Avete mai visto una foglia mangiata dai parassiti delle piante? Che dire di un intero raccolto distrutto dagli insetti? I parassiti delle piante causano molti problemi agli agricoltori e ai giardinieri domestici. A causa di questo, hanno avuto molto poco ricorso diverso da spruzzare continuamente le loro piante con pesticidi. Sfortunatamente, alcuni di questi pesticidi comportano rischi per la salute per le persone che sono esposte a loro.,

È per questo motivo che gli scienziati sono costantemente alla ricerca di modi alternativi per affrontare i parassiti delle piante.

L’organismo Bt

Bt sta per Bacillus thuringiensis (Bt) un batterio comune del suolo così chiamato perché è stato isolato per la prima volta nella regione della Turingia in Germania.

Bt produce una proteina che paralizza le larve di alcuni insetti dannosi, tra cui il bollworm del cotone e le trivellatrici del mais asiatiche ed europee, che sono tutti parassiti delle piante comuni le cui infestazioni producono effetti devastanti su colture importanti.,

Modalità di azione

Quando ingerita dalla larva dell’insetto bersaglio, la proteina Bt viene attivata nella condizione alcalina dell’intestino e fora l’intestino centrale lasciando l’insetto incapace di mangiare. L’insetto muore entro pochi giorni.

È a causa della sua capacità di produrre la proteina insetticida che molte ricerche sono state fatte per sfruttare il valore agronomico dell’organismo. Ad oggi, ci sono più di 200 tipi di proteine Bt identificate con vari gradi di tossicità per alcuni insetti.

Tecnologia Bt precedente

Bt è facilmente coltivata per fermentazione., Pertanto, negli ultimi 50 anni, Bt è stato utilizzato come insetticida dagli agricoltori di tutto il mondo. L’agricoltura biologica, in particolare, ha beneficiato dell’insetticida Bt, in quanto è uno dei pochissimi pesticidi consentiti dagli standard biologici. L’insetticida viene applicato come spray o come applicazione a terra. Viene sia in granuli che in forma liquefatta.

L’efficienza di entrambe le applicazioni è piuttosto limitata, poiché gli organismi bersaglio spesso non entrano in contatto con l’insetticida poiché si trovano sul lato inferiore delle foglie o sono già penetrati nella pianta., Gli scienziati stanno lavorando per superare questo problema attraverso l’uso della moderna biotecnologia.

Tecnologia Bt moderna

Gli scienziati hanno preso il gene Bt responsabile della produzione della proteina insetticida dal batterio e lo hanno incorporato nel genoma delle piante. Pertanto, queste piante hanno un meccanismo integrato di protezione contro i parassiti mirati. La proteina prodotta dalle piante non viene lavata via, né viene distrutta dalla luce solare. La pianta è quindi protetta da bollworm o mais borer ventiquattro ore su ventiquattro, indipendentemente dalla situazione.,

Aspetti di sicurezza della tecnologia Bt

Effetti sulla salute umana
Quindi, quanto è sicura la proteina Bt per gli organismi non bersaglio? La specificità di Bt per i suoi insetti bersaglio è una delle caratteristiche che lo rendono un metodo ideale di controllo biologico dei parassiti. Infatti, diversi ceppi di Bt hanno una tossicità specifica per alcuni insetti bersaglio. La specificità si basa sul fatto che la tossicità della proteina Bt è mediata dal recettore. Ciò significa che per un insetto essere influenzato dalla proteina Bt, deve avere specifici siti recettoriali nel suo intestino dove le proteine possono legarsi., Fortunatamente, gli esseri umani e la maggior parte degli insetti benefici non hanno questi recettori.

Prima che le colture Bt siano immesse sul mercato, devono superare test normativi molto rigorosi, compresi quelli per la tossicità e l’allergenicità.

L’Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti (US-EPA) ha già somministrato valutazioni tossicologiche e le proteine Bt sono già state testate anche a dosaggi relativamente più elevati., Secondo l’Extension Toxicology Network (Extoxnet), un progetto di informazione sui pesticidi di diverse università negli Stati Uniti, “non sono state fatte lamentele dopo che 18 umani hanno mangiato un grammo di preparazione Bt commerciale al giorno per cinque giorni, a giorni alterni. Gli esseri umani che hanno mangiato un grammo al giorno per tre giorni consecutivi non sono stati avvelenati o infettati.”Inoltre, la proteina ha dimostrato di essere degradata rapidamente dal liquido gastrico umano in vitro (Extoxnet, 1996).,

Effetti sull’ambiente

Ecosistemi del suolo e acque sotterranee
La proteina Bt è moderatamente persistente nel suolo ed è classificata come immobile, in quanto non si muove, o percola, con le acque sotterranee. Non persiste particolarmente in condizioni di terreno acido e, se esposto alla luce solare, viene rapidamente distrutto a causa delle radiazioni UV.

