Introducción
En el año 2004 fueron cultivadas en el mundo 272 millones
de hectáreas, de las cuales 81 millones (29,7 %) correspondieron
a cultivos transgénicos. Veintiún países hicieron
adopción de organismos vegetales genéticamente modificados
(OVGM), 6 de los cuales sembraron el 99 % de la superficie
mencionada: Estados Unidos, Argentina, Canadá, Brasil,
China y Sudáfrica (James, 2004).
La
tecnología Bt combinada con la ingeniería genética
de cultivos ha sido una de las aplicaciones más adoptadas
(15,6 millones de has, 19 % de las 81 millones de
has) en 2 cultivos mayores: maíz y algodón (James,
2004). Esta tecnología se basa en la expresión en
plantas de genes provenientes de Bacillus thuringiensis
(Berliner) (Bt), los cuales codifican proteínas
de control de insectos. Estas proteínas se caracterizan
por una elevada especificidad sobre el insecto blanco,
y en base a esta especificidad, a la caracterización
molecular e inmunológica se clasifican las más de
100 versiones de genes Cry y Cyt aislados
y estudiados (Para una revisión, ver de Maagd et
al, 2001). El sitio web
http://www.biols.susx.ac.uk/home/Neil_Crick
more/Bt/ exhibe una lista de los genes de Bacillus
thuringiensis (B.) con propiedades insecticidas.
Si bien Bacillus thuringiensis (B.) ha sido
utilizado como insecticida biológico desde mediados
del siglo pasado, el éxito de la expresión en plantas
se ha logrado cuando la transformación genética involucró
la inserción de versiones sintéticas de estos genes,
adaptando las secuencias nucleotídicas a los marcos
de lectura de las plantas receptoras (mayor contenido
de C y G, eliminación de secuencias responsables de
la inestabilidad y procesamiento del mRNA, eliminación
de secuencias ATTTA responsables de la poliadenilación
temprana del mensajero, etc.). Así se generaron y
autorizaron para la comercialización (hasta el momento)
3 eventos independientes de maíz transgénico Bt y
1 evento de algodón transgénico Bt (AGBIOS, 2004).
Estos eventos, además de diferir en la secuencia codificante
de la región truncada de la delta-endotoxina CryIA(b)
de Bacillus thuringiensis (B.) para controlar
insectos lepidópteros, responden a distintas construcciones
génicas, promotores y regiones codificantes (Figura
1). En todos los casos, el modo de acción de las proteínas
Bt se basa en la formación de poros líticos en las
membranas de las células del epitelio del intestino
medio de los insectos blanco (Schnepf et al,
1998), donde la toxina se une específicamente a glicolípidos
receptores presentes en éstos y en nematodes y ausentes
en vertebrados (Griffitts et al, 2005).
Figura
1: Estructuras de los genes introducidos
en los eventos transgénicas Bt de maíz
(MON180, E176, Bt11) y algodón (MON531)
presentes en mercado. |

|
REFERENCIAS:
p35S: Promotor CaMV35S; En35S:
estimulador transcripcional del CaMV35S; In
hsp70: intrón de la proteína
de shock térmico 70 de maíz; CryIA..syn:
gen sintético de la delta-endotoxina
de Bacillus thuringiensis (B.); pPEPC:
promotor de la PEPCarboxilasa de maíz;
pCDPK: promotor de una proteín-cinasa
dependiente de calcio de polen de maíz;
In9PEPC: intrón 9 de
la PEPCarboxilasa de maíz; T35S:
señal de poliadenilación del CaMV35S;
In IVS6: intrón 6 de la IVS
alcohol deshidrogenasa de maíz; T
nos: señal de poliadenilación
de la nopalina sintetasa de Agrobacterium
tumefaciens (Smith and Townsend); T-ß-C:
señal 3´de poliadenilación
del gen de la ß-conglicina de soja
(Fuente: AGBIOS, 2004). |
Ventajas
de la tecnología Bt
La
alta adopción de los cultivos Bt se debe a las ventajas
de los mismos respecto de los biocidas aplicados normalmente
y de los productos derivados de Bacillus thuringiensis
(B.). Entre esas ventajas está la expresión constante
de las proteínas Cry que, comparada con la aplicación
de plaguicidas y de productos derivados de B. thuringiensis
(B.), no estaría sujeta a distintos condicionamientos
como el momento de la aplicación, el lavado del producto
por precipitaciones y la inactivación del mismo por
exposición a la luz solar (en el caso de los productos
derivados de B. thuringiensis -B.-).
Otra
de las ventajas está constituida por la presencia
de proteínas Cry en partes de la planta donde los
plaguicidas químicos y biológicos no son capaces de
llegar, otorgando así un control más efectivo.
Además,
la especificidad de las toxinas presentes tanto en
los productos de B. thuringiensis (B.) como
en las plantas transgénicas, permite el control específico
de plagas que afectan el cultivo sin mostrar toxicidad
hacia otros integrantes del ecosistema (Betz et
al, 2000).
Otro
de los beneficios de la aplicación de esta tecnología
es la disminución de algunas micotoxinas en los granos
(en el caso del maíz Bt), sustancias producidas por
hongos con propiedades tóxicas para el hombre y animales.
