Gentechgewassen: resistentie groeit, maar is beheersbaar

‘Vluchthavens’ voor plaagdieren onderdrukken bt-resistentie
Op ’s werelds akkers staat nu bijna een miljoen vierkante kilometer Bt-mais, Bt-katoen en Bt-soja, die dankzij genetische modificatie dodelijk is voor sommige rupsen en andere plaagdieren. Die ontwikkelen daar resistentie tegen, maar verstandig beheer kan dat flink vertragen, zodat deze Bt-gewassen nog jaren mee kunnen.

Sinds een jaar of twintig bestaan er zogeheten Bt-rassen van mais, katoen en soja. In deze gewassen zijn met genetische modificatie genen van de bacterie Bacillus thuringiensis ingebouwd. Deze genen zorgen voor de productie van een gifstof die sommige soorten rupsen doodt als ze van de bladeren eten. Daarom hoeven zulke gewassen niet meer met bestrijdingsmiddelen tegen plagen beschermd te worden.

Hoewel het Bt-gif voor bijna alle andere insecten en voor zoogdieren onschadelijk is, is het in Europa verboden zulke gewassen te telen. Echter, in de Verenigde Staten (VS), India en China zijn Bt-gewassen heel normaal. Er staat nu ongeveer een miljoen vierkante kilometer Bt-gewassen aangeplant, en als je meerekent dat er elk jaar (of vaker) opnieuw geplant wordt, is er in totaal zelfs al vier miljoen vierkante kilometer Bt-gewas aangeplant.

Bt gewassen
Groei van het gebruik van genetisch gemodificeerde Bt-gewassen, die giftig zijn voor plaaginsecten maar onschadelijk voor mensen.
Tabashnik, Nature Biotechnology

Niet voor eeuwig

De Bt-gewassen hebben voor een grote verandering in de landbouw gezorgd, met hogere opbrengsten en veel minder gebruik van bestrijdingsmiddelen. Maar geen enkele bestrijdingsmethode is voor eeuwig; de plaagrupsen kunnen resistent worden tegen het Bt-gif. Het eerste geval van resistentie is al in 2002 geconstateerd, en daarna vond men er ieder jaar meer.

In een overzichtsartikel in Nature Biotechnology inventariseren Bruce Tabashnik en Yves Carrière van de universiteit van Arizona de stand van zaken. In totaal zijn nu op zestien plekken, verspreid over de wereld, rupsen aangetroffen die resistent zijn tegen een Bt-gewas. Deze toename gaat vrijwel gelijk op met de toename in het totaal aantal vierkante kilometers Bt-gewas, met een vertraging van zes tot acht jaar.

Er zijn diverse Bt-genen, die elk een andere variant van het Bt-gif produceren. Sinds 1996 zijn daarom door Monsanto en andere producenten telkens nieuwe Bt-rassen ontwikkeld. Sommige produceren meerdere Bt-gifstoffen tegelijk. Niettemin blijft resistentie een probleem; er is nu geen Bt-katoen meer, die overal in India de vraatzucht van de roze bolworm, P. Gossypiella, kan weerstaan. In de VS en Brazilië zijn tegen sommige andere plaaginsecten geen commerciële Bt-gewassen meer beschikbaar. Tabashnik: “Of resistentie zich verspreidt, hangt van de omstandigheden af. Over het algemeen begint het lokaal, maar als er geen tegenmaatregelen worden genomen, kan het snel een groter gebied aantasten.”

Het feit dat in een land melding wordt gemaakt van resistentie, betekent nog niet dat alle populaties plaaginsecten in dat land resistent zijn en alle akkers met Bt-gewas weer met insecticiden behandeld moeten worden. Volgens Tabashnik is niet te zeggen voor hoeveel procent van de Bt-akkers dit momenteel geldt. Maar het is belangrijk om zulke uitbraken snel aan te pakken, want hoe langer je wacht, hoe moeilijker je de geest weer in de fles krijgt. “Als meer dan vijftig procent van de populatie resistent is, kan het percentage resistente individuen geleidelijk weer omlaag gaan als boeren stoppen met het verbouwen van Bt-gewassen. Maar het is moeilijk om het oorspronkelijke, lage niveau van resistentie weer terug te krijgen”, aldus Tabashnik.

