Биологические факторы
- Плейотропные эффекты трансгена: вставленный ген может изменять метаболизм растения (например, перенаправлять ресурсы на синтез белка защиты), что уменьшает рост или зернообразование — упрощённо: $G=R-D$, где $G$ — рост/урожай, $R$ — доступные ресурсы, $D$ — затраты на защиту.
- Инсерционная мутация: вставка ДНК могла нарушить или дезрегулировать важный эндогеный ген (развитие корней, цветение, фотосинтез).
- Эпигенетическая или транскрипционная супрессия: экспрессия трансгена или соседних генов может динамически меняться (тисьма/сильное/снижение экспрессии) в зависимости от условий, давая непредсказуемые эффекты на продуктивность.
- Стоимость выражения белка защиты: постоянная синтеза токсина/фермента потребляет энергию и аминокислоты, что особенно критично при ограниченных ресурсах (питание, вода).
- Нарушение гормонального баланса и фенологии: модификации могут изменить регуляцию фитогормонов (ауксины, гиббереллины), приводя к запаздыванию или нарушению опыления и формированию зерна.
- Снижение генетического фитнеса гибридов/семян: качество семян или взаимодействие трансгена с местными генотипами могло уменьшить жизнеспособность/компенсацию стресса.
Экологические и сообщественные факторы
- Сдвиг в сообществе вредителей: подавление целевого вредителя освобождает нишу для второстепенных/новых вредителей (например, сосущие насекомые), не контролируемых трансгеном, что увеличивает потери урожая.
- Снижение численности естественных врагов: изменение применения пестицидов или изменение характеристик растения может уменьшить популяции хищников/паразитоидов и привести к вспышкам вторичных вредителей.
- Изменения корневой микробиоты и микоризы: модификация белков/эксудатов корней или присутствие Bt-белка в почве может изменить колонизацию микоризой/бактериями, ухудшив поглощение фосфора и азота.
- Воздействие на почвенные детритофаги и разграждение органики: устойчивые к разложению белки в корнях/остатках могут нарушать круговорот питательных веществ и снижать плодородие.
- Ухудшение взаимодействия с опылителями: изменение фенологии цветения или профиля летучих соединений может снизить посещаемость опылителей и завязываемость зерна.
- Климато‑средовые взаимодействия (G×E): трансгенетические эффекты могут проявляться только при определённых стрессах (засуха, высокая температура), усиливая уязвимость растения.
- Неправильный агроменеджмент: односторонние изменения в севообороте, повышенная плотность посевов или сокращение удобрений при уверенности в защите от вредителя — всё это может снизить урожайность и усилить вредоносные эффекты.
Дополнительные механизмы/чек‑линия для расследования
- Снижение экспрессии трансгена при высоких температурах (температурочувствительность экспрессии Bt).
- Развитие резистентных штаммов вредителя с изменением поведения (раннее питание, иные органы питания).
- Загрязнённость/качество семян, случайная смешанная линия при размножении семян.
Рекомендации для верификации причин (кратко)
- Сравнительные полевые и лабораторные испытания модифицированной и близкой немодифицированной линии в тех же условиях; анализ экспрессии трансгена и фитофизиологических показателей.
- Мониторинг сообщества вредителей и естественных врагов, анализ почвенной микробиоты и микоризы.
- Оценка агрономических практик и погодных рекордов в регионе.
Если нужно, могу предложить план экспериментов и список измерений для установки причин.