Hatice Özlem İNCE, Cengiz BAHADIROĞLU, Sevil TOROĞLU, Hakan BOZDOĞAN

Genetiği Değiştirilmiş Mısır Bitkisinin Zararlı Lepidopterlere Karşı Direnci Üzerine Değerlendirmeler

Kahramanmaraş ilinde son yıllarda birinci ve ikinci ürün olarak yoğun şekilde mısır bitkisi üretilmektedir. Zararlı böceklerden mısır kurdu (Ostrinia nübilalis Hübner) ve mısır koçan kurdu (Sesamia nonagrioides Lef.), yılda ortalama 10–20 oranında ürün kaybına neden olmaktadır. Özellikle bu ürün kaybı buğday yerine ekilmiş mısır tarlalarında gözlenmektedir. Adı geçen zararlılarla mücadelede çeşitli yöntemler kullanılmakta olup son yıllarda tarlalarda genetiği değiştirilmiş mısır ekinlerine geniş yer verilmektedir. Bu mısırların genine Bacillus thuringiensis bakterisinin genleri aktarılarak bitkinin böceklere karşı direnci sağlanmıştır. Bacillus thuringiensis’in belirli böcek türlerine etki mekanizmasını araştıran bilim adamları, bakterinin toksin sınıfları olan Cyt (cytolysins) ve Cry (kristal delta endotoksin) proteinleri üzerine yoğunlaşmışlardır. Cyt proteinleri Coleoptera ve Diptera, Cry proteinleri ise Lepidoptera takımına ait böcek türlerine karşı etkili olmaktadır. Bu çeşitli Bt türlerinden elde edilen kristal protein kodlayan genler (ticari olarak Bt- toksini olarak adlandırılır) zararlı böceklere dayanıklı hale getirmek için bitkilere aktarılmaktadır.Ayrıca toksisiteyi artırmak ve direnci düşürmek için genetiği değiştirilmiş çeşitli Bt- toksinler de geliştirilmiştir. Fakat Bt teknolojisinin vaatleri, Bt mısırının insan sağlığı ve çevreye olan kasıtsız etkileri hakkındaki endişeler bu çabaları gölgelemekte olup Cry proteininin toksisitesi, alerjinitesi ve antibiyotik direnç genlerinin insan sindirim sisteminin mikroflorasında lateral transferinin insan sağlığını tehdit ettiği düşünülmektedir. Örneğin Bt mısır hedef olmayan organizmalar için toksik olabilir, transgenik genler akraba mısır türlerine geçebilir ya da ayrıca diğer zararlı böcekler Bt proteinlerine direnç kazanabilirler. Dolayısıyla bu derleme, transgenik mısır ile ilgili yürütülen uygulamalı çalışmaların çevre ve insan sağlığı üzerine etkileri konusunda kuşkuların mevcut olduğunu ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler:

O. nubilalis, S. nonagrioides, larva, B. thuringiensis, GD mısır, cry proteini

In recent years, corn crop is produced extensively as first and second product in Kahramanmaraş the pests formed European corn borer (Ostrinia nubilalis Hübner) and the stem corn borer (Sesamia nonagrioides Lef.), causes the loss of product per year, average 10-20 % rate. In particularly, this crop loss is observed from the fields which corn had been planted after wheat. Various methods are used in the fight against these pests, in recent years, genetically modified corn seeds are given place broadly. Bacillus thuringiensis’s gene is transferred to this seed‟s genomes to increase the plant resistance againts insect. The scientists who research B. thuringiensis action mechanism againts certain insect species, focused on classes of bacterial toxins of the Cyt (cytolysins) and Cry (crystal delta endotoxin). Cyt proteins are active against Coleoptera and Diptera, the Cry proteins are active against Lepidoptera species and the crystal protein-encoding genes of various Bt species transferred to plants (commercially known as the Bt-toxin) for making the plant resistant to insects. In addition, a variety of genetically modified Bt-toxins have been developed to increase toxicity and reduce resistance. But the promise of this Bt technology has been overshadowed by concerns about unintended effects of Bt corn on human health and the environment, Cry protein toxicity, allergenicity, and lateral transfer of antibiotic-resistance marker genes in the microflora of the human digestive system is thought to be a threat to human health. For example, Bt corn can be toxic for non-target organisms, transgenic genes can pass to relative corn species or other pests also can acquire resistance to Bt proteins. Therefore, this review is revealed that there are doubts about applied studies handled on transgenic corn on the subject of environment and human health effects.

