好事过头反成灾：美国过度种植Bt玉米的后果

Bt玉米通过导入一种名为苏云金芽孢杆菌（简称Bt）的土壤细菌基因而产生天然杀虫剂。某些Bt玉米品种通过使根部对玉米根虫产生毒性来杀死它们，尽管玉米对人类和动物是安全的。但在美国玉米带10个州进行多年研究后，科学家发现这种玉米的种植面积越大，其效力就越低。

研究主要作者为密歇根州立大学John A. Hannah杰出教授吴飞霞（Felicia Wu）的博士毕业生叶紫薇（Ziwei Ye）。吴教授指出，美国是全球最大的大田玉米生产国，占全球玉米出口量的近40%。

"美国大田玉米用于人类食品、动物饲料和乙醇生产。我们食用的玉米粉、粗玉米粥、玉米片、玉米脆片和玉米饼都来自大田玉米——而非鲜食玉米棒，"吴教授解释。"但大田玉米长期遭受玉米根虫侵扰，这是现存最顽强、最惊人的害虫之一。我常将玉米根虫比作'洛基'——它如同诡计之神，不断进化出抵御能力，不仅对抗杀虫剂或Bt玉米，甚至能克服轮作措施。这已给农民造成数十亿美元损失。"

为何'洛基'对Bt玉米的内置保护日益产生抗性？吴教授团队发现农民过量种植Bt玉米，尤其在东部玉米带（俄亥俄、密歇根、宾夕法尼亚州），既无额外效益又增加种子成本。这些东部州的玉米根虫问题远不及西部主产区（艾奥瓦、伊利诺伊和内布拉斯加州）。

"问题在于东部玉米带农民过度种植Bt玉米，尽管当地根虫并非主要危害，"吴教授强调。"这意味着环境中大量存在含根虫毒素的Bt玉米根系。对'洛基'般的根虫而言，这将加速其抗性进化。"

"农业领域的普遍规律是：特定农药或抗生素在环境中投放量越大，害虫或细菌因选择压力产生抗性的速度就越快——这是适者生存的必然结果。生物体总能找到生存之道。这不仅适用于转基因作物。"

这已造成额外经济损失：含抗根虫蛋白的Bt种子价格更高，在东部却无必要。每次引入新抗虫性状都会增加单粒种子成本。研究估算，若东部州将Bt玉米种植比例从50%降至18%，单年可为农民节省9900万美元，全周期效益可达19.8亿美元。

研究呼吁更审慎平衡地使用Bt玉米，包括增加非抗根虫种子选项，并加强与农民的沟通。吴教授强调，为维持这种强大生物技术作物的效力，必须避免过度使用并探索兼顾农民利益与环境保护的新路径。

"我们需要更谨慎地种植Bt玉米，"吴教授指出。"东部农民可采用成本更低的玉米品种，这些品种虽不抗根虫，但能防治当地其他害虫。若在东部持续种植抗根虫Bt品种，只会加速整个行业受负面影响的时间表。"

本研究成果发表于《科学》期刊，研究经费部分由美国农业部自然资源保护局提供。