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A mediados de los años 90 del siglo XX se introdujeron en algunas partes del mundo los cultivos genéticamente modificados (transgénicos). Los cultivos transgénicos se caracterizan en que a su genoma le fueron insertadas secuencias recombinantes diseñadas en laboratorios de ingeniería genética con el objetivo de otorgarle a dichos cultivos rasgos agronómicos que previamente no tenían, tales como la tolerancia a herbicidas o la resistencia a insectos que potencialmente podían ser considerados plaga (cultivos Bt).

El término cultivos Bt se refiere a los cultivos transgénicos que han sido modificados con un gen (o varios de ellos) provenientes de la bacteria Bacillus thuringiensis , que produce proteínas con actividad insecticida. Al ser insertados dichos genes en las plantas, éstas adquieren la capacidad de expresar las proteínas mencionadas. El objetivo de la creación de cultivos Bt es teóricamente reducir el uso de insecticidas químicos. Las toxinas de B. thuringiensis con las que se han modificado genéticamente algunos cultivos de interés económico incluyen proteínas paraesporales, conocidas como proteínas Cry; las cuales se han utilizado en el control de plagas de los géneros Lepidoptera, Coleoptera, Diptera, Hymenoptera, así como nemátodos. La toxina Cry1Ab es la más estudiada, sin embargo, se han utilizado hasta 21 genes codificantes de toxinas Bt para modificar genéticamente plantas y otorgarles el rasgo de resistencia a insectos.

La presente es una compilación de artículos científicos publicados en revistas arbitradas internacionales que describen evidencias científicas rigurosas de potenciales riesgos a la Bioseguridad, así como efectos en el ambiente y toxicidad a organismos no blanco por la expresión, así como potenciales daños a la salud por la presencia de proteínas Bt en cultivos genéticamente modificados. Para explorar el repositorio, puedes introducir palabras clave en el buscador para acotar la búsqueda. También puedes introducir términos en idioma inglés. Utiliza esta herramienta de la misma forma que usas tu motor de búsqueda favorito.

  • 1. Efectos de δδ-endotoxinas Bacillus thuringiensis sobre la sobre la utilización de los alimentos, el crecimiento y la supervivencia de insectos fitófagos seleccionados
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  • Titulo original: Effects of Bacillus thuringiensisδδ-endotoxins on food utilization, growth, and survival of selected phytophagous insects
  • Autores: Deml, R.; Meise, T.; Dettner, K.
  • Revista: Journal of Applied Entomology, 123, pp. 55-64.
  • Año: 1999
  • Palabras clave: Lepidóptera; Coleóptera; Bacillus thuringiensis; Toxina; CryIA; Bt; endotoxinas
  • Se realizaron experimentos de alimentación en el laboratorio con diversos órdenes de insectos herbívoros (Lepidóptera, Coleóptera, Homóptera) utilizando endotoxinas de Bacillus thuringiensis, CryIA (c) y CryIIA. Los datos de mortalidad obtenidos indican susceptibilidad específica de especies de los insectos a las toxinas, por lo que los hábitos alimenticios del animal parecen jugar un papel insignificante. Se estableció por primera vez un efecto inesperado y severamente dañino de CryIIIA en las orugas. Al calcular diversos índices de desarrollo y nutrición, se pudo demostrar que el crecimiento retardado de los insectos analizados no solo se debe a una alimentación reducida, sino también a una menor utilización de alimentos que contienen una endotoxina. Parece ser que el sitio de operación y almacenamiento o degradación completa de las endotoxinas es el intestino del insecto ya que ni las toxinas y ni sus productos de degradación pueden ser detectados por medio de electroforesis en gel, hasta ahora, en heces, hemolinfa ni en el cuerpo graso respectivamente. Un efecto de alteración de las toxinas en el patrón de la microbiota intestinal se indica desde los primeros exámenes pero este confirmarse. Finalmente, se discute la aplicabilidad de estos ensayos en los exámenes correspondientes de plantas transgénicas que producen la toxina de B. thuringiensis.