Esperti indipendenti hanno condotto studi per studiare l’impatto delle colture Bt sugli organismi del suolo e su altre specie di insetti considerate benefiche in agricoltura., Non sono stati riscontrati effetti negativi sugli organismi del suolo non bersaglio, anche quando questi organismi sono stati esposti a quantità di Bt molto superiori a quelle che si verificherebbero effettivamente nelle condizioni naturali di coltivazione. Allo stesso modo, la ricerca condotta dall’US-EPA non ha rivelato cambiamenti nel microbiota del suolo in campi con materiale vegetale Bt o materiale vegetale convenzionale (Donegan, et al., 1995), o tra campi di colture Bt e non Bt (Donegan, et al., 1996).,

Animali e insetti
Nei test condotti su cani, porcellini d’india, ratti, pesci, rane, salamandre e persino uccelli, la proteina Bt non ha avuto effetti nocivi. È anche interessante notare che non sono stati trovati effetti tossici su insetti benefici o predatori, come api da miele e coleotteri (Extoxnet, 1996).

Nel 1999, è stato riferito che il polline del mais Bt ha avuto un impatto negativo sulle larve di farfalla monarca. Questa relazione ha sollevato preoccupazioni e domande sui rischi delle colture Bt su organismi non bersaglio., Studi recenti, tuttavia, mostrano che il mais Bt rappresenta una minaccia “trascurabile” per le farfalle monarca sul campo. Uno sforzo di ricerca collaborativa da parte di scienziati negli Stati Uniti e in Canada ha prodotto informazioni per sviluppare una valutazione formale del rischio dell’impatto del mais Bt sulle popolazioni di farfalle monarca. Hanno concluso che nella maggior parte degli ibridi commerciali, l’espressione Bt nel polline è bassa e gli studi di laboratorio e sul campo non mostrano effetti tossici acuti a qualsiasi densità di polline che si incontrerebbe nel campo.

Vantaggi delle colture Bt

Migliore gestione dei parassiti., Le colture Bt protette da insetti forniscono all’agricoltore una protezione per tutta la stagione contro diversi insetti nocivi e riducono o eliminano la necessità di spray insetticidi. Ciò elimina la perdita di rendimento che deriva dal controllo dei parassiti meno ottimale da parte degli insetticidi agricoli applicati e consente all’agricoltore più tempo per altri compiti di gestione dell’azienda agricola.

Riduzione dell’uso di insetticidi. Uno studio del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti ha riferito che 8,2 milioni di libbre di principi attivi di pesticidi sono stati eliminati dagli agricoltori che hanno piantato colture Bt nel 1998., Riduzioni significative sono state segnalate anche in Cina e Argentina, dove l’uso di cotone Bt ha comportato una riduzione del 60-70% dell’uso di pesticidi.

Maggiore rendimento netto. I costi di input più bassi contribuiscono spesso ad un rendimento netto più elevato rispetto alle colture convenzionali. I coltivatori di cotone Bt negli Stati Uniti hanno guadagnato un incremento di million 99 milioni a causa della diminuzione dei costi dei pesticidi e / o dell’aumento delle rese. Allo stesso modo, i coltivatori di cotone Bt in Argentina hanno riferito che Bt cotton ha generato un beneficio incrementale medio di $65.05/ha.

Condizioni migliorate per gli organismi non bersaglio., Poiché le colture Bt sono in grado di difendersi dai parassiti, l’uso di insetticidi chimici è significativamente ridotto, favorendo così la proliferazione di organismi benefici. Questi organismi benefici possono aiutare a controllare altri parassiti secondari, che spesso possono diventare un problema quando le popolazioni di predatori e parassiti sono ridotte da insetticidi convenzionali ad ampio spettro.

Meno micotossina nel mais. Oltre ad essere efficace contro i parassiti degli insetti, le colture Bt hanno minori incidenze di patogeni microbici opportunistici, come il fungo Fusarium., Questo fungo produce micotossine che possono essere mortali per il bestiame e anche causare il cancro negli esseri umani.

Gestione della resistenza agli insetti

Poiché le colture Bt sono in grado di esprimere a lungo la stagione la proteina Bt, è necessario adottare misure precauzionali per evitare lo sviluppo di resistenza agli insetti. Negli Stati Uniti, ad esempio, l’EPA di solito richiede una “zona cuscinetto”, o un rifugio strutturato di colture non Bt che viene piantato in prossimità delle colture Bt., La gestione della resistenza agli insetti (IRM) è considerata la chiave per un uso sostenibile dell’insetticida sia nelle colture geneticamente modificate che nelle formulazioni spray microbiche Bt.

Stato attuale della tecnologia Bt

Alla fine del 2018, si stima che 23,7 milioni di ettari di terreno siano stati piantati con colture contenenti il gene Bt. La seguente tabella mostra i paesi che hanno commercializzato colture Bt (con geni singoli e impilati) e i suoi prodotti, da 1996 a 2019.

Fonte: ISAAA GM Approval Database. http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/.,

Per i primi 22 anni di commercializzazione (1996-2016), i benefici delle colture resistenti agli insetti sono valutati a US billion 97.4 miliardi, 52.3% del valore globale delle colture biotech di US billion 186.1 miliardi; e per il solo 2016 a US billion 9.73 miliardi, 53.4% del valore globale delle colture biotech di US billion 18.2 miliardi.

Conclusione

Le colture Bt sono un’aggiunta al nostro arsenale di prodotti GM contro i parassiti delle piante. Con l’aumento della popolazione e la diminuzione dei seminativi, è necessario sfruttare tutte le opzioni con il minimo compromesso per produrre più raccolti., Se usato fianco a fianco con pratiche agricole adeguate, la tecnologia Bt insect resistance può portare molti benefici a colture, agricoltori e consumatori.

*Aggiornato a marzo 2020