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生物技术与经典控制策略之间的协同作用消除了美国的入侵性有害生物

根据农业研究服务局(ARS)和亚利桑那大学(UofA)科学家在《美国国家科学院院刊》上发表的一项新研究,基因工程棉花和经典害虫防治策略相结合,使美国和北墨西哥摆脱了毁灭性害虫。科学学士。

在过去一个世纪的大部分时间里,粉红色的棉铃虫是西南地区的主要棉花害虫。几十年来,在亚利桑那州,加利福尼亚州,德克萨斯州和新墨西哥州种植棉花是唯一可行的方法,因为农民每年平均喷洒农药12次,其中9次专门针对粉红色棉铃虫。一些农民每年喷洒多达25次,却未达到控制要求。1990年,仅亚利桑那州,粉红色棉铃虫就给棉花种植者造成了4800万美元的损失。

研究昆虫学家杰弗里·法布里克(Jeffrey Fabrick)解释说,多年来,已经制定了协调一致的,多策略的,范围广泛的综合虫害管理策略清单,希望在放下这种虫害的同时,替代昂贵且对环境有害的化学农药。Fabrick在亚利桑那州Maricopa的ARS-USDA害虫管理和生物防治研究部门任职。

“通过分析来自亚利桑那州的计算机模拟和21年的田间数据,我们证明了转基因棉花和数十亿只无菌粉红色棉铃虫蛾的释放具有协同作用,从而抑制了这种有害生物,” Fabrick说。

他补充说,无论是计算机模拟还是从2006年到2010年在该领域中所看到的,都表明,如果单独使用这两种策略都不会奏效。

粉色的棉铃虫毛虫从受损的棉铃中生出。信用:农业研究局-美国农业部

该研究的主要作者,UofA昆虫学系摄政教授布鲁斯·塔巴什尼克(Bruce Tabashnik)表示:“政府,工业界和学术界的农民与科学家之间的合作对于消除粉红色铃虫的计划取得了成功至关重要。”

在1960年代末和1970年代末,ARS科学家首先开始加强与粉红色棉铃虫的斗争。他们帮助创造了可以精确追踪害虫的人工信息素,以及首个合成饮食和饲养无菌粉红色棉铃虫飞蛾以破坏交配的方法。还使用了在棉田中释放合成雌性信息素来迷惑雄性和破坏交配的另一项重要策略,要求农民在收获后犁掉棉花残留物,以减少粉红色铃虫的越冬存活率。

1996年进入转基因Bt棉花。Bt棉花经过工程改造,可从苏云金芽孢杆菌(Btillus thuringiensis)(简称Bt)中生产一种或多种蛋白质,该蛋白质可杀死粉红色的棉铃虫和其他相关的毛毛虫害虫,并且对人和大多数其他昆虫无害,与广谱不同农药。种植Bt棉的大部分时间使粉红色铃虫的数量在10年内下降了90%。同时,农民继续采用其他技术。

到2006年,根除第一次成为现实。为了消除粉红色棉铃虫,一个联盟制定了详细的合作计划,该联盟包括棉花种植者,种植者组织,ARS研究人员,美国农业部动植物健康检验局(APHIS),生物技术产业,亚利桑那州农业部,亚利桑那州棉花研究和保护委员会以及UofA推广和研究科学家。还招募了许多在北墨西哥的团体对应人员。

APHIS还扩大了无菌粉红色棉铃虫蛾的生产,使数十亿只粉虱被飞机释放,以压倒任何田间虫害。

该研究显示,仅从2014年到2019年,去除粉红色棉铃虫就为美国棉农节省了1.92亿美元。抑制粉红色棉铃虫还有助于对所有其他棉虫进行综合虫害管理。总体而言,这使杀虫剂的使用减少了82%,在过去的二十年中仅在亚利桑那州就避免了使用2500万磅的杀虫剂。随着生态恢复到更自然的平衡,它改善了整体环境并带回了有益的昆虫。

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