    Feeding experiments using the Bacillus thuringiensis δ‐endotoxins, CryIA(c) and CryIIIA, were conducted with herbivorous insects from various orders (Lepidoptera, Coleoptera, Homoptera) in the laboratory. The mortality data obtained indicate a species‐specific susceptibility of the insects to the toxins whereby the feeding habits of the given animal seem to play a negligible part. An unexpected, severely damaging effect of CryIIIA on caterpillars was established, for the first time. By computing various development and nutritional indices it could be shown that retarded growth of the insects tested may not only be traced back to reduced feeding but also to a decreased utilization of food containing an endotoxin. The insect gut seems to be the site of operation and of storage or complete degradation of the endotoxins because neither in the faeces nor in the haemolymph and fat body, could the toxins and their degradation products, respectively, be detected hitherto by means of gel electrophoreses. An altering effect of the toxins on the gut‐microflora pattern is indicated from the first examinations but has to be further confirmed. Finally the applicability of these trials in corresponding examinations of transgenic plants producing B. thuringiensis toxin is dicussed.

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  • 2. La toxina Cry3Bb específica para coleópteros del polen de maíz transgénico no afecta la condición física de una especie no objetivo, Coleomegilla maculata DeGeern (Coleoptera: Coccinellidae).
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  • Titulo original: Coleopteran-specific Cry3Bb toxin from transgeniccorn pollen does not affect the fitness of a nontarget species, Coleomegilla maculata DeGeern (Coleoptera: Coccinellidae).
  • Autores: Lundgren, J.; Wiedenmann, R.
  • Revista: Environmental Entomology, 31, pp. 1213-1218.
  • Año: 2002
  • Palabras clave: Bacillus thuringiensis; Insectos benéficos; Gusano barrenador de maíz; Cry3Bb; Transgénico
  • Coleomegilla macullata DeGeer, es un depredador polífago importante para la supresión de poblaciones de plagas en el maíz. Evaluamos en laboratorio el impacto que tiene el polen de maíz transgénico expresado por Cry3Bb (evento MON863) en los parámetros de aptitud de C. maculata. Las larvas de C. maculata se alimentaron con mezclas de polen que contenían 0, 25, 50, 75 o 100% de polen transgénico, áfidos o no fueron alimentados; y se comparó la duración de cada estadio y el peso de la pupa entre los tratamientos. En un segundo ensayo, se criaron otras larvas de C. maculata con una de las mezclas de polen o dieta artificial; y se comparó la duración de los estadios larvales y pupales, el peso de la pupa, la movilidad de adultos, la supervivencia de adultos y la fecundidad femenina entre los tratamientos. No hubo diferencias en ninguno de los parámetros de aptitud física de C. maculata entre los tratamientos alimentados con diferentes mezclas de polen. Los escarabajos de los tratamientos de mezcla de polen tuvieron tiempos de desarrollo larvario más rápidos, mayor supervivencia de las larvas y mayor peso pupal que los escarabajos que se alimentaron solo con áfidos o con dieta artificial. Concluimos que no detectamos ningún efecto sobre la condición física de C. maculata que ingirió polen del evento MON863. Sin embargo, estos resultados no se aplican necesariamente a otros cultivos transgénicos que expresan toxinas específicas de Coleoptera.

    Coleomegilla maculata DeGeer is a polyphagous predator that is important for suppressing pest populations in corn. We evaluated the impact of Cry3Bb-expressing transgenic corn pollen (event MON863) on C. maculata fitness parameters in the laboratory. C. maculata larvae were fed mixtures of pollen containing 0, 25, 50, 75, or 100% transgenic pollen, aphids, or were not fed; and the duration of each instar and pupal weight were compared among treatments. In a second trial, other C. maculata larvae were reared on one of the pollen mixtures or artificial diet; and the duration of larval and pupal stages, pupal weight, adult mobility, adult survivorship, and female fecundity were compared among treatments. There were no differences in any of the fitness parameters among C. maculata in the treatments fed different mixtures of pollen. Beetles in the pollen mixture treatments had faster larval development times, greater larval survivorship, and greater pupal weight than the beetles fed only aphids or an artificial diet. We conclude that we did not detect any effects on the fitness of C. maculata that ingested pollen from event MON863. However, these results do not necessarily apply to other transgenic crops expressing toxins specific to Coleoptera.

