The impact of secondary pests on Bacillus thuringiensis (Bt) crops

The intensification of agriculture and the development of synthetic insecticides enabled worldwide grain production to more than double in the last third of the 20th century. However, the heavy dependence and, in some cases, overuse of insecticides has been responsible for negative environmental and ecological impacts across the globe, such as a reduction in biodiversity, insect resistance to pesticides, negative effects on nontarget species (e.g. natural enemies) and the development of secondary pests. The use of recombinant DNA technology to develop genetically engineered (GE) insect resistant crops could mitigate many of the negative side effects of pesticides. One such genetic alteration enables crops to express toxic crystalline (Cry) proteins from the soil bacteria Bacillus thuringiensis (Bt). Despite the widespread adoption of Bt crops, there are still a range of unanswered questions concerning longer term agro-ecosystem interactions. For instance, insect species that are not susceptible to the expressed toxin can develop into secondary pests and cause significant damage to the crop. Here we review the main causes surrounding secondary pest dynamics in Bt crops and the impact of such outbreaks. Regardless of the causes, if non-susceptible secondary pest populations exceed economic thresholds, insecticide spraying could become the immediate solution at farmers’ disposal, and the sustainable use of this genetic modification technology may be in jeopardy. Based on the literature, recommendations for future research are outlined that will help to improve the knowledge of the possible longterm ecological trophic interactions of employing this technology.

Caracterização da mutagênese por inserção do retrotransposon Tos17 em genótipos de arroz

O aumento do potencial produtivo da cultura de arroz via melhoramento genético está principalmente relacionado ao rendimento, a qualidade de grãos e a obtenção de plantas resistentes a doenças e pragas. Neste caso, deve ser explorada a variabilidade genética natural ou induzida através de agentes mutagênicos físicos, químicos ou biológicos. A vantagem do uso de mutagênicos biológicos, como os transposons e os retrotransposons, é que ao serem inseridos podem interrompem um gene causando uma mutação. Esta retrotransposição deixa uma marca que possibilita a identificação molecular do local de inserção. No presente trabalho, foi utilizada a estratégia de mutagênese insercional através de eventos de transposição do retrotransposon Tos17, induzido por cultura in vitro. A análise de diferentes genótipos de arroz é muito importante para avaliar se a transposição ocorre de forma similar em genótipos distintos. Foram avaliados calos embriogênicos de cultivares que têm um histórico de variabilidade genética em homozigose, linhagens obtidas através de cruzamentos com espécies silvestres e ecótipos de arroz vermelho, submetidos a 6 meses de cultura in vitro. O método escolhido para avaliar o número de cópias de Tos17 em calos embriogênicos foi a quantificação relativa por PCR em tempo real. A identificação dos genes mutados pela inserção do retrotransposon foi feita através do isolamento e amplificação das seqüências que flanqueiam os insertos de Tos17. O resultado deste experimento indica um aumento no número de cópias de Tos17 em 8 dos 21 genótipos avaliados. O seqüenciamento dos fragmentos de DNA que flanqueiam os insertos do retrotransposon Tos17, indicaram alta similaridade com seqüências genômicas não codificantes de arroz.

Avaliação dos parâmetros genéticos em progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho composto Flint para resistência à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.)

Foram estudadas 100 progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho (Zea mays L.) Composto Flint com o objetivo de avaliar a resistência de genótipos à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.). Foram obtidos os valores de danos médios da lagarta-da-espiga de 1,14 cm de comprimento na espiga determinado pela escala de Widstrom e coeficiente de variação experimental (CVE) de 23,4%. Dos parâmetros genéticos avaliados, a estimativa de herdabilidade (h²) foi de 6%, variância genética (VG) de 0,0015 cm² e variância fenotípica (VF) de 0,025 cm² para danos de H. zea. No entanto, o comprimento da ponta da bráctea e compactação da bráctea alcançaram resultados de herdabilidade de 75% e 72% respectivamente. Essa sub-população de milho apresenta variabilidade genética suficiente para utilização em programas de melhoramento, sendo que a resistência à lagarta-da-espiga pode ser obtida através da melhoria dos caracteres morfológicos diretamente relacionados à praga, como a compactação e comprimento da bráctea.

