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

Esta revisión utiliza un método cuantitativo basado en datos para resumir la literatura publicada y revisada por pares sobre el impacto de las plantas modificadas genéticamente (GM) en los enemigos naturales de artrópodos en experimentos de laboratorio. El método es similar al meta análisis y, en contraste con un método simple de conteo de votos del autor utilizado por varias revisiones anteriores, proporciona un resumen objetivo, basado en datos, del conocimiento existente sobre estos efectos. Significativamente, se observaron más respuestas no neutrales de lo esperado aleatoriamente en el 75% de las comparaciones de grupos de enemigos naturales y clases de respuesta. Estas observaciones indican que las toxinas Cry y los inhibidores de la proteinasa a menudo tienen efectos no neutrales en los enemigos naturales. Esta síntesis identifica un sesgo continuo hacia estudios sobre algunas especies de depredadores, especialmente Chrysoperla carnea Stephens, que puede ser más sensible a las plantas insecticidas transgénicas (16.8% de las respuestas de parámetros cuantificadas fueron significativamente negativas) que los predadores en general (10.9 % de efectos negativos significativos sin C. carnea). Los parasitoides fueron más susceptibles que los depredadores a los efectos de las toxinas Cry y los inhibidores de la proteinasa, con menos efectos positivos (18.0%, efectos positivos significativos y no significativos combinados) que negativos (66.1%, efectos negativos significativos y no significativos combinados). Las plantas modificadas genéticamente pueden tener un efecto positivo en los enemigos naturales (el 4,8% de las respuestas fueron significativamente positivas), aunque los efectos negativos significativos (21,2%) fueron más comunes. Aunque hay datos sobre 48 especies de enemigos naturales, la base de datos aún está lejos de ser adecuada para predecir el efecto de una toxina Bt o un inhibidor de la proteinasa en los enemigos naturales.

This review uses a data-driven, quantitative method to summarize the published, peer-reviewed literature about the impact of genetically modiÞed (GM) plants on arthropod natural enemies in laboratory experiments. The method is similar to meta-analysis, and, in contrast to a simple author-vote counting method used by several earlier reviews, gives an objective, data-driven summary of existing knowledge about these effects. SigniÞcantly more non-neutral responses were observed than expected at random in 75% of the comparisons of natural enemy groups and response classes. These observations indicate that Cry toxins and proteinase inhibitors often have non-neutral effects on natural enemies. This synthesis identiÞes a continued bias toward studies on a few predator species, especially the green lacewing, Chrysoperla carnea Stephens, which may be more sensitive to GM insecticidal plants (16.8% of the quantiÞed parameter responses were signiÞcantly negative) than predators in general (10.9% signiÞcantly negative effects without C. carnea). Parasitoids were more susceptible than predators to the effects of both Cry toxins and proteinase inhibitors, with fewer positive effects (18.0%, signiÞcant and nonsigniÞcant positive effects combined) than negative ones (66.1%, signiÞcant and nonsigniÞcant negative effects combined). GM plants can have a positive effect on natural enemies (4.8% of responses were signiÞcantly positive), although signiÞcant negative (21.2%) effects were more common. Although there are data on 48 natural enemy species, the database is still far from adequate to predict the effect of a Bt toxin or proteinase inhibitor on natural enemies.

Durante los últimos diez años, de acuerdo con el aumento del uso de alimentos genéticamente modificados (GM) para humanos y ganado, se han llevado a cabo una gran cantidad de estudios de alimentación. Sin embargo, la evidencia aún está lejos de demostrar si el consumo a largo plazo de alimentos GM representa un posible peligro para la salud humana o animal. Por lo tanto, este estudio fue diseñado para evaluar los efectos del maíz transgénico en las ratas que fueron alimentadas durante tres generaciones con maíz GM o su contraparte convencional. Se obtuvieron muestras de tejido de estómago, duodeno, hígado y riñón para exámenes histopatológicos. Se calculó el diámetro medio de los glomérulos, el grosor de la corteza renal y el volumen glomerular y se determinó el número de animales afectados/número de animales examinados para la histopatología hepática y renal. Se determinaron las cantidades de urea, nitrógeno ureico, creatinina, ácido úrico, proteína total, albúmina y globulina; Las actividades enzimáticas de aspartato aminotransferasa, alanina aminotransferasa, fosfatasa alcalina, gamma glutamiltransferasa, creatina quinasa y amilasa se midieron en muestras de suero. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en los pesos relativos de los órganos de las ratas dentro de los grupos, pero hubo algunos cambios histopatológicos mínimos en el hígado y los riñones. Los cambios en los niveles de creatinina, proteína total y globulina también se determinaron en análisis bioquímicos.