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  • 3. Actividad citotóxica de las proteínas Cry de Bacillus thuringiensis en células de mamíferos transfectadas con el gen receptor de Cry tipo Cadherin de Bombyx mori (gusano de seda).
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  • Titulo original: Cytotoxic activity of Bacillus thuringiensis Cry proteins on mammalian cells transfected with cadherin-like Cry receptor gene of Bombyx mori (silkworm).
  • Autores: Tsuda, Y.; Nakatani, F.; Hashimoto, K.; Ikawa, S.; Matsuura, C.; Fukada, T.; Sugimoto, K.; Himeno, M.
  • Revista: Biochemical Journal, 369, 697-703.
  • Año: 2003
  • Palabras clave: Toxina; Citotoxicidad; δ-endotoxin; Bacillus thuringiensis; CryIA
  • Se ha demostrado que Cry1Aa, una proteína insecticida producida por Bacillus thuringiensis, se une a la proteína similar a la cadherina, BtR175, en el intestino medio de Bombyx mori (gusano de seda). Anteriormente reportamos tres alelos variantes de BtR175 (BtR175a, byc). Cuando se expresa de forma transitoria en células COS7, las tres variantes de BtR175 se unen a Cry1Aa. Expresamos de forma estable BtR175b en células HEK293. Estas células que expresan BtR175b sufrieron inflamación y murieron en presencia de la toxina Cry1Aa activa, de una manera dependiente de la dosis y el tiempo, lo que demuestra que el propio BtR175b puede impartir a Cry1Aa susceptibilidad a las células de mamíferos. Estas células fueron más susceptibles a Cry1Aa que a Cry1Ab y Cry1Ac. Dado que se informó que las células dispersas de intestino grueso de B. mori eran altamente susceptibles a Cry1Ac, este resultado sugería que otros receptores específicos de Cry1Ac funcionaban simultáneamente con BtR175 en las células del intestino medio. También se discuten las ventajas de aplicar estas células de mamífero transfectadas a los ensayos de toxicidad de proteínas Cry mutantes.

    Cry1Aa, an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis, has been shown to bind to cadherin-like protein, BtR175, in Bombyx mori (silkworm) midgut. We previously reported three variant alleles of BtR175 (BtR175a, b and c). When transiently expressed in COS7 cells, all the three BtR175 variants bound to Cry1Aa. We stably expressed BtR175b in HEK293 cells. These BtR175b-expressing cells swelled and died in the presence of activated Cry1Aa in a dose- and time-dependent manner, showing that BtR175b itself can impart Cry1Aa-susceptibility to mammalian cells. These cells were more susceptible to Cry1Aa than to Cry1Ab and Cry1Ac. Since dispersed B. mori midgut cells were reported to be highly susceptible to Cry1Ac, this result suggested that other Cry1Ac-specific receptor(s) were simultaneously working with BtR175 in the midgut cells. Advantages are also discussed of applying these transfected mammalian cells to toxicity assays of mutant Cry proteins.

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  • 4. La toxina Cry3Aa de Bacillus thuringiensis específica para escarabajos reduce el crecimiento de larvas y frena la reproducción en Spodoptera littoralis (Boisd.).
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  • Titulo original: Beetle–specific Bacillus thuringiensis Cry3Aa toxin reduces larval growth and curbs reproduction in Spodoptera littoralis (Boisd.).
  • Autores: Hussein, H.; Habustov., O.; Sehnal, F.
  • Revista: Pest Management Science, 61, 1186–1192.
  • Año: 2005
  • Palabras clave: Bacillus thuringiensis; Spodoptera littoralis; Toxina Bt; Transgénico; Insectos; Cry3Aa; Ecotoxicidad
  • La aplicación de Bacillus thuringiensis tenebrionis (Bt) y la expresión de la proteína Bt Cry3Aa en cultivos modificados genéticamente se utilizan para el control selectivo del escarabajo de la patata de Colorado Leptinotarsa ​​decemlineata (Say). Las proteínas Cry3A son selectivamente tóxicas para los escarabajos, pero el presente estudio describe los efectos de Cry3Aa en el gusano rosquilla negra, Spodoptera littoralis (Boisduval). Cry3Aa expresado en papas o agregado a una dieta de agar con base en germen de trigo redujo el crecimiento de las orugas de S. littoralis y la fertilidad de los adultos. El efecto de 1.4 mg kg (-1) de Cry3Aa en hojas de papa fue comparable con el de 3.3 mg kg (-1) en la dieta. Esta diferencia en la actividad se correlacionó con una mejor digestibilidad y una mayor eficiencia de conversión de la dieta, que también permitió una mayor tasa de reproducción: el S. littoralis cultivado en las papas alcanzó un tamaño similar al de la dieta, pero puso solo 702 huevos por hembra en comparación con los 1077 del grupo de dieta. El consumo de Cry3Aa redujo el crecimiento corporal como consecuencia de una menor ingesta de alimentos sin afectar significativamente la digestibilidad de los alimentos y la eficiencia de conversión de los nutrientes. Las reducciones de peso corporal del 11% y 5% causadas por 1.4 mg kg (-1) Cry3Aa en papas y 3.3 mg kg (-1) en la dieta, respectivamente, se asociaron con una reducción del 74% y 65% ​​en el número de progenie; S littoralis crecido en una dieta con 9,1 mg kg (-1) Cry3Aa fue un 10% más pequeño y no produjo progenie viable. Estos datos sugieren que la reducción de la reproducción no fue causada por una escasez general de reservas de nutrientes, sino por un efecto más directo de Cry3Aa en el proceso de reproducción.