Bt resistentie
Het aantal gevallen van resistentie van jaar tot jaar. Afhankelijk van het landbouwgebied en het soort plaaginsect, kan resistentie een lokaal fenomeen zijn, of zich over een heel land of continent verspreiden.
Tabashnik, Nature Biotechnology

Volgende generatie

Voor nu en de nabije toekomst is een vrij simpele methode om resistentie tegen te gaan heel belangrijk: het in stand houden van voldoende ‘vluchthavens’ (refuges) voor de plaaginsecten. Deze stukken land met niet-Bt-gewassen vormen een soort reservoirs met niet-resistente plaaginsecten, waardoor de kans op het ontstaan van volledig Bt-resistente rupsen sterk afneemt (zie kader).

Tabashnik en Carrière concluderen dat resistentie vooral optreedt in landen waar met de bestaande regels voor het aanleggen van vluchthavens de hand wordt gelicht. Overigens blijkt het principe van de vluchthaven ook op een heel ander manier nog te werken. Zo schrijven ze: ‘In de vallei van de Yangtse rivier in China hebben miljoenen boeren bij toeval een nieuwe mixed-zaad strategie toegepast, doordat ze zaad inzaaiden dat afkomstig is van een kruising tussen Bt-katoen en niet-Bt-katoen. Dit levert een vluchthaven op van een kwart niet-Bt-planten die willekeurig verspreid staan over akkers met Bt-katoen. Uit de analyse van elf jaar monitoring in zes provincies volgt, dat deze aanpak de resistentie van P. Gossypiella tegen Bt-katoen heeft vertraagd of zelfs teruggedraaid, terwijl de plaagbestrijding op peil bleef’.

Het is niet verrassend dat insecten ook tegen gen-tech gewassen resistentie kunnen ontwikkelen; het is gebleken dat dit proces verloopt volgens bekende evolutionaire principes. Maar daarom kan resistentie ook volgens evolutionaire principes bestreden worden, zoals door gemixte aanplant en vluchthavens. Ook is de volgende generatie genetisch gemodificeerde gewassen al in de maak. Die bestrijden plaaginsecten met een combinatie van diverse Bt-gifstoffen en RNAi-technologie (stukjes RNA die in het plaaginsect heel specifiek bepaalde genen blokkeren). Het arsenaal aan trucs om de zwakke plekken van plaaginsecten uit te buiten is voorlopig nog niet uitgeput.

Vluchthavens tegen Bt-resistentie

Een vluchthaven is een akker met niet-Bt-gewas, waar het desbetreffende plaaginsect nog wel van kan eten zonder dood te gaan. Omdat resistentie tegen een Bt-gifstof ontstaat door toevallige mutaties in het DNA, zal een rups vrijwel altijd maar in één van beide chromosomen een Bt-resistentiegen krijgen. Bt-resistentie is recessief, wat betekent dat alleen een rups die in beide chromosomen het Bt-resistentiegen heeft, volledig Bt-resistent is, en in staat op Bt-gewassen te overleven en zich voort te planten.

Dat kan eigenlijk alleen gebeuren als twee rupsen met elk één Bt-resistentiegen paren. Een kwart van de nakomelingen heeft dan in beide chromosomen het Bt-resistentiegen. Als dat gebeurt, ontstaat een rups die wel van het BT-gewas kan leven en zich daar bij gebrek aan concurrenten explosief zal vermenigvuldigen, zodat na een paar seizoenen de hele populatie resistent is.

Maar met een vluchthaven in de buurt, zullen rupsen met slechts één Bt-resistentiegen vaker paren met rupsen uit de vluchthaven, zonder Bt-resistentie gen. Hun nakomelingen hebben ook maar één Bt-resistentiegen, en zullen op het BT-gewas dus snel dood gaan. Dit maakt de kans op het ontstaan van rupsen met twee Bt-resistentiegenen kleiner, dus zal het langer duren eer volledige resistentie ontstaat. De praktijk heeft uitgewezen, dat een relatief kleine oppervlakte aan vluchthavens (5 – 10 procent) al effectieve bescherming kan bieden.

Bronnen

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, alle rechten voorbehouden
Meepraten over biotechnologie?
#biotechnologie