For the last ten years, in accordance with the increased use of genetically modified (GM) foods for human and livestocks, a large number of feeding studies have been carried out. However, the evidence is still far from proving whether the long-term consumption of GM foods posses a possible danger for human or animal health. Therefore, this study was designed to evaluate the effects of transgenic corn on the rats that were fed through three generations with either GM corn or its conventional counterpart. Tissue samples of stomach, duodenum, liver and kidney were obtained for histopathological examinations. The average diameter of glomeruli, thickness of renal cortex and glomerular volume were calculated and number of affected animals/number of examined animals for liver and kidney histopathology were determined. Amounts of urea, urea nitrogen, creatinine, uric acid, total protein, albumin and globulin were determined; enzyme activities of aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, alkaline phosphatase, gamma glutamyltransferase, creatine kinase and amylase were measured in serum samples. No statistically significant differences were found in relative organ weights of rats within groups but there were some minimal histopathological changes in liver and kidney. Changes in creatinine, total protein and globulin levels were also determined in biochemical analysis.

La siembra generalizada de maíz transgénico que contiene endotoxinas Cry de Bacillus thuringiensis (Bt) en sus tejidos para el control de plagas de insectos aumenta la posibilidad de influencia en muchas especies no objetivo, incluidas las especies de Chrysopidae que se alimentan de polen. Este estudio se realizó para evaluar los parámetros de adecuación asociados con la longevidad, la fecundidad y la viabilidad de los huevos de adultos de Chrysoperla plorabunda (Fitch) (Neuroptera: Chrysopidae) cuando se alimentaron con polen de maíz Bt. Los productos Bt probados con sus respectivasno Bt casi isolínico fueron Evento 176 (Cry1Ab), MON810 (Cry1Ab) y TC1507 (Cry1F). Las hembras alimentadas con polen del Evento 176 vivieron significativamente más tiempo que las alimentadas con polen de no Bt casi isolínico. Los machos alimentados con polen de TC1507 mostraron una tendencia a vivir más que los machos alimentados con su polen no Bt casi isolínico, pero no hubo diferencia entre las hembras con respecto a este evento. El número medio de huevos producidos por hembra por día fue significativamente menor para los que recibieron polen MON810 en comparación con las hembras alimentadas con polen no Bt casi isolínico. La producción total de huevos fue significativamente menor para las hembras alimentadas con polen MON810 en comparación con las hembras alimentadas con polen no Bt casi isolínico.

The widespread planting of transgenic corn containing Bacillus thuringiensis (Bt) Cry endotoxin in its tissues for insect pest control raises the potential for influence on many non-target species including pollen-feeding species of Chrysopidae. This study was conducted to assess fitness parameters associated with longevity, fecundity, and egg viability of adult Chrysoperla plorabunda (Fitch) (Neuroptera: Chrysopidae) when fed Bt corn pollen. Bt products tested with their respective non-Bt near-isolines were Event 176 (Cry1Ab), MON810 (Cry1Ab), and TC1507 (Cry1F). Females fed pollen from Event 176 lived significantly longer than those fed pollen from its non-Bt near-isoline. Males fed pollen from TC1507 showed a trend for living longer than males fed its non-Bt near-isoline pollen, but there was no difference for females regarding this event. The mean number of eggs produced per female per day was significantly less for those fed MON810 pollen compared with females fed pollen from the non-Bt near-isoline. Total egg production was significantly less for females fed MON810 pollen vs. females fed pollen from its non-Bt near-isoline.