Keywords:

O. nubilalis, S. nonagrioides, larvae, B. thuringiensis, GD corn, cry protein,

PDF

___

USDA., PSD tabloları, http://www.fas.usda.gov/psdonline/psdQuery.aspx, 2011.
TÜİK., Tarım İstatistikleri (Bitkisel üretim istatistikleri, Bitkisel ürünler denge tabloları), http://www.tuik.gov.tr, 2011.
TMO., Toprak Mahsulleri Ofisi 01.06.2011 tarihli hububat bülteni, 2011.
Özcan S., Modern Dünyanın Vazgeçilmez Bitkisi Mısır: Genetiği Değiştirilmiş (Transgenik) Mısırın Tarımsal Üretime Katkısı, Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 2, 01–34, 2009.
Tsitsipis J.A., The corn Stalk borer, Sesamia nonagrioides: Forecasting, crop loss assesment and pest management, Integrated crop protection in cereals, pp. 171–177, Balkema, Rotherdam, Brookfield, 19 Şimşek N., Güllü M., Zeren O., Studies on Effectiveness of Some Agrochemicals Against Stem Borers, Sesamia nonagrioides Lef., S. cretica Led. and European Corn Borer, Ostrinia nubilalis Hbn. in Mediterranean Region of Turkey, Proceedings of a Symposium On Corn Borers And Control Measures, Adana s: 44-54, 1-3 November, 1988.
Konak C., Planting of Maize At Different Times To Reduce Borer Damage in Eagen Region, Proceedings of a Symposium on Corn Borers And Control Measures, Adana, s: 21–24, 1–3 November, 19 Cerit İ., Güllü M., Sarıhan H., Kanat A.D., Turkay M.A., Uçak A.B., Mısırkurdu (Ostrinia nubilalis Hübner) (Lepidoptera: Crambidae) ve mısır koçankurdu (Sesamia nonagrioides Lefebvre) (Lepidoptera: Noctuidae) 'na dayanıklı transgenik mısır çeşidi Pioneer 33P67 (MON 810) Bt‟ nin Alan Denemesi Projesi sonuç raporu, Adana, 2006.
Şimşek N., Güllü, M., Akdeniz Bölgesi‟nde Mısırda Zarar Yapan Mısır Koçankurdu (Sesamia nonagrioides Lef.) (Lepidoptera: Noctuidae) ve Mısırkurdu (Ostrinia nubilalis Hbn.) (Lepidoptera: Pyralidae)‟nun Mücadelesine Esas Olabilecek Biyolojik Kriterlerin Araştırılması, Türkiye II. Entomoloji Kongresi Bildirileri, Adana, s: 501- 512, 28–31 , 1992.
Zeren O., Güllü M., Şimşek N., Some Biological Investigations Relating To The Control of Stalk Borer (Sesamia spp.) And European Corn Borer (Ostrinia nubilalis Hbn.) on Corn in Mediterranean Region, Proceedings of a Symposium On Corn Borers And Control Measures, Adana, s:1–19, 1–3, 1988.
Kayapınar A., Kornoşor S., Çukurova Bölgesi‟nde Mısır Koçankurdu‟nun Mevsimsel Çıkışı ve Populasyon Gelişmesi, Proceedings Of a Symposium on Corn Borers And Control Measures, Adana, s: 87-91, 1-3, 1998. Özgen M., Ertunç F., Kınacı G., Yıldız M., Birsin M., Ulukan H., Emiroğlu H., Koyuncu N., Sancak C., Tarım Teknolojilerinde Yeni Yaklaşımlar ve Uygulamalar: Bitki Biyoteknolojisi,1-31, 2003. Stewart C.N., Richards H.A., Halfhil M.D., Transgenic Plants and Biosafety: Science, Misconceptions and Public Perceptions, BioTechniques, 29, 823-843, 2000. Fernandez-Cornejo J., Caswell M., The first decade of genetically engineered crops in the United States, Economic Research Service Economic/USDA, EIB–11, 2006. ILSI, The Safety Assesment of Novel Foods and Concepts to Determine Their Safety In Use, Europe Novel Food Task Force, 2003. Ishiwata S., On a kind of severe flacherie (sotto disease), Dainihon Sanshi Kaiho, 114: 1–5, 1901. Berliner E., Über die Schlaffsucht der Mehlmottenraupe, Z. Gesamte Getreidewes, Berlin, 3, 63–70, 19 Angus TA., A bacterial toxin paralyzing silkworm larvae, Nature, 173, 545–546, 1954. Aronson AI., Beckman W., Dunn P., Bacillus thuringiensis and related insect pathogens, Microbiol Rev., 50,1, 1–24, 1986.
