Effects of Bt maize on Frankliniella tenuicornis and exposure of thrips predators to prey‐mediated Bt toxin

Abstract

As a part of a risk assessment procedure, the impact of Bt maize expressing Cry1Ab toxin on the thrips Frankliniella tenuicornis (Uzel) (Thysanoptera: Thripidae) was investigated, and the potential risks for predators feeding on thrips on Bt maize were evaluated. The effects of Bt maize on F. tenuicornis were assessed by measuring life-table parameters when reared on Bt and non-Bt maize. The content of Cry1Ab toxin in different stages of F. tenuicornis reared on Bt maize and the persistence of the toxin in adults where determined in order to evaluate the possible exposure of predators when feeding on thrips. In addition, Chrysoperla carnea (Stephens) (Neuroptera: Chrysopidae) was used as a model predator to assess how the behaviour of prey and predator may influence the exposure of a natural enemy to the Bt toxin. Life-table parameter results showed that F. tenuicornis was not affected when it was reared on Bt maize. This indicates that the potential for prey quality-mediated effects on predators is low. Bt content was highest in thrips larvae and adults, and negligible in the non-feeding prepupal and pupal stages. The persistence of the Cry1Ab toxin in adult F. tenuicornis was short, resulting in a decrease of 97% within the first 24 h. Predation success by young C. carnea larvae varied among the thrips stages, indicating that exposure of predators to Bt toxin can additionally depend on the prey stage. When combining the current knowledge of the susceptibility of major thrips predators with our findings showing no potential for prey quality-mediated effects, relatively low toxin content in thrips as well as short persistence, it can be concluded that the risks for predators when feeding on thrips in or next to Bt maize fields are negligible.

Impacts of SixBtRice Lines on Nontarget Rice Feeding Thrips Under Laboratory and Field Conditions

“…These results were in agreement with previous reports that Bt insecticidal protein could be detected in Bt rice-fed N. lugens (Bernal et al 2002, Chen et al 2005) and in Bt rice-fed C. medinalis (Chen et al 2009). Similarly, Bt insecticidal protein could also be transferred from Bt maize to nontarget herbivores such as the aphid Rhopalosiphum padi L. (Hemiptera: Aphididae) (Raps et al 2001) and the thrip Frankliniella tenuicornis (Uzel) (Thysanoptera: Thripidae) (Obrist et al 2005). Our results also showed that the concentration of Bt insecticidal protein in Bt rice-fed S. biformis positively increased with an increase in the concentration of Bt insecticidal protein in Bt rice leaves.…”

“…Other studies, however, showed that there were no effects of Bt maize on aphids (Head et al 2001, Raps et al 2001, Bourguet et al 2002, Dutton et al 2002. Similarly, performance by thrips, F. tenuicornis (Uzel) and Anaphothrips obscurus (Muller) (Thysanoptera: Thripidae), in their study was not signiÞcantly different between Bt and non-Bt maize in studies by Zwahlen et al (2000), Obrist et al (2005), but thrips density was signiÞcantly higher in Bt maize in the study of Bourguet et al (2002). In the light of these few studies of transgenic crops, it is obvious that we must try to sort out case-by-case studies of nontarget arthropods on transgenic crops.…”

Impact environnemental des cultures transgéniques

“…Plusieurs études ont été menées en laboratoire pour évaluer les impacts indirects des variétés transgéniques Bt sur la croissance, le développement et la survie d'organismes variés, avec comme modèles différents insectes prédateurs et parasitoïdes mis en contact avec des proies herbivores nourries de matériel transgénique (Tableau 3). Dans plusieurs cas, les effets notés étaient négligeables, en lien avec l'action spécifique des toxines Cry contre les herbivores ciblés par les lignées à l'étude (Bernal et al 2002a; Dogan et al 1996; Dutton et al 2002;Obrist et al 2005;Ponsard et al 2002;Riddick et Barbosa 2000;Schuler et al 2001;Zwahlen et al 2000). En revanche, des effets négatifs ont été notés dans plusieurs cas, aussi bien pour des insectes prédateurs (Dutton et al 2002;Hilbeck et al 1998;Ponsard et al 2002;Raps et al 2001; Selon les données disponibles, l'impact négatif des lignées Bt sur ces organismes serait lié à une mauvaise santé des proies (ou des hôtes) herbivores causée par l'ingestion de protéines Cry et à une baisse conséquente de leur qualité nutritionnelle.…”

“…En revanche, des effets négatifs ont été notés dans plusieurs cas, aussi bien pour des insectes prédateurs (Dutton et al 2002;Hilbeck et al 1998;Ponsard et al 2002;Raps et al 2001; Selon les données disponibles, l'impact négatif des lignées Bt sur ces organismes serait lié à une mauvaise santé des proies (ou des hôtes) herbivores causée par l'ingestion de protéines Cry et à une baisse conséquente de leur qualité nutritionnelle. Un exemple éloquent à cet effet est celui de l'insecte pré-dateur Chrysoperla carnea Stephens [Neuroptera : Chrysopidae], dont les paramètres de développement sont affectés par des hybrides de maïs Bt exprimant la toxine Cry1Ab si le vecteur herbivore est un lépi-doptère sensible à la toxine (Dutton et al 2002;Hilbeck et al 1998;Raps et al 2001), mais ne sont pas affectés si l'insecte est nourri de proies insensibles à la toxine comme des pucerons, des thrips ou des acariens (Dutton et al 2002;Lozzia et al 1998;Obrist et al 2005). Ces observations, supportées par des études comportementales démontrant la préférence du même prédateur pour des lépidoptères nourris de matériel végétal non transgénique (Meier et Hilbeck 2001) ou celle de l'insecte parasitoïde Cotesia plutellae Kurdjumov [Hymenoptera : Branocidae] pour des hôtes résistants à la toxine recombinante (Schuler et al 1999(Schuler et al , 2003, suggèrent que les effets indirects des variétés transgéniques Bt résulteraient plus d'une mauvaise qualité des proies (ou des hôtes) que d'un effet spécifique des toxines exprimées dans les plantes modifiées.…”

“…En lien avec l'action des toxines du Bt contre certains groupes d'insectes, des effets négatifs ont été notés dans les cas où l'espèce considérée était apparentée à l'insecte visé par la toxine exprimée. Pour les hybrides de maïs exprimant la toxine Cry1Ab, par exemple, des effets négatifs ont été observés contre certains lépidoptères apparentés à la pyrale du maïs (Felke et al 2002; Hansen Jesse et Obrycki 2000;Losey et al 1999;Pilcher et al 1997a;Zangerl et al 2001), alors qu'aucun effet significatif n'était observé, en champ comme en laboratoire, pour une gamme d'espèces plus éloignées incluant des pucerons, des acariens et divers arthropodes omnivores (Duan et al 2002;Head et al 2001;Lozzia et al 1998Lozzia et al , 2000Lumbierres et al 2004;Lundgren et Wiedenmann 2002;Obrist et al 2005;Pilcher et al 1997b). Dans le cas d'une ingestion de toxine via le pollen, les impacts négatifs observés pour certains lépidoptères étaient associés systéma-tiquement à l'hybride Event 176 (Felke et al 2002; Hansen Jesse et Obrycki 2000;Losey et al 1999;Stanley-Horn et al 2001;Zangerl et al 2001), reconnu pour sa teneur élevée en protéine recombinante dans les tissus du pollen.…”