El objetivo del estudio fue examinar los efectos del cultivo transgénico apilado NK603 x MON810 en diferentes modelos de estudios de alimentación a largo plazo. Hasta el momento, no se han informado efectos negativos de las variedades de maíz GM en publicaciones revisadas por pares. Pero la hipótesis de que los efectos después de una exposición a largo plazo podrían volverse evidentes en estudios multigeneracionales rara vez se ha investigado. En este estudio se utilizaron tres diseños, incluido un estudio multigeneracional (MGS), una evaluación reproductiva mediante reproducción continua (RACB) y un estudio de alimentación a término (LTS), todos realizados con ratones de laboratorio (cepa OF1). Las dietas de prueba difirieron solo en cuanto a la inclusión de 33% de maíz NK603 x MON810 (GM) versus maíz no GM de una línea casi isogénica (ISO), ambos cultivados en condiciones idénticas en Canadá. El MGS también incluyó un grupo con maíz no transgénico cultivado en Austria (A REF). Todas las variedades de maíz utilizadas en MGS y LTS se cosecharon en 2005, el maíz transgénico e isogénico para RACB se cosechó en Canadá en 2007. En este caso no se utilizó maíz austriaco. En el MGS se realizaron investigaciones microscópicas y ultraestructurales para detectar cambios a nivel de órganos y células. Los patrones de expresión génica se compararon mediante perfiles de expresión de micromatrices del intestino como interfaz animal-alimento y mediante PCR en tiempo real. Los resultados de la MGS no mostraron diferencias estadísticamente significativas con respecto a la masa corporal de los padres. El número de hembras sin camadas disminuyó con el tiempo en el grupo GM e ISO, especialmente en la 4ª generación. En el grupo alimentado con maíz A REF, menos hembras quedaron sin camadas y, en consecuencia, se destetaron más cachorros. Los parámetros de producción promedio de tamaño y peso de la camada, así como el número de cachorros destetados, estuvieron a favor del grupo ISO. Estas diferencias también se observaron en el diseño RACB y fueron estadísticamente significativas en las camadas 3 y 4. Además, la variabilidad interindividual fue mayor en el grupo GM en comparación con los otros grupos. El LTS no mostró diferencias estadísticamente significativas en la supervivencia de 3 grupos de ratones alimentados con las diferentes variedades de maíz. En el MGS, las investigaciones continuas revelaron diferencias entre los grupos GM e ISO. La comparación de los pesos de los órganos no indicó efectos dietéticos dirigidos, a excepción de los riñones. La investigación histológica electrónica de los núcleos celulares reveló diferencias en cuanto a los centros fibrilares, los componentes fibrilares densos y la densidad de poros en los hepatocitos. Esto podría apuntar a un efecto del cultivo GM en los parámetros metabólicos. La inmunohistoquímica no reveló diferencias sistemáticas en células CD3, CD20 positivas y macrófagos en el tejido intestinal. Los microarrays mostraron diferencias entre los grupos de alimentación. Cuando los datos de ambos grupos de alimentación no GM de MGS se combinaron y compararon con el grupo de alimentación GM, la discriminación se hizo más evidente. Los análisis de las vías metabólicas indicaron que los grupos diferían en algunas vías importantes, incluida la vía de señalización de las interleucinas, la biosíntesis del colesterol y el metabolismo de las proteínas. Resumiendo los hallazgos de este estudio, se puede concluir que los estudios multigeneracionales, especialmente los basados ​​en el diseño RACB, son adecuados para revelar diferencias entre alimentos. El ensayo RACB mostró efectos reproductivos negativos relacionados con el tiempo del maíz GM bajo las condiciones experimentales dadas. El ensayo RACB con su diseño específico con el uso repetido de la generación parental es un factor biológico exigente para el organismo materno. En comparación con los resultados de los ensayos RACB, se puede suponer que el estrés fisiológico fue considerablemente menor en el ensayo MGS. El diseño de prueba de utilizar generaciones parentales jnewk en lugar de reproducción continua con la misma generación debe considerarse obviamente menos exigente. Esto podría haber enmascarado el impacto de los factores dietéticos en el desempeño reproductivo. Sin embargo, esta parte del experimento es valiosa como tal porque subraya la necesidad de diferentes diseños experimentales para la evaluación de los efectos dietéticos que tienen un impacto desconocido en los animales. El resultado de este estudio sugiere que los estudios futuros sobre la seguridad de los piensos y alimentos MG deberían incluir estudios de reproducción. Los rasgos fisiológicos y genómicos y, dependiendo de la naturaleza de la modificación genética, los métodos proteómicos y metabolómicos podrían tomarse en consideración como herramientas adicionales a las pruebas realizadas en este estudio.

