Manejo de la Resistencia de Plagas en cultivos genéticamente modificados J. Concepción Rodríguez Maciel Colegio de Postgraduados Abril 09, 2015. Ciudad de México, México. https://www.google.com.mx/search?q=correlaciones+chistosas+imagenes. 2015 Resistance concept A significant heritable decrease in a population´s susceptibility to a toxin Gassamann, Carrière, and Tabasnik. 2009. Ann. Rev Entomol Field GMO failure to keep pest population below the economic threshold, due to the selection of one or more inheritable trait(s) of the pest Concho Resistance manegement concept • Art, science and technology to keep the frequency and intensity of resistance gene expression below a tolerable level. Dr. Concho COMPONENTES DE UN MANEJO DE LA RESISTENCIA • Línea base de susceptibilidad • Estrategias y tácticas de manejo de la resistencia o Dosis alta o Refugio • Monitoreo LÍNEA BASE DE SUSCEPTIBILIDAD • Variabilidad de las respuesta de las plagas objetivo a las proteínas de Bt antes de que éstas se usen en campo LÍNEA BASE DE SUSCEPTIBILIDAD LÍNEA BASE DE SUSCEPTIBILIDAD Jalali et al., 2003 Means to mitigate resistance High dose/Refuge Ostlie, et al., 1997. Gore, J., et al., 2002., Gould and Tabashnik, 1998., Caprio, et al., 2002., Matten 2002. BASES DE LA ESTRATEGIA ALTA DOSIS/REFUGIO La resistencia es recesiva La copula entre individuos resistentes (RR) y susceptibles (RS, SS) es al azar Frecuencia de los genes de resistencia es baja (10-3) Gould y Tabashnik 1998 EXPRESIÓN DE ALTA DOSIS 25 veces la cantidad de toxina necesaria para matar una larva susceptible 9) La planta de algodonero Bollgard® expresa de 6.81 a 26.5 µg/g de peso seco de Cry 1Ac. (Follaje y fructificaciones en el nudo 9 en el nudo) 100% de mortalidad de Heliothis virescens 75 – 90% de mortalidad de Helicoverpa zea >90% de mortalidad de Heliothis armigera y H. punctigera. Matten 2000 REFUGIO REFUGIO: DEFINICIÓN Área agrícola o silvestre capaz de producir individuos susceptibles (SS) con elevada probabilidad de copular con aquellos resistentes (RR) que pudieran emerger del cultivo biotecnológico y dar lugar a heterocigotos susceptibles (RS), los cuales mueren al alimentarse del cultivo Bt y así mitigar la evolución de la resistencia de las plagas en los cultivos biotecnológicos REFUGIO • Producir 500 individuos susceptibles por cada individuo que se produzca en el cultivo biotecnológico • La producción de individuos del cultivo biotecnológico y del refugio debe ser sincronizada y de similar aptitud biológica o Sembrarse en las mismas fechas o Manejo agronómico similar • Elevado grado de cumplimiento REFUGIO: consideraciones • Tiempo que tarda la hembra en emerger y realizar una cópula efectiva (siempre que se usen los espermatozoides) • Distancia (m) que existe entre la emergencia y la primera cópula efectiva TIPOS DE REFUGIO • No estructurado • Estructurado o o o o Externo Interno (Incrustado) Embebido comunitario REFUGIO NO ESTRUCTURADO • Es aquel que aporta individuos susceptibles pero que no fue diseñado para tal fin o Cultivos agrícolas que comparten la plaga objetivo con el cultivo biotecnológico o Plantas silvestres que son hospederas de la plaga objetivo REFUGIO NO ESTRUCTURADO Cuadro 1. Estadísticas de la superficie sembrada en 2009 con maíz blanco y maíz amarillo en estados mexicanos con potencial de cultivar maíz GM resistentes a insectos (SIAP, 2010) Superficie sembrada (ha) % de maíz blanco Estado Maíz blanco Maíz amarillo (refugio no estructurado) Baja California Sur 4,285.75 nd 100.0 Chihuahua 110,659.99 104,411.60 51.5 Coahuila 28,095.00 591.00 97.9 Durango 181,030.00 nd 100.0 Nayarit 46,648.00 3,049.00 93.9 Sinaloa 561,244.33 5,112.00 99.1 Sonora 19,514.00 nd 100.0 Tamaulipas 93,578.35 43,657.62 68.2 