 32 y 20, respectivamente). También se evaluaron dos grupos de trabajadores con exposición baja (n = 44) y media (n = 34) no expuestos directamente a la fumigación con Bt. La investigación incluyó cuestionarios, lavados nasales/bucales, evaluación de la función ventilatoria y pruebas cutáneas para aeroalérgenos autóctonos y para una variedad de preparaciones vegetativas y de esporas de Bt. Para autenticar la exposición al organismo presente en la preparación comercial, se analizaron aislados de muestras de lavado para genes Bt mediante hibridación ADN-ADN. Se ensayaron las respuestas de anticuerpos humorales de inmunoglobulina G (IgG) e inmunoglobulina E (IgE) a extractos de esporas y Bt vegetativo. No hubo evidencia de síntomas respiratorios relacionados con el trabajo. Las pruebas de punción cutánea positivas a varios extractos de esporas se observaron principalmente en trabajadores expuestos. En particular, hubo un aumento significativo (p < 0,05) en el número de pruebas cutáneas positivas para extractos de esporas 1 y 4 meses después de la exposición al aerosol Bt. El número de respuestas positivas a las pruebas cutáneas también fue significativamente mayor en los trabajadores de exposición alta (p < 0,05) que en los de exposición baja o media. La mayoría de los cultivos de lavado nasal de los trabajadores expuestos dieron positivo para el organismo comercial Bt, como lo demostraron las pruebas genéticas moleculares específicas. Los anticuerpos IgE específicos estaban presentes en más trabajadores de alta exposición (p < 0,05) que en los grupos de baja y media. Los anticuerpos IgG específicos ocurrieron más en el grupo de exposición alta (p < 0.05) que en el de exposición baja. Los anticuerpos IgG e IgE específicos contra organismos vegetativos estaban presentes en todos los grupos de trabajadores. La exposición a los aerosoles de Bt puede provocar una sensibilización alérgica de la piel y la inducción de anticuerpos IgE e IgG, o ambos.

Although health risks to pesticides containing Bacillus thuringiensis (Bt) have been minimal, the potential allergenicity of these organisms has not been evaluated. Therefore, a health survey was conducted in farm workers before and after exposure to Bt pesticides. Farm workers who picked vegetables that required Bt pesticide spraying were evaluated before the initial spraying operation (n = 48) and 1 and 4 months after (n = 32 and 20, respectively). Two groups of low- (n = 44) and medium- (n = 34) exposure workers not directly exposed to Bt spraying were also assessed. The investigation included questionnaires, nasal/mouth lavages, ventilatory function assessment, and skin tests to indigenous aeroallergens and to a variety of Bt spore and vegetative preparations. To authenticate exposure to the organism present in the commercial preparation, isolates from lavage specimens were tested for Bt genes by DNA-DNA hybridization. Humoral immunoglobulin G (IgG) and immunoglobulin E (IgE) antibody responses to spore and vegetative Bt extracts were assayed. There was no evidence of occupationally related respiratory symptoms. Positive skin-prick tests to several spore extracts were seen chiefly in exposed workers. In particular, there was a significant (p < 0.05) increase in the number of positive skin tests to spore extracts 1 and 4 months after exposure to Bt spray. The number of positive skin test responses was also significantly higher in high (p < 0.05) than in low- or medium-exposure workers. The majority of nasal lavage cultures from exposed workers was positive for the commercial Bt organism, as demonstrated by specific molecular genetic probes. Specific IgE antibodies were present in more high-exposure workers (p < 0.05) than in the low and medium groups. Specific IgG antibodies occurred more in the high (p < 0.05) than in the low-exposure group. Specific IgG and IgE antibodies to vegetative organisms were present in all groups of workers. Exposure to Bt sprays may lead to allergic skin sensitization and induction of IgE and IgG antibodies, or both.