    Application of Bacillus thuringiensis tenebrionis (Bt) and expression of the Bt protein Cry3Aa in genetically modified crops are used for targeted control of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata (Say). The Cry3A proteins are selectively toxic for the beetles but the present study describes effects of Cry3Aa on the Egyptian armyworm, Spodoptera littoralis (Boisduval). Cry3Aa expressed in potatoes or added to an agar-base wheat-germ diet reduced the growth of S. littoralis caterpillars and the fertility of adults. The effect of 1.4 mg kg(-1) Cry3Aa in potato leaves was comparable with that of 3.3 mg kg(-1) in the diet. This difference in activity was correlated with better digestibility and higher conversion efficiency of the diet that also supported higher reproduction rate: S. littoralis grown on the potatoes reached a similar size to those on the diet but laid only 702 instead of 1077 eggs per female. Cry3Aa consumption reduced body growth as a consequence of lower food intake without significantly affecting food digestibility and the conversion efficiency of nutrients. The 11% and 5% body weight reductions caused by 1.4 mg kg(-1) Cry3Aa in potatoes and 3.3 mg kg(-1) in the diet, respectively, were associated with 74% and 65% reduction in the number of progeny; S littoralis grown on a diet with 9.1 mg kg(-1) Cry3Aa were 10% smaller and produced no viable progeny. These data suggest that the curtailment of reproduction was not caused by a general shortage of nutrient reserves but by a more direct Cry3Aa effect on the reproduction process.

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  • 5. Uso de gusanos para un mejor entendimiento de cómo Bacillus thuringiensis mata a los insectos
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  • Titulo original: Using worms to better understand how Bacillus thuringiensis kills insects
  • Autores: Crickmore, N.
  • Revista: Trends in Microbiology, Vol.13 No.8.
  • Año: 2005
  • Palabras clave: Bacillus thuringiensis; pesticida biológico; Caenorhabditis elegans; endotoxinas; Insectos
  • Bacillus thuringiensis se usa ampliamente como pesticida biológico para controlar insectos que causan daños a los cultivos o transmiten enfermedades. El hecho de que también pueda atacar al organismo modelo Caenorhabditis elegans no solo ha brindado nuevos conocimientos sobre cómo las toxinas producidas por la bacteria actúan, sino también cómo los insectos diana contrarrestan el ataque. Los enfoques modernos, como la genética reversa y la tecnología de microarreglos, han revelado nuevos receptores para las toxinas y las posibles vías de transducción de señales inducidas dentro del huésped después de la intoxicación. Este artículo discutirá cómo estos hallazgos encajan con los modelos actuales y cómo podrían influir en los estudios futuros.

    Bacillus thuringiensis is widely used as a biological pesticide to control insects that either cause damage to crops or transmit disease. That it can also target the model organism Caenorhabditis elegans has not only provided exciting new insights into how the toxins produced by the bacterium target their victims but also how target insects counter the attack. Modern approaches such as reverse genetics and microarray technology have revealed novel receptors for the toxins and possible signal transduction pathways induced within the host following intoxication. This article will discuss how these findings fit in with current models and how they might influence future studies.