Como resultado del daño que causan los insectos (especialmente
el barrenador del tallo y la isoca de la espiga) al
atacar el cultivo, las esporas de diferentes hongos
tienen acceso a los tejidos jóvenes del grano y la
espiga, donde proliferan y producen micotoxinas, siendo
las más comunes la fumonisina y la aflatoxina. En
la defensa contra insectos, las plantas transgénicas
no ofrecen heridas como puertas de infección de los
hongos, y por lo tanto la cantidad de fumonisina presente
en los granos de los híbridos Bt es hasta 10 veces
inferior que el mismo genotipo no transgénico (Masoero
et al, 1999; Munkvold et al, 1997,
1999; Clements et al, 2003). Asociado a este
beneficio, se observó una mayor tasa de conversión
de alimento a carne en pollos parrilleros cuando la
dieta contuvo granos de maíz transgénico Bt en comparación
con otra equivalente constituida por maíz no transgénico,
criados ambos lotes de pollos bajo las mismas condiciones
ambientales (Brake y Vlachos , 1998).
Impacto ambiental de la tecnología Bt
Desde
la aparición de las primeras plantas transgénicas
conteniendo genes de interés comercial surgió la necesidad
de medir el impacto ambiental de las mismas en los
sistemas de cultivo y en el ecosistema.
Internacionalmente se desarrollaron estrategias regulatorias
según las cuales cada evento transgénico en estudio
ó comercialmente disponible debe primero superar una
etapa de evaluación de riesgo ambiental antes de ser
desregulado, creándose distintos organismos evaluadores
del riesgo que los OVGMs generan (Jaffe, 2004).
En
este contexto, uno de los casos mejor estudiados lo
constituye la tecnología Bt, especialmente para dos
cultivos muy importantes, como el maíz y el algodón.
Entre los aspectos que involucran estos estudios enmarcados
en el impacto ambiental sobresalen los siguientes:
Invasividad de los cultivos genéticamente modificados.
La
introducción de nuevas características a los cultivos
podría brindarle a los mismos mejores cualidades
para la supervivencia en el medio ambiente, convirtiéndolos
así en potenciales malezas de otros cultivos (Dale
et al, 2002). En un estudio realizado en un
período de 10 años por Crawley et al (2001),
se evaluaron las capacidades de distintos eventos
transgénicos (dentro de ellos cultivos Bt) para convertirse
en malezas de los cultivos ó invasoras de hábitats
naturales. En ellos no se encontraron plantas que
poseyeran tales características, considerándose que
la capacidad de una planta para convertirse en maleza
no estaría regida únicamente por un solo gen, sino
que sería regida por al menos una docena de ellos
(Luby and McNichol, 1995). Así, para los maíces y
el algodón BT, no se ha detectado que la introducción
de estos genes provea de capacidad a la planta de
convertirse en maleza (AGBIOS, 2004).
Dispersión génica.
Ésta
puede ocurrir a través del polen desde un cultivo
modificado (por técnicas convencionales ó de ingeniería
genética) hacia otras plantas ó especies presentes
en el ecosistema. Es necesario tener en cuenta que
en el proceso de dispersión hacen falta que se cumplan
distintos requisitos como: migración del polen desde
el cultivo transgénico, influenciada por la longevidad
del polen y su forma de dispersión (viento, insectos
polinizadores, etc.); la sincronización de la floración
entre la planta dadora y la receptora del polen; la
compatibilidad sexual entre las plantas participantes
del proceso y la ecología de la especie receptora
(Dale et al, 2002; Stewart et al, 2003).
Se han encontrado muchos casos de transferencia génica
desde cultivos de valor agronómico desarrollados por
técnicas convencionales hacia malezas relacionadas
(Dale et al, 2002), mostrándose de esta manera
la factibilidad de ocurrencia de este fenómeno en
condiciones naturales.
Cabe
destacar que las plantas transgénicas no se diferencian,
salvo en los caracteres introducidos, respecto de
plantas provenientes de prácticas de mejoramiento
convencionales introducidas en el ambiente (Hokanson
et al, 1999) y que posibles casos de transferencia
génica entre cultivos genéticamente modificados y
malezas serían factibles.
En
el caso del maíz Bt, la resistencia a lepidópteros
podría pasar de éstos a parientes naturales (como
el Teosinte ó individuos del género Tripsacum)
si son cultivados en regiones donde se encuentran
presentes los mismos. Con el objetivo de preservar
las variedades naturales, el cultivo de híbridos GM
se encuentra prohibido en los centros de origen de
México desde 1998. Hacia finales del año 2001, Quist
y Chapella alertaron sobre la presencia e introgresión
de ADN proveniente de maíces transgénicos en razas
nativas de México. Si bien posteriormente se descartó
la hipótesis de la introgresión, no se desconocieron
casos de contaminación génica en esas regiones (Metz
y Fütterer, 2002; Kaplinsky et al, 2002). En
el caso del algodón, la transferencia génica de Gossypium
hirsutum (Linnaeus). a G. barbadense (Linnaeus)
es posible, pero este riesgo es bajo debido a la distribución
relativamente aislada de las especies de Gossypium
y a los distintos sistemas de fitomejoramiento.
Respecto de otras especies de Gossypium, la
incompatibilidad genómica recobra mayor importancia,
tal es el caso con G. tomentosum (Nutt) (AGBIOS,
2004).
Otra
forma de dispersión génica es la liberación de ADN
de las plantas a partir de material vegetal (hojas,
polen, frutos) en descomposición que se va depositando
en el suelo, ó de las raíces a partir de la descamación
de las mismas durante todo el ciclo de vida de la
planta (Tepfer et al, 2003). A pesar
de contribuir en baja proporción respecto del ADN
total presente en el suelo, el ADN liberado por estos
procesos puede permanecer por largos períodos dependiendo
de la capacidad que posea el mismo para estabilizarlo
por unión a ácidos húmicos, arcillas ó partículas
de arena (Creccio y Stotzky, 1998), del pH, de la
concentración de iones divalentes (Smalla et al,
2000) y de las cantidades de nucleasas presentes (Creccio
y Stotzky, 1998) producidas por distintos organismos.