La bacteria del suelo formadora de esporas Bacillus thuringiensis produce cuerpos de inclusión paraesporales compuestos por δ-endotoxinas también conocidas como proteínas Cry, cuya resistencia a la proteólisis, estabilidad en pH altamente alcalino e inocuidad para los vertebrados las convierten en un candidato interesante para transportar epítopos relevantes en vacunas. El propósito de este estudio fue determinar la inmunogenicidad mucosal y sistémica en ratones de la protoxina Cry1Ac de B. thuringiensis HD73. Las formas cristalinas y solubles de la protoxina se administraron por vía intraperitoneal o intragástrica y se determinaron los anticuerpos anti-Cry1Ac de los principales isotipos en suero y fluidos intestinales. Las dos formas de protoxina Cry1Ac administradas por vía intraperitoneal indujeron una alta respuesta de anticuerpos sistémicos, sin embargo, solo la Cry1Ac soluble indujo una respuesta mucosa por vía intragástrica. Los niveles de anticuerpos séricos fueron más altos que los inducidos por la toxina del cólera. Las respuestas inmunitarias sistémicas se lograron con dosis de Cry1Ac soluble que oscilaban entre 0,1 y 100 μg por ambas vías, y el efecto máximo se obtuvo con las dosis más altas. Se detectaron niveles elevados de anticuerpos IgG anti-Cry1Ac en los fluidos del intestino delgado y grueso de ratones que recibieron el antígeno por vía IP. Estos datos indican que Cry1Ac es un potente inmunógeno sistémico y mucoso.

The spore-forming soil bacterium Bacillus thuringiensis produces parasporal inclusion bodies composed by δ-endotoxins also known as Cry proteins, whose resistance to proteolysis, stability in highly alkaline pH and innocuity to vertebrates make them an interesting candidate to carrier of relevant epitopes in vaccines. The purpose of this study was to determine the mucosal and systemic immunogenicity in mice of Cry1Ac protoxin from B. thuringiensis HD73. Crystalline and soluble forms of the protoxin were administered by intraperitoneal or intragastric route and anti-Cry1Ac antibodies of the major isotypes were determined in serum and intestinal fluids. The two forms of Cry1Ac protoxin administered by intraperitoneal route induced a high systemic antibody response, however, only soluble Cry1Ac induced a mucosal response via intragastric. Serum antibody levels were higher than those induced by cholera toxin. Systemic immune responses were attained with doses of soluble Cry1Ac ranging from 0.1 to 100 μg by both routes, and the maximal effect was obtained with the highest doses. High anti-Cry1Ac IgG antibody levels were detected in the large and small intestine fluids from mice receiving the antigen via IP. These data indicate that Cry1Ac is a potent systemic and mucosal immunogen.

Se llevaron a cabo experimentos de alimentación en laboratorio para estudiar los efectos mediados por presas en una dieta artificial que contenía proteínas de Bacillus thuringiensis sobre Chrysoperla carnea inmadura. La toxina Cry1Ab activada y las protoxinas Cry1Ab y Cry2A se mezclaron en la dieta merídica estándar para larvas de Spodoptera littoralis (Boisduval) en las siguientes concentraciones; para la toxina Cry1Ab, se utilizaron dieta de 25, 50, 100 µg g-1 de dieta; para la protoxina Cry1Ab, la concentración se duplicó (50 µg g-1 de dieta, 100 µg g-1 de dieta y 200 µg g-1 de dieta) para dar niveles relativamente comparables de concentración de toxina. La protoxina Cry2A se incorporó a la dieta meridica en una sola concentración (100 µg g-1 de dieta). Para el control no tratado, se añadió la cantidad equivalente al doble de agua destilada a la dieta meridica. Las larvas individuales de C. carnea se criaron en larvas de S. littoralis alimentadas con una de las respectivas dietas meridicas tratadas, descritas anteriormente. Los objetivos fueron cuantificar y comparar los efectos resultantes sobre la mortalidad y el tiempo de desarrollo de C. carnea con los observados en dos estudios previos que investigan los efectos de las plantas de maíz transgénicas productoras de toxina Cry1Ab y los otros efectos de estudio de la toxina Cry1Ab dada directamente como alimento a larvas de C. carnea. La mortalidad inmadura media total para larvas de crisópidos criados en presas alimentadas con B. thuringiensis siempre fue significativamente mayor que en el control (26%). La mortalidad inmadura total de C. carnea producida con la dieta de presas alimentadas con la toxina Cry1Ab 100 µg g-1 de dieta fue la más alta (78%) y disminuyó al disminuir la concentración de toxina. Las larvas de C. carnea expuestas a la protoxina Cry1Ab no mostraron una respuesta a la dosis. La mortalidad total mediada por presa de las larvas de crisópidos expuestos a la protoxina Cry1Ab fue intermedia (46–62%) a la toxina Cry1Ab expuesta (55–78%) y la protoxina Cry2A (47%) expuesta a C. carnea. De acuerdo con los estudios anteriores, el tiempo de desarrollo total de C. carnea no se vio afectado de manera consistente por los tratamientos con Bt, excepto en la concentración más alta de toxina Cry1Ab. Sin embargo, tanto la mayor mortalidad como el retraso en el desarrollo de C. carnea inmadura producida con la toxina Cry1Ab 100 µg g-1 en la dieta de presas pueden haberse confundido con un aumento de la intoxicación de larvas de S. littoralis que se observó a esa concentración. En todas las demás concentraciones de proteína de B. thuringiensis, S. littoralis no resultó letalmente afectada. El análisis comparativo de los resultados de este estudio con los de los dos estudios previos reveló que además de las interacciones presa/herbívoro por B. thuringiensis, también existen interacciones presa/herbívoro por planta que contribuyen a la toxicidad observada en larvas de S. littoralis alimentadas con B. thuringiensis para C. carnea. Estos hallazgos demuestran que los estudios de nivel tritrófico son necesarios para evaluar la compatibilidad a largo plazo de las plantas insecticidas con importantes enemigos naturales.