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  • 6. Evidencia de una reducida colonización micótica micorrízica arbuscular en múltiples líneas de maíz Bt.
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  • Titulo original: Evidence of reduced arbuscular mycorrhizal fungal colonization in multiple lines of Bt maize.
  • Autores: Cheeke, T.; Rosenstiel, T.; Cruzan, M.
  • Revista: American Journal of Botany, 99(4): 700707.
  • Año: 2012
  • Palabras clave: Bacillus thuringiensis; Cry1Ab ; Cry34/35Ab1; Cry3Bb1; Cry1F; Glycine max; Soya; Maíz; Zea mays; Toxina
  • PREMISA DEL ESTUDIO: El maíz Bacillus thuringiensis (Bt) resistente a insectos se cultiva ampliamente, sin embargo, pocos estudios han examinado la interacción de los hongos micorrízicos arbusculares simbióticos (HMA) con diferentes líneas de maíz Bt. Como simbiontes obligados, los HMA pueden ser sensibles a los cambios genéticos dentro de una planta huésped. Las evaluaciones anteriores del impacto de los cultivos Bt en los HMA han sido inconsistentes, y debido a que la mayoría de los estudios se realizaron en condiciones experimentales dispares, los resultados son difíciles de comparar. MÉTODOS: Evaluamos la colonización de HMA en nueve líneas de maíz Bt, que difieren en número y tipo de rasgo diseñado, y cinco híbridos de base parental (P) casi isogénicos correspondientes en microcosmos de invernadero. Las plantas se cultivaron en un 50% de suelo agrícola local con bajos niveles de fertilización, y la colonización de HMA se evaluó a los 60 y 100 d. Los efectos no previstos del cultivo de Bt sobre la colonización de HMA se analizaron en un cultivo posteriormente plantado de Glycine max, que se sembró en un suelo que había sido acondicionado previamente durante 60 días con maíz Bt o P. RESULTADOS CLAVE: Encontramos que el maíz Bt tenía niveles más bajos de colonización de HMA en sus raíces que en las líneas parentales no Bt. Sin embargo, las reducciones en la colonización de HMA no se relacionaron con la expresión de una proteína Bt particular. No hubo diferencias en la colonización de HMA en G. max cultivadas en el suelo acondicionado previamente con Bt o P. CONCLUSIONES: Estos hallazgos son la primera demostración de una reducción en la colonización de HMA en múltiples líneas de maíz Bt cultivadas en las mismas condiciones experimentales y contribuyen al creciente conocimiento que examina los efectos imprevistos del cultivo de Bt en organismos edáficos no objetivo".

    PREMISE OF THE STUDY: Insect-resistant Bacillus thuringiensis (Bt) maize is widely cultivated, yet few studies have examined the interaction of symbiotic arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) with different lines of Bt maize. As obligate symbionts, AMF may be sensitive to genetic changes within a plant host. Previous evaluations of the impact of Bt crops on AMF have been inconsistent, and because most studies were conducted under disparate experimental conditions, the results are difficult to compare. METHODS: We evaluate AMF colonization in nine Bt maize lines, differing in number and type of engineered trait, and five corresponding near-isogenic parental (P) base hybrids in greenhouse microcosms. Plants were grown in 50% local agricultural soil with low levels of fertilization, and AMF colonization was evaluated at 60 and 100 d. Nontarget effects of Bt cultivation on AMF colonization were tested in a subsequently planted crop, Glycine max, which was seeded into soil that had been preconditioned for 60 d with Bt or P maize. KEY RESULTS: We found that Bt maize had lower levels of AMF colonization in their roots than did the non-Bt parental lines. However, reductions in AMF colonization were not related to the expression of a particular Bt protein. There was no difference in AMF colonization in G. max grown in the Bt- or P-preconditioned soil. CONCLUSIONS: These findings are the first demonstration of a reduction in AMF colonization in multiple Bt maize lines grown under the same experimental conditions and contribute to the growing body of knowledge examining the unanticipated effects of Bt crop cultivation on nontarget soil organisms.

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  • 7. Efecto del algodón transgénico Bt en la salud biológica del suelo
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  • Titulo original: Effect of Bt- transgenic cotton on soil biological health
  • Autores: Kulandaivelu, V.; Desouza, B.
  • Revista: CAB Reviews
  • Año: 2017
  • Palabras clave: Algodón; Bacillus thuringiensis; Cry; Toxinas; Suelo; Proteínas Cry
  • El algodón es un importante cultivo de importancia económica mundial. Para el control efectivo del gusano del algodón, el algodón transgénico Bacillus thuringiensis (Bt) se introdujo a escala comercial en 1996, con el objetivo de reducir el consumo de pesticidas. Actualmente, el algodón transgénico se cultiva en 24 millones de hectáreas, que ocupan el 14% de la superficie mundial sembrada con cultivos transgénicos (185,1 millones de hectáreas). En años recientes se han dirigido considerables esfuerzos de investigación hacia el estudio y la evaluación del uso de cultivos transgénicos. Aunque se ha mencionado que el algodón Bt transgénico ese efectivo en el control de insectos, aún persisten las preocupaciones sobre su impacto ecológico en la función del ecosistema del suelo y la biodiversidad. Esta revisión se centra principalmente en la persistencia de la toxina Cry, si la hay, y su impacto en el funcionamiento del ecosistema del suelo; porque la agricultura sostenible depende del suelo, el recurso natural básico. De acuerdo a la investigación de las naciones productoras de algodón, no hay una justificación sólida que señale los efectos adversos sobre la salud o la fertilidad del suelo en términos de biología y ecología del suelo después del cultivo de algodón transgénico. Las proteínas Cry liberadas a través de los exudados de las raíces y los residuos vegetales del algodón Bt parecen no tener efectos consistentes y a largo plazo en la biología del suelo. Se indicaron algunas diferencias entre el algodón Bt y no Bt para la estructura de la comunidad microbiana del suelo y su población. Sin embargo, la mayoría de los estudios indicaron que estas diferencias eran de naturaleza transitoria y no estadísticamente significativas. Por lo tanto, las diferencias observadas pueden no estar relacionadas con los transgenes Bt insertados.