Se ha comprobado que la mayoría del ADN liberado es
degradado en un período corto de tiempo, pudiendo
ser utilizado como fuente de energía por bacterias
presentes en el suelo (Tepfer et al, 2003),
y que sólo pequeñas cantidades permanecen en el mismo
(Widmer et al, 1996 y 1997, Gebhard y Smalla,
1999; Ceccherini et al, 2003), llegando a detectarse
fragmentos de ADN pertenecientes a plantas transgénicas
hasta dos años después de su cultivo (Gebhard y Smalla,
1999). Si bien se informó que el ADN liberado podría
ser tomado del suelo ó de los tejidos en descomposición
por bacterias e incorporado a sus genomas por recombinación
homóloga (de Vries y Wackernagel, 1998; Gebhard y
Smalla, 1998; Kay et al, 2002; Tepfer et
al, 2003), esos estudios provienen de laboratorios
con condiciones propicias para su ocurrencia (cepas
bacterianas competentes y plásmidos conteniendo secuencias
homólogas al ADN de la planta). Cuando se realizaron
estudios de transformación en suelo, las frecuencias
observadas fueron muy bajas (Gebhard y Smalla, 1999;
Nielsen et al, 2000; Kay et al, 2002),
concluyéndose que los procesos de transferencia de
ADN en suelo serían muy poco probables en la naturaleza
debido a la rápida degradación del ADN o al bajo número
de organismos competentes para la transformación (Tepfer
et al, 2003).
Expresión de la proteína Cry1A en plantas y su relación
con el medio ambiente.
Los
cultivos Bt son utilizados para el control específico
de artrópodos pertenecientes a tres órdenes distintos:
lepidópteros, dípteros y coleópteros. En el caso de
los maíces y el algodón Bt, la expresión de la proteína
Cry1A les confiere resistencia a lepidópteros como
Diatraea saccharalis (Fabricius), Heliothis
virescens (Fabricius), Helicoverpa zea (Boddie),
Platyedra gossypiella (Sound), etc.
En
un agro-ecosistema, además de los insectos blanco
de la toxina expresada, se presenta toda una red trófica
que incluye a artrópodos pertenecientes ó no a los
órdenes antes mencionados y que están en contacto
con los cultivos. Dentro de la red existen interacciones
(competencia, predación, parasitismo) entre estos
organismos, que pueden modificarse en respuesta a
alteraciones del agro-ecosistema al cual pertenecen
(Groot y Dicke, 2002). Una de las posibles alteraciones
es la presencia de plantas Bt, las cuales podrían
introducir las proteínas Cry en distintos niveles,
lo que está en función de la capacidad de cada evento
transgénico de producir la delta-endotoxina en diferentes
tejidos (Tabla 1).
Tabla
1: Expresión de proteína
CryIA en distintos tejidos, según los
eventos transgénicos. |

|
Fuente:
AGBIOS (2004), a excepción de (a) que
corresponde a Margarit et al. (2005,
enviado a publicación). |
La
adquisición de resistencia a las proteínas Cry por
los artrópodos blanco es probable debido a la exposición
continua a la que están sometidos en los cultivos
Bt. Esta presión selectiva llevaría a seleccionar
aquellos individuos en los cuales se presenten mutaciones
(recesivas) que afecten la acción de la toxina (eliminación
del sitio de unión de la misma) (Perefoen, 1997; de
Maagd et al, 1999). Por tal motivo se han desarrollado
estrategias para el retardo de la aparición de individuos
resistentes por medio de alta dosis de proteína Cry
expresada en las plantas y la aplicación de un refugio
consistente en un área lindante al cultivo transgénico
en la cual se cultiva el mismo híbrido, pero en este
caso no transgénico (Alstad y Andow, 1995; Rousch
y Shelton, 1997). De esta manera, con la implementación
de refugios, se crea una región donde individuos sensibles
pueden sobrevivir y cruzarse con individuos que hayan
adquirido la resistencia al estar expuestos a las
plantas transgénicas, y así generar individuos heterocigotas
que puedan ser controlados por las cantidades de proteínas
Cry expresadas (Alstad y Andow, 1995). Si bien en
ensayos de laboratorio se observaron casos de generación
de resistencias (Shelton et al, 2002), Fox
(2003) destacó la ausencia de informes de resistencias
para las proteínas Cry expresadas en plantas transgénicas
en condiciones de campo, salvo el correspondiente
a Plutella xylostella (Linnaeus) (Tabashnik,
1994). Estos datos sugieren que bajo condiciones naturales,
la efectividad de las estrategias de manejo de resistencias
es alta y que las predicciones basadas en ensayos
de laboratorio en espacios confinados y con cruzamientos
dentro de una población genéticamente aislada no son
las más adecuadas.
Dentro
de los artrópodos que no son blanco de la toxina,
se encuentran lepidópteros que pueden ser afectados
por la misma, otros insectos herbívoros, polinizadores,
predadores y parasitoides (Groot y Dicke, 2002). En
el caso de los Lepidópteros no blanco, éstos podrían
ser afectados por la
toxina
si consumieran distintos tejidos de las plantas transgénicas.
Uno de los casos más conocidos de lepidópteros afectados,
fue el informado por Losey et al (1999), quienes
observaron un menor peso y una mayor mortandad en
larvas de la mariposa monarca (Danaus plexippus
Linnaeus) alimentadas con plantas de Asclepias
curassavica (Linnaeus) (su alimento en la naturaleza)
contaminadas con polen derivado plantas transgénicas
de maíz del evento BT11, respecto de larvas alimentadas
con polen de las isolíneas no transgénicas. Posteriormente
a estas observaciones, varios grupos informaron sobre
la dinámica de dispersión del polen en maíz y su deposición
sobre A. curassiva (L.) (Pleasants et al,
2001; Stanley-Horn et al, 2001), las cantidades
de polen requeridas para cada uno de los eventos transgénicos
de maíz para lograr un efecto tóxico en larvas de
D. plexippus (L.) (Hellmich et al, 2001;
Zangerl et al, 2001) y los hábitos alimentarios
de D. plexippus (L.)