Avaliação de tecnologias de refúgio no cultivo de milho transgênico

O objetivo deste trabalho foi comparar o uso de refúgio tradicional em áreas separadas com a tecnologia alternativa de refúgio pela mistura de sementes não transgênicas no saco (refuge in the bag - RIB) em diferentes proporções. Foram utilizados os híbridos comerciais transgênicos AG 7000YG e DKB 390YG com refúgios plantados com as respectivas cultivares convencionais. Avaliaram-se sete tratamentos: RIB com quatro proporções de mistura de sementes não transgênicas (2,5, 5,0, 7,5 e 10%) no saco; refúgio tradicional, com 10% da área plantada exclusivamente com cultivar não transgênica; e área totalmente cultivada com plantas transgênicas ou totalmente com plantas não transgênicas. O híbrido DKB 390YG foi o mais produtivo. Para este híbrido, não foram observadas diferenças de produtividade entre os tratamentos, com exceção do controle inteiramente convencional, que produziu menos. Com o híbrido AG 7000YG, a tecnologia RIB com proporções de 5,0 e 7,5% de sementes não transgênicas apresentou as maiores produtividades, significativamente superiores às do refúgio tradicional, que não diferiu do controle convencional. Nos tratamentos RIB, as diferenças nas intensidades de dano por Spodoptera frugiperda não se refletiram em diferenças na produtividade. O refúgio no saco é alternativa viável para substituir o método de refúgio utilizado atualmente.

A morphometric study of the midgut in resistant and non-resistant Anticarsia gemmatalis (Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae) larvae to its nucleopolyhedrovirus (AgMNPV)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Metodologias de pesquisa e tipos de resistência em genótipos de soja a Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae)

Pós-graduação em Agronomia (Entomologia Agrícola) - FCAV

Não preferência para oviposição e antibiose em genótipos de eucalipto a Glycaspis brimblecombei Moore, 1964 (Hemiptera: Psyllidae)

Pós-graduação em Agronomia (Entomologia Agrícola) - FCAV

Comparações de métodos e proporções de áreas de refúgio em dois híbridos de milho transgênico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Resistência de genótipos de soja Glycine max (L.) a Piezodorus guildinii (Westwood)(Hemiptera: Pentatomidae)

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Influência de gerações de Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) e de radiação no desempenho de isolados de Bacillus thuringiensis Berliner

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

cis-Jasmone e Tween 20 na indução de metabólitos secundários em soja e seus efeitos em insetos-praga

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Interação de proteínas Cry1 e Vip3A de Bacillus thuringiensis para controle de lepidópteros-praga

O objetivo deste trabalho foi avaliar a suscetibilidade das lagartas Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Erebidae) e Chrysodeixis includens (Lepidoptera: Noctuidae) às proteínas Cry1 e Vip3A, bem como determinar se há a interação entre essas proteínas no controle das duas espécies. Bioensaios com as proteínas isoladas e em combinações foram realizados, e as concentrações letais CL50 e CL90 foram estimadas para cada condição. As proteínas Cry1Aa, Cry1Ac e Vip3Af foram as mais efetivas no controle de A. gemmatalis, enquanto Cry1Ac, Vip3Aa e Vip3Af foram mais efetivas no de C. includens. As proteínas Cry1Ac e Cry1Ca causaram maior inibição do desenvolvimento das larvas sobreviventes à CL50, em ambas as espécies. Combinações entre Vip3A e Cry1 apresentam efeito sinérgico no controle das espécies e a combinação Vip3Aa+Cry1Ea destaca-se no controle de A. gemmatalis e C. includens. Essas proteínas combinadas são promissoras na construção de plantas piramidadas, para o controle simultâneo das pragas.

Divergência genética de cultivares de cana-de-açúcar quanto à resistência a Diatraea saccharalis

The objective was to evaluate the genetic diversity of cultivars in sugar cane for resistance to D. saccharalis. The experiment was carried out in the laboratory in completely randomized design with 11 treatments (one control and 10 treatments) in ten replications. The replications were made from artificial diets (food and refood) made with dry steam crushed from sugar cane cultivars stems, except for one of them considered standard diet. The cultivars used were: RB867515, RB855453, RB855536, CTC 15, CTC 9, SP80-1842, SP79-1011, SP89-1115, SP81-3250 and SP87-365. In the evaluation biological characteristics of the insect considered were: larval development (days), larval viability (%), pupal development (days), pupal weight (g), pupal viability (%), period of hatched larvae to adults emergence (days), total viability (%) and adults longevity without food (days). The generalized Mahalanobis distance (D-2) for the cluster analysis by the method of average linkage between groups (UPGMA) and Tocher's method optimization was determined. Four and five groups were formed, respectively, by the method of average linkage between groups (UPGMA) and Tocher's method optimization. We concluded that the cultivar CTC 15 standed out as highly susceptible to D. saccharalis, while the cultivar SP87-365 behaved as moderately resistant by antibiosis to D. saccharalis.

Efeitos associados de genótipos de eucalipto sobre Thyrinteina arnobia (Stoll) (Lepidoptera: Geometridae) e no predador Podisus nigrispinus (Dallas) (Heteroptera: Pentatomidae)

Pós-graduação em Agronomia (Entomologia Agrícola) - FCAV

Marcação, voo tutorado e dispersão de Anticarsia gemmatalis (Hübner) (Lepidoptera: Erebidae) e Chrysodeixis includens (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae)

Pós-graduação em Agronomia (Entomologia Agrícola) - FCAV