    Cotton is an important fibre crop of global and economic significance. For effective control of bollworms, transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) cotton was introduced on a commercial scale in 1996, with an aim to reduce pesticide consumption. Presently, transgenic cotton is grown on 24 million hectares, which occupies 14% of global acreage planted to transgenic crops (185.1 million hectares). In recent years, considerable research efforts have been directed towards the study and assessment of the use of transgenic crops. Although transgenic Bt cotton is proven for its benefits in controlling insects, concerns still remain about its ecological impact on soil ecosystem function and biodiversity. This review focuses primarily on the persistence of cry toxin, if any, and impact on soil ecosystem functioning; because sustainable agriculture depends on soil – the basic natural resource. Based on the research from cotton-growing nations, there was no solid substantiation that points out adverse effects on soil health or fertility in terms of soil biology and ecology following cultivation of transgenic cotton. The Cry proteins released through root exudates and plant residues of Bt cotton appears to have no consistent and long-term effects on the soil biology. Some differences between Bt and non-Bt cotton were indicated for soil microbial community structure and their population. However, majority of the studies indicated that these differences were transient in nature and not statistically significant. Therefore, differences observed may not be related to the inserted Bt transgenes.

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  • 8. La toxina Cry3Aa de Bacillus thuringiensis expresada en la papa, específica para el escarabajo reduce el rendimiento de una polilla
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  • Titulo original: Potato expressing beetle–specific Bacillus thuringienis Cry3Aa toxin reduces performance of a moth
  • Autores: Hussein, H.; Habustov., O.; Turanli, F.; Sehnal, F.
  • Revista: Journal of Chemical Ecology, 32, 1–13.
  • Año: 2006
  • Palabras clave: Bacillus thuringiensis; Spodoptera littoralis; Leptinotarsa decemlineata; Toxicidad; Cry3Aa; Toxinas Bt; Plagas; Control biológico; Actividad insecticida
  • La expresión de la toxina Cry3Aa de Bacillus thuringiensis específica contra el escarabajos (Leptinotarsa ​​decemlineata), que provoca que un cultivo de papa modificado genéticamente sea resistente al escarabajo de patata de Colorado Leptinotarsa ​​decemlineata, ejerce un efecto perjudicial sobre la polilla polífaga (Spodoptera littoralis). Las orugas de S. littoralis se alimentan menos y producen pupas más pequeñas en un cultivo genéticamente modificado (NewLeaf Superior) que en el cultivo parental no transgénico (Superior). Las eficiencias de conversión de la materia seca total, el calor de combustión, el carbono y el nitrógeno de las hojas a la biomasa de los insectos son similares en ambos cultivos. A pesar de una aprovechamiento similar de los alimentos y una diferencia relativamente pequeña en la masa corporal en la pupación, las hembras adultas que se desarrollaron a partir de orugas alimentadas con NewLeaf Superior depositan una media de 309 huevos en comparación con una media de 713 huevos depositados por las hembras que se desarrollaron a partir de orugas alimentadas con Superior. Debido a esta diferencia y a una reducción simultánea en la fertilidad (incubabilidad del huevo) de 78 a 48%, un par de adultos que se alimentaron como larvas en NewLeaf Superior producen solo 148 larvas, mientras que un par de adultos que se alimentaron como larvas en Superior producen 556 larvas . Se sugiere que las pequeñas cantidades de Cry3Aa que se acumulan en el tejido del insecto persisten hasta la etapa adulta, y son responsables de la disminución en la reproducción.