(Oberhauser et al, 2001). Todos
estos estudios mostraron que en los experimentos originales
de Losey et al (1999) no se habían tenido en
cuenta factores como la cantidad depositada de polen
sobre las hojas, la dinámica de alimentación de las
larvas de D. plexippus (L.) y los niveles de
expresión de la proteína Cry1Ab en cada uno de los
eventos. Se concluyó que para dos de los eventos transgénicos
de maíz (BT11 y MON810) los efectos del polen sobre
las larvas de D. plexippus (L.) serían casi
inexistentes, en tanto que en el evento 176 se observó
incidencia en el desarrollo y supervivencia de las
larvas de D. plexippus (L.) debido a la alta
expresión de la toxina en polen (Hellmich et al,
2001; Stanley-Horn et al, 2001). Se observaron
también efectos similares del evento 176 en otro insecto
lepidóptero, Papilio polyxenes (Fabricius),
el cual presentó altas tasas de mortandad al ser expuesto
a polen de este evento y no así de los otros dos (BT11
y MON810) (Zangerl et al, 2001). A pesar de
que el evento 176 presentó toxicidad para distintos
lepidópteros, se cree que la incidencia del mismo
en el ecosistema rural sería baja debido a la escasa
utilización del mismo (Shelton et al, 2002).
Además
de los lepidópteros, coleópteros y dípteros presentes,
en el agroecosistema se encuentran otros artrópodos
herbívoros (Homópteros, Hemípteros, Tisanópteros y
ácaros). La mayoría de ellos entraría en contacto
con la proteína Cry al consumir partes de la planta,
pudiendo quedar expuestos a la acción tóxica a pesar
de que la proteína expresada posee una alta especificidad
respecto de insectos lepidópteros y de que se desconoce
de la presencia del receptor en sus aparatos digestivos
(Groot y Dicke, 2002).
En
estudios sobre polinizadores, especialmente en el
caso de Apis melífera (Linnaeus), no se detectaron
efectos tóxicos de la proteína Cry producida por el
maíz Bt tanto en el caso de individuos adultos (Groot
y Dicke, 2002) como de larvas (Hanley et al,
2003) alimentadas con polen derivado de estas plantas.
Para
el caso de los parasitoides y predadores, los cuales
consumen varios herbívoros, no se observaron modificaciones
significativas en poblaciones de éstos al compararse
las mismas entre cultivos transgénicos y no transgénicos
(Orr y Landis, 1997; Pilcher et al,
997). Cuando se estudió el efecto de larvas de Ostrinia
nubilalis (Hübner) ó de Spodoptera litoralis
(Boisduval) alimentadas con maíces transgénicos
sobre un insecto predador de éstas (Chrysoperla
carnea Stephens), se observó un menor peso y una
mortandad mayor. A su vez, larvas de C. carnea
(S.) alimentadas con una dieta conteniendo proteína
Cry purificada también mostraron efectos negativos
sobre el desarrollo y la supervivencia (Hilbeck et
al, 1998). A pesar de mostrarse efectos negativos
de la proteína Cry sobre este organismo, éstos experimentos
fueron realizados en laboratorios, sin tener en cuenta
que las dosis utilizadas de proteína eran 30 veces
mayores a las alcanzadas en las plantas, que el predador
elige libremente las larvas que va a predar y que,
debido a que la alimentación de las larvas de O.
nubilalis (H.) se da en el interior de las plantas,
los individuos intoxicados con proteínas Cry1Ab no
estarían disponibles para el consumo por C. carnea
(S.)
(Dale et al, 2002).
Incorporación y persistencia de las proteínas Bt en
el suelo.
La
liberación de proteínas a partir de las plantas al
suelo puede ocurrir de dos formas. La primera de ellas
tiene que ver con la deposición y descomposición (propiciada
por una serie de organismos) de material vegetal en
el suelo, que llevaría a la liberación gradual de
proteínas hacia el mismo (Tapp y Stotzky, 1998; Losey
et al, 1999; Zwahlen et al, 2003).
La
otra forma de incorporación de proteínas al suelo
tiene que ver con el proceso de exudación radicular
de una serie de compuestos que le sirve a la planta
para muchos procesos (defensa, comunicación con microorganismos,
solubilización de metales, entre otros), entre los
que se encuentran las proteínas (Walker et al,
2003).
Los
residuos de los cultivos (Tapp y Stotzky, 1998; Zwahlen
et al, 2003), el polen (Losey et al,
1999) y los exudados de las raíces (Saxena et al,
1999, 2000, 2004; Margarit et al, 2005), son
fuentes de incorporación de proteína Cry1Ab en el
suelo. Saxena et al (1999) mostraron que plantas
transgénicas de maíz expresando el gen Cry1Ab eran
capaces de exudar la proteína de Bt hacia la rizosfera
en un proceso continuo durante el ciclo de vida de
la planta. La cantidad de esta proteína rizosecretada
varía con los eventos transgénicos, en función del
promotor que integra las construcciones génicas introducidas
en los mismos. Así, mientras el evento MON810 exuda
alrededor de 300 pg de proteína Bt / planta durante
las 5 primeras semanas, el evento E176 no registra
valores de exudación Cry en el mismo período (Margarit
et al, 2005).