The aim of the study was to examine effects of the stacked GM crop NK603 x MON810 in different models of long term feeding studies. So far no negative effects of GM corn varieties have been reported in peer-reviewed publications. But the hypothesis, that effects after long term exposure might become evident in multi-generation studies has rarely been investigated. In this study three designs were used, including a multi-generation study (MGS), a reproductive assessment by continuous breeding (RACB) and a life-term feeding study (LTS), all performed with laboratory mice (strain OF1). The test diets differed only as to the inclusion of 33% NK603 x MON810 corn (GM) versus nonGM corn of a near isogenic line (ISO), both grown under identical conditions in Canada. The MGS also included one group with a non GM corn cultivated in Austria (A REF). All corn varieties used in the MGS and LTS were harvested in 2005, the transgenic and isogenic corn for the RACB were harvested in Canada in 2007. No Austrian corn was used in this case. In the MGS microscopic and ultrastructural investigations were performed to detect changes at the organ and cell level. Gene expression patterns were compared by micro array expression profiles of the intestine as feed-animal interface and by real time PCR. The results of the MGS showed no statistically significant differences concerning parental body mass. The number of females without litters decreased with time in the GM and ISO group, especially in the 4th generation. In the group fed with A REF corn fewer females were without litters, and accordingly more pups were weaned. The production parameters average litter size and weight as well as number of weaned pups were in favour of the ISO group. These differences were also seen in the RACB design and were statistically significant in the 3rd and 4th litters. In addition, the inter-individual variability was higher in the GM group as compared to the other groups. The LTS showed no statistically significant differences in the survival of 3 groups of mice fed the different maize varieties. In the MGS the continuative investigations revealed differences between the GM and ISO groups. The comparison of organ weights did not indicate directed dietary effects, except for kidneys. The electron histological investigation of the cell nuclei revealed differences as to fibrillar centres, dense fibrillar components and the pore density in hepatocytes. This could point to an effect of the GM crop on metabolic parameters. Immunohistochemistry revealed no systematic differences in CD3, CD20 positive cells and macrophages in gut tissue. The microarrays showed differences between the feeding groups. When the data of both non-GM feeding groups from MGS were combined and compared to the GM feeding group, the discrimination became more evident. Analyses of metabolic pathways indicated, that the groups differed regarding some important pathways, including interleukin signalling pathway, cholesterol biosynthesis and protein metabolism. Summarizing the findings of this study it can be concluded, that multi-generation studies, especially based on the RACB design are well suited to reveal differences between feeds. The RACB trial showed time related negative reproductive effects of the GM maize under the given experimental conditions. The RACB trial with its specific design with the repeated use of the parental generation is a demanding biological factor for the maternal organism. Compared to the findings in the RACB trials it can be assumed that the physiological stress was considerably lower in the MGS trial. The trial design of using jnewk parental generations instead of continuous breeding with the same generation has to be considered as being obviously less demanding. This might have masked the impact of dietary factors on reproductive performance. However, this part of the experiment is valuable as such because it underlines the need for different experimental designs for the assessment of dietary effects that have an unknown impact on animals. The outcome of this study suggests that future studies on the safety of GM feed and food should include reproduction studies. Physiological and genomic traits and depending on the nature of the genetic modification proteomic and metabolomic methods might be taken into consideration as additional tools to the tests performed in this study.

Los cultivos Bt modificados genéticamente se utilizan cada vez más en todo el mundo, pero los efectos secundarios y, especialmente, los efectos subletales en insectos benéficos siguen siendo poco estudiados. Las abejas son insectos beneficiosos para los ecosistemas naturales y cultivados a través de la polinización. El objetivo del presente estudio fue evaluar los efectos potenciales de dos concentraciones de proteína Cry1Ab (3 y 5000 ppb) en abejas adultas jóvenes. Después de un bioensayo complementario, nuestros experimentos evaluaron los efectos del Cry1Ab en tres características principales de la vida de las abejas jóvenes adultas: (a) supervivencia de las abejas durante la exposición subcrónica al Cry1Ab, (b) comportamiento alimentario y (c) rendimiento del aprendizaje en el momento en que las abejas se convierten en forrajeras. El último efecto se probó utilizando el procedimiento de reflejo de extensión de la probóscide (PER). Los mismos efectos también se probaron utilizando un pesticida químico, imidacloprid, como referencia positiva. Las concentraciones probadas de proteína Cry1Ab no causaron efectos letales en las abejas. Sin embargo, el comportamiento de alimentación de las abejas se vio afectado cuando se expuso a la concentración más alta de proteína Cry1Ab, y las abejas se demoraron más en beber el jarabe contaminado. Además, las abejas expuestas a 5000 ppb de Cry1Ab tuvieron perturbaciones en el aprendizaje. Las abejas siguieron respondiendo a un olor condicionado incluso en ausencia de una recompensa de comida. Nuestros resultados muestran que los cultivos transgénicos que expresan la proteína Cry1Ab a 5000 ppb pueden afectar el consumo de alimentos o los procesos de aprendizaje y, por lo tanto, pueden afectar la eficiencia de forrajeo de las abejas. Las implicaciones de estos resultados se discuten en términos de los riesgos de los cultivos Bt transgénicos para las abejas.