Hall H., Bt Corn: Is It Worth of the Risk, http://www.scq.ubc.ca/bt-corn-is-it-worth-the-risk/, 2005.
Nester E.W., Thomashow, L.S., Metz, M., ve Gordon, M., 100 Years of Bt A Critical Scientific Assesment, Peferoen M., Progress and prospects for field use of Bt genes in crops, Trends Biotech., 15,173–177, 19 Sanders P. R., Elswick M.E., Groth B.E., Ledesma., Evaluation of Insect Protected Corn Lines in 1994, U.S., Field Test Locations, Study Number: 94-01-39-01., MSL-14179, An unpublished study by Monsanto Company, 1995.
Kuiper H.A., Kleter G.A. Noteborn H.P.J.M., Kok E.J., Assessment of food safety issues related to genetically modified foods, The Plant Journal, 27,6, 503-528, 2001. Höfte H., Whiteley H.R., Insecticidal crystal proteins of Bacillus thuringiensis, Microbiol. Rev., 53, 242–255, 1989. Feitelson J.S., Payne J., Kim L., Bacillus thuringiensis: insects and beyond, Biotechnology, 10, 271– 275, 1992. Crickmore N., Bacillus thuringiensis Toxin Nomenclature, http://www.lifesci.sussex.ac.uk/home/Neil_Crickmore/Bt/, 1998. Wang J.H., Characterization of cry1, cry2 and cry9 genes in Bacillus thuringiensis isolates from China., J. Invertebr. Pathol., 82, 63–71, 2003. Azizoğlu U., Ultraviyole Radyasyonu İle Işınlanmış Ephestia kuehniella Ve Plodia interpunctella Larvaları Üzerine Tarım Arazilerinden İzole Edilen Bacillus thuringiensis İzolatlarının Etkisi, Erciyes Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, Kayseri, 2009.
Rajamohan F., Lee M.K., Dean D.H., Bacillus thuringiensis Insecticidal Proteins: Molecular Mode of Action, Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology, vol. 60, Academic Press, New York, 1998.
Glare T.R., O‟Callaghan M., Bacillus thuringiensis: Biology, Ecology and Safety, s. 350, John Wiley & Sons, Ltd., UK, 2000. Philips R.L., Eberhart S.A., Novel methodology in plant breeding, 647–648, In Proc. of the Int Crop Sci Cong Ames, USA, Crop Sci Soc of America, 1993. Raja K., Watch dog Refuses Claims of Rapid Global Growth in GE, http://www.twnside.org.sg/title/5266c.htm, 2003. EFSA., European Food Safety Authority; Safety and nutritional assessment of GM plants and derived food and feed: the role of animal feding trials, Report of the EFSA GMO Panel Working Group on Animal Feeding Trials, Food and Chemical Toxicology, 46: 2–70, 2008.
Velimirov A., Binter C., Zentek J., Biological effects of transgenic maize NK603xMON810 fed in long term reproducyion studies in mice, 2008. Finamore A., Roselli M., Britti S., Monastra G., Ambra R., Turrini A., Mengheri E., Intestinal and peripheral immune response to MON810 maize ingestion in weaning and old mice, J.Agric.Food.Chem., 56, 11533-11539, 2008. Haspolat I., Genetiği değiştirilmiş organizmalar ve biyogüvenlik, Ankara Üniv Vet Fak Derg., 59, 7580, 2012.