La
permanencia de la proteína Bt en el suelo parece depender
de una serie de factores entre los que se destacan
la composición física del suelo, la actividad microbiológica
del mismo y factores abióticos como temperatura y
lluvias. Así, se ha observado proteína Cry1Ab en el
suelo por un período de 180 días luego de la liberación
por exudación (Saxena et al, 2001a), y por
un período de 350 días luego de la deposición del
material vegetal sobre suelo reconstituido y en condiciones
de laboratorio (Saxena et al, 2002). Zwahlen
et al (2003) observaron la presencia de proteínas
Cry1Ab por al menos 200 días desde la incorporación
de material vegetal derivado de plantas de maíz transgénicas
en suelos cubiertos de nieve durante el invierno suizo,
determinándose que la vida media de las mismas era
de 35 a 45 días. Estos valores se diferencian de los
observados por Sims y Berberich (1996), quienes estimaron
la vida media de las mismas en 1,5 días. Herman et
al (2001) y Head et al (2002) informaron
también una rápida degradación de la proteína Bt en
muestras de suelo obtenidas de campos cultivados con
algodón Bt. Margarit et al (2005) detectaron
bajos niveles de proteína Bt en muestras de suelo
cultivados tanto con maíces transgénicos como no transgénicos,
asignando el origen de la misma al Bacillus thuringiensis
(B.) habitante común del suelo más que al cultivo
transgénico. La prolongada persistencia de la proteína
Cry se debería a la capacidad de las mismas de adsorberse
sobre partículas con superficies activas como los
ácidos húmicos y arcillas (Tapp et al, 1994;
Koskella et al, 1997; Saxena et al,
2002), volviéndolas de esta manera estables frente
a la acción bacteriana. Koskella y Stotzky (1997)
estudiaron la estabilidad de la toxinas (purificadas
a partir del producto comercial ® Dipel ) cuando eran
sometidas, tanto en solución como unidas a partículas
de suelo, a la acción de un cultivo bacteriano mixto
conteniendo Proteus vulgaris (Hauser) y Enterobacter
aerogenes (Hormaeche and Edwards), observando
que en solución las toxinas eran degradadas y utilizadas
por los mismos rápidamente como fuente de carbono,
en tanto que las toxinas unidas a las partículas de
suelo eran capaces de resistir la acción microbiana
y de mantener su actividad tóxica en bioensayos con
larvas de Manduca sexta (Linnaeus) (Ream et
al, 1992). Sin embargo, las condiciones de experimentación
con muestras extraídas de lotes de producción parecen
indicar que la actividad microbiana es mayor, y como
consecuencia la estabilidad de la proteína Bt se reduce
sensiblemente (Margarit et al, 2005).
Debido
a que la proteína Cry debe ser ingerida por el insecto
para ejercer su acción tóxica, sólo aquellos organismos
que ingieran tierra conteniéndola estarían expuestos
a la misma. Así, Saxena et al (2001b) realizaron
estudios de impacto de la proteína liberada desde
las raíces (exudación) ó de restos vegetales sobre
lombrices de tierra (Lumbricus terrestres Linnaeus).
A pesar de observarse la presencia de la proteína
Cry en el tracto digestivo y en deyecciones de las
mismas, no se observó descenso en el peso ó aumento
en las tasas de mortandad de las lombrices. Tampoco
se observaron efectos de las proteínas Cry presentes
en tejidos incorporados al suelo sobre otros organismos
como el insecto descomponedor Porcellio scaber
(Latreille) ú otros microorganismos descomponedores
(Escher et al, 2000). Saxena et al (2001b)
realizaron estudios de impacto sobre nemátodos, protozoos,
bacterias y hongos, sin observarse cambios significativos
en las poblaciones. Donegan et al (1996) no
observaron efectos significativos en las poblaciones
microbianas y fúngicas presentes en cultivos de papas
que expresaban una proteína Cry derivada de B.
thuringiensis ssp. tenebrionis, en tanto
que Stotzky (2001) no observó cambios en las poblaciones
de bacterias (gram positivas y negativas), hongos
(levaduras y hongos filamentosos, incluyendo Zygomycetes,
Ascomycetes y Deuteromycetes) y algas (verdes y diatomeas).
Conclusiones
La
tecnología Bt incorporada como producto de la ingeniería
genética en el control de insectos que atacan cultivos
de interés comercial ha sido ampliamente adoptada
en el sector agropecuario. La evaluación del impacto
ambiental, enfocada desde diversos aspectos entre
los que se destacan la potencial aparición de nuevas
malezas, la pérdida de biodiversidad, la contaminación
de los centros de origen de las especies modificadas
genéticamente, el cambio de las frecuencias génicas
y la aparición de insectos resistentes generados por
una alta presión de selección de los cultivos modificados
genéticamente, indica que el uso de OVGMs conteniendo
genes de Bacillus thuringiensis (B.) no implica
un riesgo en el agroecosistema si se respetan las
normas de uso de los materiales autorizados para la
comercialización.
No
obstante las ventajas y bajo riesgo descriptos que
ofrecen los eventos Bt presentes en el mercado, la
ingeniería genética de plantas permite rediseñar el
genoma de las especies, y por lo tanto la misma rigurosidad
científica mencionada a lo largo de la presente revisión
debe ser aplicada a nuevos eventos transgénicos que
se pretendan introducir en los sistemas de producción
a los efectos de garantizar la inexistencia de impactos
desfavorables para el medio ambiente y la seguridad
alimentaria de la sociedad.
Bibliografía
AGBIOS
(Agriculture and Biotechnology Strategies). GMO
Database. 2004.
http://www.agbios.com/dbase.php
ALSTAD, D.N. y ANDOW, D.A. 1995. Managing the
evolution of insect resistance to transgenic plants.
Science 268: 1894-1896.