Genetically modified Bt crops are increasingly used worldwide but side effects and especially sublethal effects on beneficial insects remain poorly studied. Honey bees are beneficial insects for natural and cultivated ecosystems through pollination. The goal of the present study was to assess potential effects of two concentrations of Cry1Ab protein (3 and 5000 ppb) on young adult honey bees. Following a complementary bioassay, our experiments evaluated effects of the Cry1Ab on three major life traits of young adult honey bees: (a) survival of honey bees during sub-chronic exposure to Cry1Ab, (b) feeding behaviour, and (c) learning performance at the time that honey bees become foragers. The latter effect was tested using the proboscis extension reflex (PER) procedure. The same effects were also tested using a chemical pesticide, imidacloprid, as positive reference. The tested concentrations of Cry1Ab protein did not cause lethal effects on honey bees. However, honey bee feeding behaviour was affected when exposed to the highest concentration of Cry1Ab protein, with honey bees taking longer to imbibe the contaminated syrup. Moreover, honey bees exposed to 5000 ppb of Cry1Ab had disturbed learning performances. Honey bees continued to respond to a conditioned odour even in the absence of a food reward. Our results show that transgenic crops expressing Cry1Ab protein at 5000 ppb may affect food consumption or learning processes and thereby may impact honey bee foraging efficiency. The implications of these results are discussed in terms of risks of transgenic Bt crops for honey bees.

Se estudiaron los efectos de la proteína Cry1Ab insecticida de Bacillus thuringiensis (Bt) en el nematodo Caenorhabditis elegans, con suelo de campos experimentales cultivados con maíz Bt transgénico (MON810) y con la proteína Cry1Ab tripsinizada expresada en Escherichia coli. El contenido de proteína Cry1Ab estaba por encima del límite de detección de una prueba ELISA en solo la mitad de las muestras de suelo obtenidas de parcelas transgénicas, con un rango de 0.19 a 1.31 ng g (-1) de peso seco. En un bioensayo de laboratorio, C. elegans se expuso a la rizosfera y el suelo a granel de campos con maíz isogénico o transgénico o a soluciones de proteína Cry1Ab (0, 24, 41, 63, 118 y 200 mg l (-1)) durante un período de 96 h, con el crecimiento y la reproducción como parámetros de prueba. La reproducción y el crecimiento de los nematodos se redujeron significativamente en rizosfera y en suelo del maíz Bt en comparación con el suelo del maíz isogénico y se correlacionaron significativamente con las concentraciones de la proteína Cry1Ab en las muestras del suelo. Además, la toxicidad de la proteína Cry1Ab pura para la reproducción y el crecimiento de C. elegans fue dependiente de la concentración. Dado que se produjo una inhibición significativa a concentraciones relativamente altas de la proteína Cry1Ab (41 mg l (-1)), los efectos de las muestras de suelo de maíz Bt no pudieron atribuirse directamente a la toxicidad de la proteína Cry1Ab. Los resultados demuestran que los bioensayos con el nematodo, C. elegans, proporcionan una herramienta prometedora para monitorear los efectos potenciales de las toxinas Bt en medios acuosos y suelos.