    Expression of the Bacillus thuringiensis beetle-specific toxin Cry3Aa, which renders a genetically modified potato cultivar resistant to the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata, exerts a deleterious effect on the polyphagous moth Spodoptera littoralis. The caterpillars of S. littoralis feed less and produce smaller pupae on the genetically modified cultivar (NewLeaf Superior) than on the parental nontransgenic cultivar (Superior). The conversion efficiencies of total dry matter, combustion heat, carbon, and nitrogen from leaves to insect biomass are similar on both cultivars. In spite of similar food utilization and a relatively small difference in the body mass at pupation, female adults that developed from caterpillars fed on NewLeaf Superior lay a mean of 309 eggs compared to a mean of 713 eggs deposited by females that developed from caterpillars fed on Superior. Because of this difference and a simultaneous reduction in fertility (egg hatchability) from 78 to 48%, a pair of adults that fed as larvae on NewLeaf Superior produces only 148 larvae, whereas a pair of adults that fed as larvae on Superior produces 556 larvae. We suggest that small amounts of Cry3Aa that accumulate in insect tissue and persist until the adult stage are responsible for the decline in reproduction.

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  • 9. Otra opinión sobre las proteínas Bt: ¿Qué tan específicas son y qué más podrían hacer?
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  • Titulo original: Another View on Bt Proteins – How Specific are They and What Else Might They Do?
  • Autores: Hilbeck, A; Schmidt J.E.U.
  • Revista: Biopestic. Int. 2 (1): 1-50
  • Año: 2006
  • Palabras clave: Bacillus thuringiensis; Toxina; cry1Ab; Toxicidad; Plantas transgénicas; Cultivo Bt; Control de insectos; Proteínas Cry; Actividad insecticida
  • La bacteria entomopatógena Bacillus thuringiensis (Bt) y sus toxinas se usan ampliamente con fines de control de plagas en la agricultura, silvicultura y programas de salud pública desde 1930. Además de las formulaciones en aerosol, las plantas transgénicas contienen genes Bt para la expresión de las toxinas (plantas Bt) están disponibles comercialmente desde mediados de la década de 1990 y se cultivan en un porcentaje creciente del área agrícola mundial. Una de las principales razones de la importancia de Bt como plaguicida es la supuesta seguridad ambiental que se concluye a partir de la alta especificidad de sus endotoxinas (proteínas Cry) hacia un número limitado de organismos objetivo, en su mayoría grupos distintos de insectos plaga. Si bien el modo de acción de las toxinas Cry en estos insectos objetivo susceptibles está bien estudiado, los expertos de Bt afirman que varios detalles aún no se comprenden lo suficiente. Aunque existe una experiencia considerable con la aplicación y la seguridad ambiental de los aerosoles Bt, en el pasado se publicaron varios trabajos de investigación que informaron efectos adversos en organismos no objetivo. Estos y el uso generalizado de plantas transgénicas Bt nos estimuló a revisar los estudios publicados de alimentación en laboratorio sobre los efectos de las toxinas Bt y las plantas transgénicas Bt en invertebrados no objetivo. Describimos aquellos informes que documentaron los efectos adversos en organismos no objetivo con mayor detalle y nos centramos en un ejemplo prominente, la crisopa, Chrysoperla carnea. Discutiendo nuestros hallazgos en contexto con los estudios moleculares actuales, argumentamos en primer lugar que la evidencia de los efectos adversos en organismos no objetivo es lo suficientemente convincente como para merecer más investigación. Además, de nuestro análisis en profundidad, llegamos a la conclusión de que los informes publicados que estudian los efectos de las toxinas Bt, de los pesticidas Bt y las plantas transgénicas Bt sobre las larvas de crisopa, proporcionan datos complementarios y no contradictorios. Y, finalmente, encontramos que aún faltan experimentos clave que expliquen el modo de acción, no solo en esta especie no objetivo afectada en particular, sino también en la mayoría de las otras especies no objetivo afectadas. Teniendo en cuenta el área de producción mundial de cultivos Bt, en constante aumento, parece prudente comprender a fondo cómo las toxinas Bt pueden afectar a los organismos no objetivo.