BETZ, F.S.; HAMMOND, B.G. y FUCHS, R.L. 2000. Safety and
advantages of Bacillus thuringiensis-protected plants to
control insect pests. Regulatory Toxicol. Pharmacol.,
32: 156–173.
BRAKE, J. y VLACHOS, D. 1998. Evaluation of
transgenic event 176 "Bt" corn in broiler chickens.
Poultry Sci., 77: 648-653.
CECCHERINI, M.T.; POTÉ, J.; KAY, E.; VAN TRAN, V.;
MARÉCHAL, J.; PIETRAMELLARA, P.; NANNIPIERI, P.; VOGEL,
T.M. y SIMONET, P. 2003. Degradation and
transformability of DNA from transgenic leaves. Appl.
Environ. Microbiol., 69: 673-678.
CLEMENTS, M.J.; CAMPBELL, K.W.; MARAGOS, C.M.;
PILCHER, C.; HEADRICK, J.M.; PATAKY, J.K. y WHITE, D.G.
2003. Influence of Cry1Ab protein and hybrid genotype on
fumonisin contamination and fusarium ear rot of corn.
Crop Sci., 43: 1283-1293.
CRAWLEY, M.J.; BROWN, S.L.; HAILS, R.S.; KOHN, D.D. y
REES, M. 2001. Biotechnology: transgenic crops in
natural habitats. Nature 409: 682–83.
CRECCHIO, C. y STOTZKY, G. 1998. Binding of DNA
on humic acids: effect on transformation of Bacillus
subtilis and resistance to DNase. Soil Biol. Biochem.,
30: 1060–1067.
DALE, P.A.; CLARKE, B. y FONTES, E.M.G. 2002.
Potential for the environmental impact of transgenic
crops. Nature Biotechnol., 20: 567-574.
DE MAAGD, R.A.; BOSCH, D. y STIEKEMA, W. 1999.
Bacillus thuringiensis toxin-mediated insect resistance
in plants. Trends Plant Sci., 4: 9-13.
DE MAAGD, R.A.; BRAVO, A. y CRICKMORE, N. 2001.
How Bacillus thuringiensis has evolved specific toxins
to colonize the insect world. Trends Genet., 17:
193-199.
DE VRIES, J. y WACKERNAGEL, W. 1998. Detection of
nptII (kanamycin resistance) genes in genomes of
transgenic plants by marker-rescue transformation. Mol.
Gen. Genet., 257: 606-613.
DONEGAN, K.; SCHALLER, D.; STONE, J.; GANIO, L.;
REED, G.; HAMM, P.; SEIDLER, R. 1996. Microbial
populations, fungal species diversity and plant pathogen
levels in field plots of potato plants expressing the
Bacillus thuringiensis var. tenebrionis endotoxin.
Transgenic Research, 5 (1): 25-35
ESCHER, N.; KÄCH, B.; NENTWIG, W. 2000.
Decomposition of transgenic Bacillus thuringiensis maize
by microorganisms and woodlice Porcellio scaber (Crustacea:
Isopoda). Basic Appl. Ecol., 1:161–69
FOX, J.L. 2003. Resistance to Bt toxin
surprisingly absent from pests. Nature Biotechnol., 21:
958-959.
GEBHARD, F. y SMALLA, K. 1998. Transformation of
Acinetobacter sp. strain BD413 by transgenic sugar beet
DNA. Appl. Environ. Microbiol., 64: 1550-1554.
GEBHARD, F. y SMALLA, K. 1999 Monitoring field
releases of genetically modified sugar beets for
persistence of transgenic plant DNA and horizontal gene
transfer. FEMS Microbiol. Ecol., 28: 261-272.
GRIFFITTS, J.S.; HASLAM, S.M.; YANG, T.; GARCZYNSKI,
S.F.; MULLOY, B.; MORRIS, H.; CREMER, P.S.; DELL, A.;
ADANG, M.J. y AROIAN, R.V. 2005. Glycolipids as
receptors for Bacillus thuringiensis crystal toxin.
Science 307: 922-925.
GROOT, A.T. y DICKE, M. 2002. Insect-resistant
transgenic plants in a multi-trophic context. Plant J,.
31: 387-406.
HANLEY, A.; HUANG, Z. y PETT, W.L. 2003. Effects
of dietary transgenic Bt corn pollen on larvae of Apis
mellifera and Galleria mellonella. J. Apicultural
Research 42: 77-81.
HEAD, G., SURBER, J.B.; WATSON, J.A.; MARTIN, J.W.;
DUAN, J.J. 2002. No Detection of Cry1Ac Protein in
Soil After Multiple Years of Transgenic Bt Cotton (Bollgard)
Use. Environ. Entomol., 31: 30-36.
HELLMICH, R.L.; SIEGFRIED, B.D.; SEARS, M.K.;
STANLEY-HORN, D.E.; DANIELS, M.J.; MATTILA, H.R.;
SPENCER, T.; BIDNE, K.G. y LEWIS, L.C. 2001. Monarch
larvae sensitivity to Bacillus thuringiensis purified
proteins and pollen. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98:
11925-11930.
HERMAN, R.A.; EVANS, S.L.;
SHANAHAN, D.M.; MIHALIAK, C.A.; BORMETT, G.A.; YOUNG,
D.L. y BUEHER, J.
2001. Rapid degradation of Cry1F delta-endotoxin in
soil. Environ. Entomol., 30: 642-644.
HILBECK,
A.;
MOAR, W.J.; PUSZTAI-CAREY, M.; FILIPPINI, A.M.; BIGLER,
F.