Batalion N., 50 Harmful Effects of Genetically Modified Foods, Americans for Safe Food, Oneonta, NY, 2000.
EFSA., European Food Safety Authority; Statement of the scientific panel on genetically modified organisms on the safe use of the nptII antibiotic resistance marker gene in genetically modified plants, Parma: European Food Safety Authority, 2007.
Taylor S.L., Hefle S.L., Will genetically modified foods be allergenic? J Allergy Clin Immunol., 107, 765–71, 2001.
Sutton S.A., Assa‟ad A.H., Rothenberg M.E., Steinmetz C., A negative, double-blind, placebocontrolled challenge to genetically modified corn, J Allergy Clin Immunol., 112, 1011–12, 2003.
Toxicology Science, Society of toxicology position paper, 71: 2–8, 2003. Perr HA., Children and genetically engineered food: potentials and problems, JPGN, 95, 1429–32, 200 Kuiper H.A., König A., Kleter G.A., Hammes W.P., Knudsen I., Concluding remarks, Food Chem Toxicol , 42, 1047–88, 2004. Bartsch D., Cuguen J., Bıancardı E., Sweet J., Environmental implications of gene flow from sugar beet to wild beet – current status and future research needs, Environ. Biosafety Res, 2, 105–115, 2003. Jenczewskı E., Ronfort J., Chevre A., Crop-towild gene flow, introgression and possible fitness effects of transgenes, Environ. Biosafety Res., 2, 9–24, 2003. Losey J.E., Rayor L.S., Carter M.E., Transgenic pollen harms monarch larvae, Nature, 399, 214, 1999.
Sears M.K., Hellmich R.L., Stanley-Horn D.E., Oberhauser K.S., Pleasants J.M., Mattila H.R., Siegfried B.D., Dively G.P., Impact of Bt corn pollen on monarch butterfly populations: A risk assessment, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 98: 11937– 11942, 2001.
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., Lewis L., Assessing the impact of Cry1Ab-expressing corn pollen on monarch butterfly larvae in field studies, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 98, 11931–11936, 2001.
Calderone N., Bee Colony Collapse Disorder: Could It Be Parasites, Pathogens Or Pesticides? ScienceDaily, 2007.
Vercesi M.L., Krogh P.H., Holmstrup M., Can Bacillus thuringiensis (Bt) corn residues and Bt-corn plants affect life-history traits in the earthworm Aporrectodea caliginosa? Applied Soil Ecology, 32, 180–187, 2006. Icoz I., Stotzky G., Fate and effects of insect-resistant Bt crops in soil ecosystems, Soil Biology & Biochemistry, 40, 559–586, 2008. Güllü M., Efficacy of Bt corn to target, nontarget and beneficials organisms, Bt. Maize Forum, 26-27 September 2002. Güllü M., Tatlı F., Kanat A.D., İslamoğlu M., Population development of some predatory insects on Bt and non-Bt maize hybrids in Turkey, GMOs in Integrated Production, IOBC wprs Bulletin 2,3, 85–91, 200 Sivasupramaniam S., Head G.P., English L., Li Y.J., Vaughn T.T., A global approach to resistance monitoring, Journal of Invertebrate Pathology, 95, 224–226, 2007.
Tabashnik B.E., Delaying insect resistance to transgenic crops, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 19029– 19030, 2008.
Della Porta G., Ederle D., Bucchini L., Prandi M., Pozzi C., Verderio A., Gene flor between neighboring maize fields in the Po Valley, Cedab, Viale Beatrice d‟Este, 15, 20122, Milona, 2006.