Promedio 88.8 nd = no aparecen datos en las estadísticas de producción de maíz debido a que la superficie de maíz es muy pequeña o no se siembra REFUGIO ESTRUCTURADO • Es aquel que se diseña y se implementa con objetivo de manejar la resistencia de las plagas a los cultivos biotecnológicos REFUGIO ESTRUCTURADO • 96 :4 • 80:20 Discovery and Characterization of Field Resistance to Bt Maize: Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) in Puerto Rico NICHOLAS P. STORER,1 JONATHAN M. BABCOCK, MICHELE SCHLENZ, THOMAS MEADE, GARY D. THOMPSON, JAMES W. BING, AND RANDY M. HUCKABA J. Econ. Entomol. 103(4), (2010) • • • • • • • • • Se empezó a utilizar maíz Cry1F en noviembre de 1996 Su cultivo a nivel comercial inició en 2003 El maíz se produce todo el año Las generaciones de gusano cogollero son traslapadas Antes del maíz GM se utilizaban formulaciones comerciales de insecticidas a base de bt. La resistencia fue autosómica y altamente recesiva a la proteína Cry1F Efecto de isla Gran presión de plaga, sobretodo en 2006 Se presentó una sequía que limitó hospederos alternativos Discovery and Characterization of Field Resistance to Bt Maize: Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) in Puerto Rico NICHOLAS P. STORER,1 JONATHAN M. BABCOCK, MICHELE SCHLENZ, THOMAS MEADE, GARY D. THOMPSON, JAMES W. BING, AND RANDY M. HUCKABA J. Econ. Entomol. 103(4), (2010) • En una población susceptible no hay supervivencia a 600 ng cm-2 y las larvas de campo no morían a 10,000 ng cm-2. • Las larvas de gusano cogollero dañaron de igual manera al maíz convencional y al maíz GM • No se presentó resistencia cruzada con las proteínas Cry1Ab y Cry1Ac Fitness Costs Associated With Field-Evolved Resistance to Bt Maize in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) S.R.K. JAKKA, V. R. KNIGHT, AND J. L. JURAT-FUENTES1 J. Econ. Entomol. 107(1): (2014); • Compararon la aptitud biológica de las poblaciones de campo de gusano cogollero de Puerto Rico resistentes a Cry1F con una población susceptible. • La aptitud biológica fue similar excepto que: o Las larvas resistentes tardan más tiempo en desarrollarse Fitness Costs Associated With Field-Evolved Resistance to Bt Maize in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) S.R.K. JAKKA, V. R. KNIGHT, AND J. L. JURAT-FUENTES1 J. Econ. Entomol. 107(1): (2014); • Los adultos susceptibles emergen 2-3 días antes que los resistentes • Los adultos RS coinciden con los RR Field-evolved resistance to Cry1F maize by Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) in Brazil Juliano Ricardo Farias a, David A. Andow, Renato Jun Horikoshi, Rodrigo Jose Sorgatto, Pablo Fresia, Antonio Cesar dos Santos, Celso Omoto Crop Protection 64 (2014) 150e158 • La proteína Cry1F era la más efectiva contra el gusano cogollero • En muchas regiones de Brasil, el maíz se cultiva todo el año • Se tienen generaciones traslapadas de gusano cogollero todo el año. • El gobierno no asumió regulación al respecto y consideró que era del interés único de las empresas • Los agricultores hicieron caso omiso del refugio Field-evolved resistance to Cry1F maize by Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) in Brazil Juliano Ricardo Farias a, David A. Andow, Renato Jun Horikoshi, Rodrigo Jose Sorgatto, Pablo Fresia, Antonio Cesar dos Santos, Celso Omoto Crop Protection 64 (2014) 150e158 • La población de campo que ya era resistente se seleccionó en laboratorio para llegar a homocigosis. Las larvas neonatas pudieron soportar más de 20,000 ng cm-2, mientras que una susceptible muere con menos de 600 ng cm-2. • La proporción de resistencia fue >5,000X • La resistencia fue autosómica y recesiva • Las larvas resistentes de campo fueron capaces de atacar al maíz GM GRACIAS