The effects of the insecticidal Cry1Ab protein from Bacillus thuringiensis (Bt) on the nematode, Caenorhabditis elegans, were studied with soil from experimental fields cultivated with transgenic Bt corn (MON810) and with trypsinized Cry1Ab protein expressed in Escherichia coli. The content of Cry1Ab protein was above the detection limit of an ELISA test in only half of the soil samples obtained from transgenic plots, ranging from 0.19 to 1.31 ng g(-1) dry weight. In a laboratory bioassay, C. elegans was exposed to rhizosphere and bulk soil from fields with isogenic or transgenic corn or to solutions of Cry1Ab protein (0, 24, 41, 63, 118, and 200 mg l(-1)) over a period of 96 h, with growth and reproduction serving as the test parameters. Nematode reproduction and growth were significantly reduced in rhizosphere and bulk soil of Bt corn compared with soil from isogenic corn and were significantly correlated with concentrations of the Cry1Ab protein in the soil samples. Moreover, the toxicity of pure Cry1Ab protein to the reproduction and growth of C. elegans was concentration-dependent. As significant inhibition occurred at relatively high concentrations of the Cry1Ab protein (41 mg l(-1)), the effects of the soil samples from Bt corn could not be assigned directly to the toxicity of the Cry1Ab protein. The results demonstrate that bioassays with the nematode, C. elegans, provide a promising tool for monitoring the potential effects of Bt toxins in aqueous medium and soils.

Para retrasar la evolución de la resistencia de los insectos a los cultivos transgénicos que producen toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt), en muchas regiones se requieren de áreas considerados como "refugios" cercanos de plantas hospedantes que no producen toxinas Bt. Estos refugios se esperan sean más efectivos para disminuir la resistencia cuando la concentración de toxina en los cultivos Bt es lo suficientemente alta como para matar a todos o casi todos los insectos heterocigotos para la resistencia. Sin embargo, el maíz Bt, Zea mays, introducido recientemente no cumple con este criterio de "dosis alta" para el control del gusano de la raíz del maíz occidental (GRMO), Diabrotica virgifera virgifera. En el invernadero se utilizó un método para criar GRMO en maíz transgénico que expresaba la proteína Cry3Bb1, en el que aproximadamente el 25% de las larvas no expuestas previamente sobrevivieron en relación con la supervivencia de isolina (en comparación con el 1-4% en el campo). Después de tres generaciones de larvas totales en maíz Bt (colonia de exposición constante), la supervivencia larval de GRMO fue equivalente en maíz Bt y maíz de isolina en ensayos de invernadero, y la CL50 fue 22 veces mayor para la colonia de exposición constante para la colonia de control en bioensayos de dieta con proteínas Cry3Bb1 en dieta artificial. Después de seis generaciones de selección en invernadero, la proporción de recuperación larvaria en maíz Bt a maíz isolina en el campo fue 11.7 veces mayor para la colonia de exposición constante que para la colonia de control. La eliminación de la selección durante seis generaciones no disminuyó la supervivencia en el maíz Bt en el invernadero. Los resultados sugieren que es posible una respuesta rápida a la selección en ausencia de apareamiento con escarabajos no expuestos, enfatizando la importancia de refugios efectivos para el manejo de la resistencia

To delay evolution of insect resistance to transgenic crops producing Bacillus thuringiensis (Bt) toxins, nearby refuges  of host plants not producing Bt toxins are required in many regions. Such refuges are expected to be most effective in slowing resistance when the toxin concentration in Bt crops is high enough to kill all or nearly all insects heterozygous for resistance. However, Bt corn, Zea mays, introduced recently does not meet this high-dose  criterion for control of western corn rootworm (WCR), Diabrotica virgifera virgifera. A greenhouse method of rearing WCR on transgenic corn expressing the Cry3Bb1 protein was used in which approximately 25% of previously unexposed larvae survived relative to isoline survival (compared to 1 4% in the field). After three generations of full larval rearing on Bt corn (Constant-exposure colony), WCR larval survival was equivalent on Bt corn and isoline corn in greenhouse trials, and the LC50 was 22-fold greater for the Constant-exposure colony than for the Control colony in diet bioassays with Cry3Bb1 protein on artificial diet. After six generations of greenhouse selection, the ratio of larval recovery on Bt corn to isoline corn in the field was 11.7-fold greater for the Constant-exposure colony than the Control colony. Removal from selection for six generations did not decrease survival on Bt corn in the greenhouse. The results suggest that rapid response to selection is possible in the absence of mating with unexposed beetles, emphasizing the importance of effective refuges for resistance management Transgenic crops producing Bacillus thuringiensis (Bt) toxins kill some key insect pests and can reduce reliance on insecticide sprays. Sustainable use of such crops requires methods for delaying evolution of resistance by pests. To thwart pest resistance, some transgenic crops produce 2 different Bt toxins targeting the same pest. This pyramid  strategy is expected to work best when selection for resistance to 1 toxin does not cause cross-resistance to the other toxin. The most widely used pyramid is transgenic cotton producing Bt toxins Cry1Ac and Cry2Ab. Cross-resistance between these toxins was presumed unlikely because they bind to different larval midgut target sites. Previous results showed that laboratory selection with Cry1Ac caused little or no cross-resistance to Cry2A toxins in pink bollworm (Pectinophora gossypiella), a major cotton pest. We show here, however, that laboratory selection of pink bollworm with Cry2Ab caused up to 420-fold cross-resistance to Cry1Ac as well as 240-fold resistance to Cry2Ab. Inheritance of resistance to high concentrations of Cry2Ab was recessive. Larvae from a laboratory strain resistant to Cry1Ac and Cry2Ab in diet bioassays survived on cotton bolls producing only Cry1Ac, but not on cotton bolls producing both toxins. Thus, the asymmetrical cross-resistance seen here does not threaten the efficacy of pyramided Bt cotton against pink bollworm. Nonetheless, the results here and previous evidence indicate that cross-resistance occurs between Cry1Ac and Cry2Ab in some key cotton pests. Incorporating the potential effects of such cross-resistance in resistance management plans may help to sustain the efficacy of pyramided Bt crops.

