Koncept Bt Nová biologická ochrana rastlín - kultivácia
Rastliny sami produkujú insekticídy, a tak bránia svojim predátorom: Genetické inžinierstvo zásadne otvorilo nové cesty v ochrane rastlín. Pri rozumnom použití sa dajú šetriť chemické pesticídy a šetriť životné prostredie. Koncept sa roky používa pre kukuricu a bavlnu. Používa sa ale aj na iné plodiny, ako sú baklažány, ryža, fazuľa, cukrová trstina alebo jablone.
Už takmer sto rokov je známe, že určité baktérie nachádzajúce sa všade v pôde - Bacillus thuringiensis (Bt) - majú na hmyz toxický účinok a ničia ich. Dôvodom je Bt proteín, bielkovina produkovaná baktériami. Ak ho hmyz požije spolu s potravou, premieňa sa na aktívnu formu, ktorá ničí črevné steny zvierat. Výsledok: najskôr postihnutý hmyz prestane jesť, až potom uhynie.
Európska kukurica obyčajná, koreňový červ, bavlník obyčajný, baklažán, ovocný vrták: Rôzne varianty proteínu Bt majú špecifický účinok - vždy iba proti určitým škodcom.
Fotografie: USDA/ARS; Archív i-bio; Bapuji Arcot; Ward Upham, Kansas State University, AATF; veľká fotografia hore: Cornell Alliance for Science
Menej insekticídov z Bt rastlín. Odkedy poľnohospodári začali pestovať Bt kukuricu, v USA dramaticky pokleslo používanie insekticídov v kukurici. Podobné účinky možno pozorovať aj u iných rastlín Bt, predovšetkým u bavlny Bt v rozvojových krajinách.
Už v roku 1964 boli prípravky Bt v Nemecku schválené ako prípravky na ochranu rastlín. Používajú sa hlavne pri pestovaní kukurice, zemiakov, ovocia a zeleniny. Sú tiež povolené v ekologickom poľnohospodárstve a používajú sa tam v mnohých kultúrach.
Je známych viac ako sto rôznych variantov proteínu Bt, z ktorých každý je toxický iba pre určité skupiny hmyzu, ako sú motýle (napr. Vŕba kukuričná), chrobáky (napr. Kukuričiar koreňový) a dvojkrídle vtáky, ako sú komáre a muchy.
Výhodou Bt prípravkov je, že na rozdiel od väčšiny insekticídov pôsobia proti konkrétnym škodcom iba veľmi špecificky, bez toho, aby boli ohrozené iné druhy, ktoré sú považované za prospešné. Okrem toho je Bt proteín neškodný pre cicavce a ľudí. Preto sa v Nemecku vo veľkej miere používa proti moru komárov.
Rovnako ako u všetkých proteínov sú „stavebné pokyny“ pre proteín Bt kódované v špecifickej sekvencii DNA (géne). Gén je „prečítaný“, transportovaný do „proteínových tovární“ buniek (ribozómov) a prevedený na zodpovedajúci proteín - v bakteriálnej bunke sa to zásadne nelíši od rastliny.
Ak sa gén Bt proteínu izolovaného z baktérií zavedie do genómu rastliny, jeho bunky potom vykonajú „povel“ cudzieho génu: samotná rastlina teraz obsahuje Bt proteín. Požívajúci hmyz, ktorý je súčasťou rastlín, prijíma účinnú látku, ktorá je preň smrteľná.
Najdôležitejšia Bt rastlina: kukurica
Prvé pokusy o prenos takýchto bakteriálnych génov Bt do rastlín sa uskutočnili už v 80. rokoch, pôvodne v tabaku a paradajkách. Napokon v roku 1995 bola v USA schválená prvá rastlina Bt - kukurica Bt odolná voči kukurici európskej - a odvtedy sa pestuje na miliónoch hektárov.
Prvé komerčne pestované rastliny Bt kukurice stále obsahovali vysoké hladiny proteínu Bt vo všetkých častiach rastliny - peľ, stonky, kukuričné klasy. Novšie odrody Bt kukurice produkujú menšie množstvá a len tam, kde sú potrebné. Napríklad Bt kukurica vytvára Bt proteín proti červu koreňovému, hlavne v koreňoch, kde škodca požiera. Kukurica Bt proti tomuto škodcovi kukurice sa od roku 2003 tiež vo veľkom pestuje v USA. V súčasnosti je na trhu veľa odrôd kukurice, ktoré kombinujú niekoľko variantov proteínu Bt proti obom škodcom kukurice (zoskupené gény) a sú tiež rezistentné voči určitým herbicídom. Okrem USA sa kukurica Bt pestuje hlavne v Brazílii, Argentíne a Južnej Afrike.
Kukurica Bt (MON810) je jedinou geneticky modifikovanou rastlinou, ktorú je možné pestovať aj v Európskej únii - vo významnej miere však iba v Španielsku na ploche približne 110 000 hektárov (35 percent pestovania španielskej kukurice, 2018). Napriek existujúcemu schváleniu EÚ niekoľko európskych krajín - vrátane Nemecka, Francúzska a Rakúska - využilo doložku o neúčasti, ktorá je zakotvená v zákone od roku 2015, a získala národné zákazy pestovania pre MON810 a ďalšie odrody kukurice Bt, ktoré sú v procese schvaľovania.
Bt na bavlnu, baklažán, fazuľu, ryžu, cukrovú trstinu, topoľ ......
Okrem kukurice Bt sa v súčasnosti bavlna Bt pestuje na mnohých miliónoch hektárov. Bt bavlna vytvára Bt proteín, ktorý je účinný proti bollworm červenej. Hlavnými rastúcimi krajinami sú India, USA, Čína a Pakistan.
Koncom 90. rokov 20. storočia niektorí poľnohospodári z USA vysadili zemiaky Bt, aby chránili svoje plodiny pred chrobákom z Colorada. Pestovanie sa však v roku 2001 opäť zastavilo, okrem iného aj preto, že niektorí veľkí spracovatelia zemiakov nechceli kúpiť GM zemiaky.
U mnohých ďalších druhov rastlín sa momentálne pracuje na použití konceptu Bt ako biologickej, nechemickej alternatívy ochrany proti škodcom. Napríklad v Indii bol vyvinutý baklažán Bt (brinjal), ktorý už niekoľko rokov pestujú malí poľnohospodári v Bangladéši - očividne s úspechom.
Po poľných pokusoch v niekoľkých afrických krajinách udelila Nigéria v roku 2019 povolenie na pestovanie Bt kravských bôbov, ktoré sú účinné proti škodcovi maruca (vŕtačke ovocnej). Čína testovala Bt ryžu pri experimentálnom pestovaní a v rámci programov opätovného zalesňovania vysádza veľké plochy Bt topoľov, ktoré sú odolné voči škodcom požierajúcim listy. Pestovanie Bt cukrovej trstiny sa začalo v Brazílii v roku 2018.
Teraz sa však ukázalo, že kultiváciu Bt rastlín musí sprevádzať vhodné riadenie rezistencie, napríklad dostatočne veľké útočiskové oblasti alebo pravidelné striedanie plodín. Ak sa tak nestane, škodcovia, u ktorých sa vyvinula rezistencia na Bt proteín, sa rozšíria pomerne rýchlo. Koncept Bt by potom bol neúčinný.