Laboratory feeding experiments were carried out to study prey-mediated effects of artificial diet containing Bacillus thuringiensis proteins on immature Chrysoperla carnea. Activated Cry1Ab toxin and the protoxins of Cry1Ab and Cry2A were mixed into standard meridic diet for Spodoptera littoralis (Boisduval) larvae at the following concentrations; for Cry1Ab toxin, 25, 50, 100 µg g−1 diet were used; for Cry1Ab protoxin, the concentration was doubled (50 µg g−1 diet, 100 µg g−1 diet and 200 µg g−1 diet) to give relative comparable levels of toxin concentration. Cry2A protoxin was incorporated into the meridic diet at one concentration only (100 µg g−1 diet). For the untreated control, the equivalent amount of double distilled water was added to the meridic diet. Individual C. carnea larvae were raised on S. littoralis larvae fed with one of the respective treated meridic diets described above. The objectives were to quantify and compare the resulting effects on mortality and development time of C. carnea with those observed in two previous studies investigating prey-mediated effects of transgenic Cry1Ab toxin-producing corn plants and the other studying effects of Cry1Ab toxin fed directly to C. carnea larvae. Mean total immature mortality for chrysopid larvae reared on B. thuringiensis-fed prey was always significantly higher than in the control (26%). Total immature mortality of C. carnea reared on Cry1Ab toxin 100 µg g−1 diet-fed prey was highest (78%) and declined with decreasing toxin concentration. Cry1Ab protoxin-exposed C. carnea larvae did not exhibit a dose response. Prey-mediated total mortality of Cry1Ab protoxin-exposed chrysopid larvae was intermediate (46–62%) to Cry1Ab toxin exposed (55–78%) and Cry2A protoxin (47%) exposed C. carnea. In agreement with the previous studies, total development time of C. carnea was not consistently, significantly affected by the Bt-treatments except at the highest Cry1Ab toxin concentration. However, both highest mortality and delayed development of immature C. carnea raised on Cry1Ab toxin 100 µg g−1 diet – fed prey may have been confounded with an increased intoxication of S. littoralis larvae that was observed at that concentration. At all other B. thuringiensis protein concentrations S. littoralis was not lethally affected. Comparative analysis of the results of this study with those of the two previous studies revealed that in addition to prey/herbivore by B. thuringiensis interactions, also prey/herbivore by plant interactions exist that contribute to the observed toxicity of B. thuringiensis – fed S. littoralis larvae for C. carnea. These findings demonstrate that tritrophic level studies are necessary to assess the long-term compatibility of insecticidal plants with important natural enemies

Si bien se piensa que las plantas transformadas con material genético de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt) tienen un impacto insignificante en organismos no objetivo, las plantas de maíz Bt pueden representar un riesgo porque la mayoría de los híbridos expresan la toxina Bt en el polen, y el polen de maíz se dispersa al menos 60 metros por el viento. El polen de maíz se deposita en otras plantas cerca de los campos de maíz y puede ser ingerido por los organismos no objetivo que consumen estas plantas. En un ensayo de laboratorio, encontramos que las larvas de la mariposa monarca, Danaus plexippus, criadas en hojas de algodoncillo espolvoreadas con polen de maíz Bt, comieron menos, crecieron más lentamente y sufrieron mayor mortalidad que las larvas criadas en hojas espolvoreadas con polen de maíz sin transformar o en hojas sin polen.

Although plants transformed with genetic material from the bacterium Bacillus thuringiensis (Bt ) are generally thought to have negligible impact on non-target organisms1, Bt corn plants might represent a risk because most hybrids express the Bt toxin in pollen2, and corn pollen is dispersed over at least 60 metres by wind3. Corn pollen is deposited on other plants near corn fields and can be ingested by the non-target organisms that consume these plants. In a laboratory assay we found that larvae of the monarch butterfly, Danaus plexippus, reared on milkweed leaves dusted with pollen from Bt corn, ate less, grew more slowly and suffered higher mortality than larvae reared on leaves dusted with untransformed corn pollen or on leaves without pollen.