1998. Toxicity of Bacillus thuringiensis Cry1Ab toxin to
the predator Chrysoperla carnae. Environ. Entomol.,
27:1255–63
HOKANSON,
K.; HERON, D.; GUPTA, S.; KOEHLER, S.; ROSELAND, C.;
SHANTHARAM, S.; TURNER, J.; WHITE, J.; SCHECHTMAN, M.;
MCCAMMON, S. y BECH, R.
1999. The concept of familiarity and pest resistant
plants. Workshop on Ecological Effects of Pest
Resistance Genes in Managed Ecosystems. Bethesda, MD.
U.S.A. (January 31February 3, 1999). www.isb.vt.edu
JAFFE, G. 2004. Regulating transgenic crops: a
comparative analysis of different Regulatory processes.
Transgenic Research, 13:5-19.
JAMES, C. 2004. Executive summary: Global Status
of Commercialized Biotech/GM Crops: 2004. ISAAA Briefs
No. 32. ISAAA: Ithaca, NY.
KAPLINSKY, N.; BRAUN, D.; LISCH, D.; HAY, A.; HAKE,
S. y FREELING, M. 2002. Maize transgene results in
mexico are artefacts. Nature 416: 601.
KAY, E.; VOGEL, T.M.; BERTOLLA, F.; NALIN, R. y
SIMONET, P. 2002 In situ transfer of antibiotic
resistance genes from transgenic (transplastomic)
tobacco plants to bacteria. Appl. Environ. Microbiol.,
68: 3345-3351.
KOSKELLA, J. y STOTZKY, G. 1997. Microbial
utilization of free and clay-bound insecticidal toxins
from Bacillus thuringiensis and their retention of
insecticidal activity after incubation with microbes.
Appl. Environ. Microbiol., 63: 3561-3568.
LOSEY, J.E.; RAYOR, L.S. y CARTER, M.E. 1999.
Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 399: 214.
LUBY J.J. y MCNICHOL R.F. 1995. Gene flow from
cultivated to wild raspberries in Scotland: developing a
basis for risk assessment for testing and deployment of
transgenic cultivars. Theor. Appl. Genet., 90:
1133-1137.
MARGARIT, E.; REGGIARDO, M.I.; VALLEJOS, R.H. y
PERMINGEAT, H.R. 2005. Bt protein rhizosecreted from
transgenic maize does not accumulate at high levels in
the soil. Enviado a publicación.
MASOERO, F.; MOSCHINI, M.; ROSSI, F.; PRANDINI, A. y
PIETRI, A. 1999. Nutritive value, mycotoxin
contamination and in vitro rumen fermentation of normal
and genetically modified corn (Cry1A9b) grown in
northern Italy. Maydica 44: 205-209.
METZ, M. y FÜTTERER, J. 2002. Suspect evidence of
transgenic contamination. Nature 416: 600-601.
MUNKVOLD, G. P.; HELLMICH, R. L. y SHOWERS, W. B.
1997. Reduced Fusarium ear rot and symptomless infection
in kernels of maize genetically engineered for European
corn borer resistance. Phytopathology, 87: 1071-1077.
MUNKVOLD, G.P.; HELLMICH, R.L. y RICE, L.G. 1999.
Comparison of fumonisin concentrations in kernels of
transgenic Bt maize hybrids and non-transgenic hybrids.
Plant Disease, 83: 130-138.
NIELSEN, K.M.; VAN ELSAS, J.D. y SMALLA, K. 2000.
Transformation of Acinetobacter sp. strain BD413
(pFG4nptII) with transgenic plant DNA in soil microcosms
and effects of kanamycin on selection of transformants.
Appl. Environ. Microbiol., 66: 1237-1242.
OBERHAUSER, K.S.; PRYSBY, M.D.; MATTILA, H.R.;
STANLEY-HORN, D.E.; SEARS, M.K.; DIVELY, G.; OLSON, E.;
PLEASANTS, J.M.; LAM, W.-K.F. y HELLMICH, R.L. 2001.
Temporal and spatial overlap between monarch larvae and
corn pollen. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98: 11913-11918.
ORR, D.B. y LANDIS, D.A. 1997. Oviposition of
European corn borer (Lepidoptera: Pyralidae) and impact
of natural enemy populations in transgenic versus
isogenic corn. J. Econ. Entomol., 90: 905-909.
PEREFOEN, M. 1997. Progress and prospects for
field use of Bt genes in crops. Trends Biotechnol., 15:
173-177.
PILCHER, C.D.; OBRYCKI, J.J.; RICE, M.E. y LEWIS,
L.C. 1997. Preimaginal development, survival, and
field abundance of insect predators on transgenic
Bacillus thuringiensis corn. Environ. Entomol., 26:
446-454.
PLEASANTS, J.M.; HELLMICH, R.L.; DIVELY, G.P.; SEARS,
M.K.; STANLEY-HORN, D.E.; MATTILA, H.R.; FOSTER, J.E.;
CLARK, T.L. y JONES, G.D. 2001. Corn pollen
deposition on milkweeds in and near corn fields. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 98: 11919-11924.
QUIST, D. y CHAPELA, I.H. 2001 Transgenic DNA
introgressed into traditional maize landraces in Oaxaca,
Mexico. Nature 414: 541-543.
REAM, J.E.; BERBERICH, S.A.; SIMS, S.R.; ROGAN, G.J.
y FUCHS, R.L. 1992. In planta distribution and
environmental fate of insect resistant proteins. Plant
Physiol. Suppl., 99: 80.
ROUSH, R.T. y SHELTON, A.M. 1997. Assessing the
odds: the emergence of resistance to Bt transgenic
plants. Nature Biotechnol., 15: 5–6.
SAXENA, D.; FLORES, S. y STOTZKY, G. 1999.
Insecticidal toxin in root exudates from Bt corn. Nature
402: 480.