    The entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis (Bt) and its toxins are extensively used for pest control purposes in agriculture, forestry and public health programmes since the 1930. In addition to spray formulations, transgenic plants containing Bt genes for the expression of the toxins (Bt plants) are commercially available since the mid 1990s and are grown on an increasing percentage of the global agricultural area. A main reason for the importance of Bt as a pesticide is the assumed environmental safety concluded from the high specificity of its endotoxins (Cry proteins) towards a limited number of target organisms, mostly distinct groups of pest insects. While the mode of action of the Cry toxins in these susceptible target insects is well studied, Bt experts claim that several details are still not understood well enough. Although there is considerable experience with the application and the environmental safety of Bt sprays, a number of research papers were published in the past that did report adverse effects on non-target organisms. These and the widespread use of transgenic Bt plants stimulated us to review the published laboratory feeding studies on effects of Bt toxins and transgenic Bt plants on non-target invertebrates. We describe those reports that documented adverse effects in non-target organisms in more detail and focus on one prominent example, the green lacewing, Chrysoperla carnea. Discussing our findings in the context of current molecular studies, we argue firstly that the evidence for adverse effects in non-target organisms is compelling enough that it would merit more research. We further conclude from our in-depth analysis that the published reports studying the effects of Bt toxins from Bt pesticides and transgenic Bt plants on green lacewing larvae provide complementary and not contradictory data. And, finally, we find that the key experiments explaining the mode of action not only in this particular affected non-target species but also in most other affected non-target species are still missing. Considering the steadily increasing global production area of Bt crops, it seems prudent to thoroughly understand how Bt toxins might affect non-target organisms.

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  • 10. Modo de acción de las toxinas Cry y Cyt de Bacillus thuringiensis y su potencial para el control de insectos
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  • Titulo original: Mode of action of Bacillus thuringiensis Cry and Cyt toxins and their potential for insect control
  • Autores: Bravo, A.; Gill, S.; Sober.n, M. 
  • Revista: Toxicon, 49, 423–435.
  • Año: 2007
  • Palabras clave: Toxinas Cry ; Toxinas Cyt; Bacillus thuringiensis; Receptor; Insectos; Synergism; Plantas transgénicas; Proteínas Cry
  • Las familias de proteínas Crystal (Cry) y Cytolitic (Cyt) de Bacillus thuringiensis son un grupo diverso de proteínas con actividad contra insectos de diferentes órdenes: Lepidoptera, Coleoptera, Diptera y también contra otros invertebrados como los nemátodos. Su acción principal es lisar las células epiteliales del intestino medio, insertándolas en la membrana objetivo y formando poros. Entre este grupo de proteínas, los miembros de la familia 3-Domain Cry se utilizan en todo el mundo para el control de insectos, y su modo de acción se ha caracterizado con cierto detalle. Los análisis filogenéticos establecieron que la diversidad de la familia 3-Dimain Cry se desarrolló por la evolución independiente de los tres dominios y por el intercambio del dominio III entre las toxinas. Al igual que otras toxinas formadoras de poros (TFP) que afectan a los mamíferos, las toxinas Cry interactúan con receptores específicos ubicados en la superficie de la célula huésped y son activadas por las proteasas del huésped después de la unión con el receptor, lo que da como resultado la formación de una estructura oligomérica pre-poro que es competente en inserción. En contraste, las toxinas Cyt interactúan directamente con los lípidos de la membrana y se insertan en la membrana. La evidencia reciente sugiere que Cyt sinergiza o supera la resistencia a las proteínas de las proteínas mosquitocidas-Cry al funcionar como un receptor unido a la membrana Cry. En esta revisión resumimos los hallazgos recientes sobre el modo de acción de las toxinas Cry y Cyt, y las comparamos con el modo de acción de otras PFT bacterianas. Además, discutimos su uso en el control de plagas de insectos agrícolas e insectos vectores de enfermedades humanas.

    Bacillus thuringiensis Crystal (Cry) and Cytolitic (Cyt) protein families are a diverse group of proteins with activity against insects of different orders--Lepidoptera, Coleoptera, Diptera and also against other invertebrates such as nematodes. Their primary action is to lyse midgut epithelial cells by inserting into the target membrane and forming pores. Among this group of proteins, members of the 3-Domain Cry family are used worldwide for insect control, and their mode of action has been characterized in some detail. Phylogenetic analyses established that the diversity of the 3-Domain Cry family evolved by the independent evolution of the three domains and by swapping of domain III among toxins. Like other pore-forming toxins (PFT) that affect mammals, Cry toxins interact with specific receptors located on the host cell surface and are activated by host proteases following receptor binding resulting in the formation of a pre-pore oligomeric structure that is insertion competent. In contrast, Cyt toxins directly interact with membrane lipids and insert into the membrane. Recent evidence suggests that Cyt synergize or overcome resistance to mosquitocidal-Cry proteins by functioning as a Cry-membrane bound receptor. In this review we summarize recent findings on the mode of action of Cry and Cyt toxins, and compare them to the mode of action of other bacterial PFT. Also, we discuss their use in the control of agricultural insect pests and insect vectors of human diseases.

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