Se han llevado a cabo experimentos de alimentación en laboratorio con plantas de maíz transgénicas Bacillus thuringiensis kurstaki (Berliner) para estudiar los efectos de los herbívoros alimentados con B. thuringiensis (es decir, la presa) sobre el depredador Chrysoperla carnea Stephens. Las plantas hospedadoras eran un híbrido de maíz transgénico que expresaba (CrylAb) B. thuringiensis y el correspondiente híbrido de maíz sin transformar, libre de B. thuringiensis. Se usaron dos especies de presas diferentes en los experimentos, el barrenador europeo del maíz, Ostrinia nubilalis (Hübner) (plaga objetivo lepidóptera) y Spodoptera littoralis (Boisduval) (plaga lepidóptera no objetivo para B. thuringiensis). Los objetivos fueron cuantificar los efectos de las presas alimentadas con B. thuringiensis sobre el desarrollo inmaduro de crisópidos y determinar si los efectos observados fueron causados ​​por presas enfermas, subóptimas (efectos indirectos) o asociadas con causas relacionadas con B. thuringiensis (efectos directos). La mortalidad inmadura media total para las larvas de crisópidos criados en presas alimentadas con B. thuringiensis fue del 62% en comparación con el 37% cuando se crió sobre las presas libres de B. thuringiensis. No hubo diferencias significativas en la mortalidad entre las larvas de crisópidos criados en O. nubilalis alimentadas con B. thuringiensis o S littoralis alimentada con B. thuringiensis. De manera similar, no se detectó una diferencia significativa en la mortalidad cuando las larvas de crisópidos se criaron O. nubilalis en B. thuringiensis o S .littoralis sin B. thuringiensis. El tiempo de desarrollo de las larvas de crisópidos se prolongó cuando O. nubilalis alimentado con B. thuringiensis se administró a los predadores, pero no para S. littoralis alimentado con B. thuringiensis. Aunque algunos efectos adversos inadvertidos en S. littoralis pueden haber ocurrido debido al maíz de B. thuringiensis, nuestros resultados sugieren que la reducción de la condición física de las larvas de crisópidos se asociaron con B. thuringiensis. El tiempo de desarrollo prolongado de las larvas de crisópidos criados en O. nubilalis alimentados con B. thuringiensis fue probablemente debido a un efecto combinado de la exposición a B. thuringiensis y la deficiencia nutricional causada por presas enfermas.

Laboratory feeding experiments using transgenic Bacillus thuringiensis variety kurstaki (Berliner) corn plants have been carried out to study the effects of B. thuringiensis -fed herbivores (i.e., prey), on the predator Chrysoperla carnea Stephens. Host plants were a transgenic B. thuringiensis -expressing (CrylAb) corn hybrid and the corresponding untransformed, B. thuringiensis -free corn hybrid. Two different prey species were used in the experiments, the European corn borer, Ostrinia nubilalis (Hübner) (lepidopterous target pest), and Spodoptera littoralis (Boisduval) (lepidopterous nontarget pest for B. thuringiensis ). The objectives were to quantify the effects of B. thuringiensis -fed prey on chrysopid immature development and to determine whether observed effects were caused by sick, suboptimal prey (indirect effects) or associated with B. thuringiensis -related causes (direct effects). Mean total immature mortality for chrysopid larvae raised on B. thuringiensis -fed prey was 62% compared with 37% when raised on B. thuringiensis -free prey. There was no significant difference in mortality between chrysopid larvae reared on B. thuringiensis -fed O. nubilalis or B. thuringiensis -fed S. littoralis . Similarly, no significant difference in mortality was detected when chrysopid larvae were raised on B. thuringiensis -free O. nubilalis or B. thuringiensis -free S. littoralis . Development time of chrysopid larvae was prolonged when B. thuringiensis -fed O. nubilalis was given to the predators but not for B. thuringiensis -fed S. littoralis . Although some unnoticed adverse effects in S. littoralis may have occurred because of the B. thuringiensis corn, our results suggest that the reduced fitness of chrysopid larvae was associated with B. thuringiensis . The prolonged development time of chrysopid larvae raised on B. thuringiensis -fed O. nubilalis was probably because of a combined effect of B. thuringiensis exposure and nutritional deficiency caused by sick prey.