SAXENA, D. y STOTZKY, G. 2000. Insecticidal toxin
from Bacillus thuringiensis is released from roots of
transgenic Bt corn in vivo and in situ. FEMS Microbial.
Ecol., 33: 35-39.
SAXENA, D. y STOTZKY, G. 2001a. Bt toxin uptake
from soil by plants. Nature.Biotechnol., 19: 199.
SAXENA, D. y STOTZKY, G. 2001b. Bacillus
thuringiensis (Bt) toxin released from root exudates and
biomass of Bt corn has no apparent effect on earthworms,
nematodes, protozoa, bacteria, and fungi in soil. Soil
Biol. Biochem., 33: 1225–1230.
SAXENA, D.; FLORES, S. y STOTZKY, G. 2002.
Vertical movement in soil of insecticidal Cry1Ab protein
from Bacillus thuringiensis. Soil Biol. Biochem., 34:
111-120.
SAXENA, D.; STEWART, N.C.; ALTOSAAR, I.; SHU, Q. y
STOTZKY, G. 2004. Larvicidal Cry proteins from
Bacillus thuringiensis are released in root exudates of
transgenic B. thuringiensis corn, potato, and rice but
not of B. thuringiensis canola, cotton, and tobacco.
Plant Physiol. Biochem., 42: 383–387.
SCHNEPF, H.E.; CRICKMORE, N.; VAN RIE, J.; LERECLUS,
D.; BAUM, J.; FEITELSON, J.; ZEIGLER, D.R. y DEAN, D.H.
1998. Bacillus thuringiensis and its pesticidal
crystal proteins. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 62:
775-806.
SHELTON, A.M.; ZHAO, J.Z. y ROUSCH, R.T. 2002.
Economic, ecological, food safety, and social
consequences of the deployment of Bt transgenic plants.
Annu. Rev. Entomol., 47: 845-881.
SIMS, S.R. y BERBERICH, S.A. 1996. Bacillus
thuringiensis Cry1A protein levels in raw and processed
seed of transgenic cotton: Determination using insect
bioassay and ELISA. J. Econ. Entomol., 89: 247-251.
SMALLA,
K.;
BORIN, S.; HEUER, H.; GEBHARD, F.; VAN ELSAS, J.D. y
NIELSEN, K.
2000. Horizontal transfer of antibiotic resistance genes
from transgenic plants to bacteria. Are there new data
to fuel the debate? Proceedings of the 6th International
Symposium on THE BIOSAFETY OF GENETICALLY MODIFIED
ORGANISMS. Saskatoon, Canada, Clare Fairbairn, Graham
Scoles and Alan McHughen, University Extension Press,
Saskatchewan. July 2000, p. 146-154.
STANLEY-HORN, D.E.; DIVELY, G.P.; HELLMICH, R.L.;
MATTILA, H.R.; SEARS, M.K.; ROSE, R.; JESSE, L.C.H.;
LOSEY, J.E.; OBRYCKI, J.J. y LEWIS, L. 2001.
Assessing the impact of Cry1Ab-expressing corn pollen on
monarch butterfly larvae in field studies. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 98: 11931-11936.
STEWART, C.N.; HALFHILL, M.D. y WARWICK, S.I.
2003. Transgene introgression from genetically modified
crops to their wild relatives. Nat. Rev. Genetics 4:
806-817.
STOTZKY, G. 2001. Persistence and biological
activity in soil of insecticidal proteins from Bacillus
thuringiensis and of bacterial DNA bound on clays and
humic acid. Journal of Environmental Quality, 29:
691-705.
TABASHNIK, B.E. 1994. Evolution of resistance to
Bacillus thuringiensis. Annual Review of Entomol., 39,
47–79.
TAPP, H.; CALAMAI, L. y STOTZKY, G. 1994.
Adsorption and binding of the insecticidal proteins from
Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki and subsp.
tenebrionis on clay minerals. Soil Biol. Biochem., 26:
663–679.
TAPP, H. y STOTZKY, G. 1998. Persistence of the
insecticidal toxin from Bacillus thuringiensis ssp.
Kurstaki in soil. Soil Biol. Biochem., 30: 471-476.
TEPFER, D.; GARCIA-GONZALES, R.; MANSOURI, H.; SERUGA,
M.; MESSAGE, B.; LEACH, F. y CURKOVIC PERICA, M.
2003. Homology-dependent DNA transfer from plants to a
soil bacterium under laboratory conditions: implications
in evolution and horizontal gene transfer. Transgenic
Research 12: 425–437.
WALKER, T.S.; BAIS, H.P.; GROTEWOLD, E. y VIVANCO,
J.M. 2003. Root exudation and rhizosphere biology.
Plant Physiol., 132: 44-51.
WIDMER, F.; SEIDLER, R.J. y WATRUD L.S. 1996.
Sensitive detection of transgenic plant marker gene
persistence in soil microcosms. Mol. Ecol., 5: 603–613.
WIDMER, F.; SEIDLER, R.J.; DONEGAN, K.K. y REED, G.L.
1997. Quantification of transgenic plant marker gene
persistence in the field. Mol. Ecol., 6: 1–7.
ZANGERL, A.R.; MCKENNA, D.; WRAIGHT, C.L.; CARROLL,
M.; FICARELLO, P.; WARNER, R. y BERENBAUM, M.R.
2001. Effects of exposure to event 176 Bacillus
thuringiensis corn pollen on monarch and black
swallowtail caterpillars under field conditions. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 98: 11908-11912.
ZWAHLEN, C.; HILBECK, A.; GUGERLI,
P. y NENTWIG, W.
2003. Degradation of the Cry1Ab protein within
transgenic Bacillus thuringiensis corn tissue
in the field.
Mol. Ecol., 12: 765775.
|