Este estudio evaluó la respuesta inmune intestinal y periférica al maíz modificado genéticamente (GM) en ratones en condiciones vulnerables. Los ratones destetados y viejos fueron alimentados con una dieta que contenía MON810 o su maíz de control parental o una dieta de gránulos que contenía maíz libre de transgénicos durante 30 y 90 días. El inmunofenotipo de los linfocitos intraepiteliales intestinales, del bazo y de la sangre de los ratones alimentados con maíz de control fue similar al de los ratones alimentados con gránulos. En comparación con el maíz de control, el maíz MON810 indujo alteraciones en el porcentaje de células T y B y de las subpoblaciones CD4+, CD8+, γδT y αβT de ratones destetados y viejos alimentados durante 30 o 90 días, respectivamente, en el intestino y sitios periféricos. También se encontró un aumento de IL-6, IL-13, IL-12p70 y MIP-1β en suero después de la alimentación con MON810. Estos resultados sugieren la importancia de la respuesta inmunitaria intestinal y periférica a la ingestión de cultivos transgénicos, así como la edad del consumidor en la evaluación de la seguridad de los transgénicos.

This study evaluated the gut and peripheral immune response to genetically modified (GM) maize in mice in vulnerable conditions. Weaning and old mice were fed a diet containing MON810 or its parental control maize or a pellet diet containing a GM-free maize for 30 and 90 days. The immunophenotype of intestinal intraepithelial, spleen, and blood lymphocytes of control maize fed mice was similar to that of pellet fed mice. As compared to control maize, MON810 maize induced alterations in the percentage of T and B cells and of CD4+, CD8+, γδT, and αβT subpopulations of weaning and old mice fed for 30 or 90 days, respectively, at the gut and peripheral sites. An increase of serum IL-6, IL-13, IL-12p70, and MIP-1β after MON810 feeding was also found. These results suggest the importance of the gut and peripheral immune response to GM crop ingestion as well as the age of the consumer in the GMO safety evaluation.

Los cultivos Bt transgénicos producen proteínas Cry insecticidas que se liberan al suelo en residuos vegetales, exudados de raíces y polen y que pueden afectar a los microorganismos del suelo. Como continuación de los estudios en el laboratorio y en una sala de crecimiento de plantas, se realizó un estudio de campo en la Estación Experimental Rosemount de la Universidad de Minnesota. Tres variedades de maíz Bt que expresan la proteína Cry1Ab, que es tóxica para el barrenador del maíz europeo (Ostrinia nubilalis Hübner), una variedad de maíz Bt que expresa la proteína Cry3Bb1, que es tóxica para el complejo del gusano de la raíz del maíz (Diabrotica spp.), y sus variedades casi isogénicas no-Bt fueron evaluadas por sus efectos sobre la diversidad microbiana mediante técnicas de placa de dilución clásica y moleculares (electroforesis en gel de gradiente de desnaturalización de la reacción en cadena de la polimerasa) y por las actividades de algunas enzimas (arilsulfatasas, fosfatasas ácidas y alcalinas, deshidrogenasas, y proteasas) implicadas en la degradación de la biomasa vegetal. Después de 4 años consecutivos de cultivo de maíz (2003-2006), no hubo, en general, diferencias estadísticamente significativas consistentes en el número de diferentes grupos de microorganismos, las actividades de las enzimas y el pH entre los suelos plantados con maíz Bt y no-Bt. Los números y tipos de microorganismos y actividades enzimáticas diferían con la estación y con las variedades de maíz, pero estas diferencias no estaban relacionadas con la presencia de las proteínas Cry en el suelo. La proteína Cry1Ab del maíz Bt (eventos Bt11 y MON810) se detectó en la mayoría de los suelos durante los 4 años, mientras que la proteína Cry3Bb1 no se detectó en los suelos del maíz Bt (evento MON863) que expresan el gen cry3Bb1.

Transgenic Bt crops produce insecticidal Cry proteins that are released to soil in plant residues, root exudates, and pollen and that may affect soil microorganisms. As a continuation of studies in the laboratory and a plant-growth room, a field study was conducted at the Rosemount Experiment Station of the University of Minnesota. Three Bt corn varieties that express the Cry1Ab protein, which is toxic to the European corn borer (Ostrinia nubilalis Hübner), and one Bt corn variety that expresses the Cry3Bb1 protein, which is toxic to the corn rootworm complex (Diabrotica spp.), and their near-isogenic non-Bt varieties were evaluated for their effects on microbial diversity by classical dilution plating and molecular (polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis) techniques and for the activities of some enzymes (arylsulfatases, acid and alkaline phosphatases, dehydrogenases, and proteases) involved in the degradation of plant biomass. After 4 consecutive years of corn cultivation (2003-2006), there were, in general, no consistent statistically significant differences in the numbers of different groups of microorganisms, the activities of the enzymes, and the pH between soils planted with Bt and non-Bt corn. Numbers and types of microorganisms and enzyme activities differed with season and with the varieties of corn, but these differences were not related to the presence of the Cry proteins in soil. The Cry1Ab protein of Bt corn (events Bt11 and MON810) was detected in most soils during the 4 yr, whereas the Cry3Bb1 protein was not detected in soils of Bt corn (event MON863) expressing the cry3Bb1 gene.

El maíz modificado genéticamente (GM) que expresa la toxina Bt Cry1Ab (maíz Bt) se analizó para determinar los efectos sobre la supervivencia, el crecimiento y la reproducción de la pulga de agua Daphnia magna, un artrópodo crustáceo utilizado comúnmente como organismo modelo en estudios ecotoxicológicos. En tres experimentos repetidos, D. magna se alimentó con maíz molido al 100% en suspensión, utilizando maíz GM o isogénico no modificado (MI). D. magna alimentada con maíz GM mostró un rendimiento físico significativamente reducido: la mortalidad fue mayor, una menor proporción de hembras alcanzó la maduración sexual y la producción total de huevos fue menor en comparación con D. magna alimentada con maíz isogénico MI. Llegamos a la conclusión de que la variedad probada de maíz Bt y su contraparte MI no tienen las mismas cualidades como fuentes de alimentos para este organismo modelo ampliamente utilizado. La combinación de la adecuación reducida combinado con el inicio temprano de la reproducción de D. magna alimentada con maíz Bt indica más un efecto tóxico que un valor nutricional más bajo del maíz GM.

Genetically modified (GM) maize expressing the Bt-toxin Cry1Ab (Bt-maize) was tested for effects on survival, growth, and reproduction of the water flea Daphnia magna, a crustacean arthropod commonly used as a model organism in ecotoxicological studies. In three repeated experiments, D. magna were fed 100% ground maize in suspension, using either GM or isogenic unmodified (UM) maize. D. magna fed GM-maize showed a significantly reduced fitness performance: The mortality was higher, a lower proportion of females reached sexual maturation, and the overall egg production was lower compared to D. magna fed UM isogenic maize. We conclude that the tested variety of Bt-maize and its UM counterpart do not have the same quality as food sources for this widely used model organism. The combination of a reduced fitness performance combined with earlier onset of reproduction of D. magna fed Bt-maize indicates a toxic effect rather than a lower nutritional value of the GM-maize.