EL USO RECOMENDADO DE DIPEL® (Btk) O DE XENTARI® (Bta), EN EL ALGODON BT-TRANSGENICO

El algodón de Transgénico que expresa un toxina de Bacillus thuringiensis (Bt) es diseñado para entregar una dosis mortal de toxina a instares tempranos del insecto objeto de control (target). Las plantas con Bt mantienen las poblaciones de insectos benéficos altas y reduce el número de aplicaciones de insecticida requeridos durante una temporada. Las plantas con Bt son, de hecho, un gran ayuda al programa del concepto MIP. Las plantas con Bt no siempre pueden expresar una dosis suficientemente alta de toxina de Bt necesaria para proporcionar el control efectivo de la plaga. A la fecha, los insecticidas químicos ha sido usados y recomendados para suplementar el control de plagas y mantener el rendimiento de la cosecha. Sin embargo, el uso de insecticidas químicos, destruirán las poblaciones de insectos benéficos eliminando el beneficio de usar algodón transgénico en MIP. Valent BioSciences Corporation recomienda el uso de DiPel® o de XenTari® a los agricultores,como una alternativa a aplicaciones de químicos si las plantas con Bt requieren las aplicaciones adicionales de insecticida. DiPel® y XenTari® contienen múltiples toxinas de Bt y esporas que trabajan con un efecto sinérgico al proporcionar un amplio espectro de la actividad como larvicida. DiPel®y XenTari® proporcionan también el control de plagas secundarias de lepidopteros que pueden llegar a ser dominantes cuándo las plantas con Bt, reducen las poblaciones de los insectos primarios objetos de control, sin afectar las poblaciones de insectos benéficos que se encuentran normalmente en los cultivos. En el caso de algodón Bt, se recomienda que DiPel® o XenTari ® sean usados en la dosis altas en los refugios(la estrategia de refugio actualmente es aceptado por los organismos regulatorios y por los productores de Algodón-Bt. El uso de DiPel® o XenTari ® aumenta el desempeño de algodón Bt y tiene varias ventajas: * DiPel® o XenTari ® su uso permitirá que el agricultor mantenga el control de insectos y lleva al máximo el rendimiento, en caso de una baja expresión o contradictoria de toxina. * DiPel® o XenTari ®, el uso es consistente con la estrategia de dosis alta /refugio, empleada para el algodón Bt. * DiPel® o XenTari ® proporciona múltiples toxinas, un deseo de los científicos de transgénicos, pero el algodón de Bt comercializado actualmente, contiene no mas de una toxina, la cual no controla Spodoptera por ejemplo. * DiPel® o XenTari ® controla una amplia gama de insectos lepidopteros que el algodón Bt, tales Alabama, Heliothis, Spodoptera, Pectinophora, y puede ayudar en el control total de insectos sin el uso de insecticides químicos, al permitir que las poblaciones de insectos benéficos se establezcan en el cultivo. * DiPel® o XenTari ® además de proporcionar multiples toxinas, contiene esporas, las cuales son efectivas contra las plagas lepidopteras del algodonero, demorando significativamente el desarrollo de la resistencia de insecto en plantas Bt, especialmente cuando la expresión de toxina de la planta es baja. * DiPel® o XenTari ® respeta las poblaciones de insectos benéficos, que se encuentran en los cultivos convencionales y transgénicos. Junio 2005

1

Charla:El uso de Bacillus thuringiensis

en el cultivo del algodoneroPor: Fernando Puerta Díaz, Ing. Agr.

Av. 19 Nº118-30 of. 307Bogotá D.C. Tel: 1 63725555

valent@cable.net.co

Ibagué, Tolima. Junio 10,2005

“LO UTIL, NO ES SABER MUCHO,SINO COMO APLICAS LO POCOQUE SABES”

Thomas Fuller

Bacillus thuringiensis

• Bt es una bacteria de la familia Bacillaceae, del grupo Gram positivo.• Bacterias esporogénicas encontradas naturalmente en

el suelo y medios acuáticos.• Producen cristales paraesporales los cuales son

tóxicos para diferentes especies de insectos.• Son altamente selectivos: Solamente afectan larvas de

los insectos objeto de control.• Sin efecto a otros organismos, acuáticos, insectos

benéficos, aves o mamíferos.• Sin toxicidad para el hombre.• Las cepas de mayor desarrollo comercial son: Bt kurstaki, Bt aizawai, Bt israelensis, Bt tenebrionis

1. Región Terminal 2. Región de acoplamiento 3. Región Variable

2

Historia del Bacillus thuringiensis• 1904 Descrito por primera vez en Japón, causando enfermedad en

larvas de gusano de seda.

• 1915 Aislado por Berliner, de larvas de Anagasta kuhniella enThuringia, Alemania.

• 1953 Hannay reportó presencia de cristales durante el proceso deesporulación.

• 1954 Angus demostró que los cristales de Bt´s, contienen una proteínaalcalino-soluble, la cual tiene una acción insecticida, llamada delta-endotoxina.

• 1960 Los primeros productos comerciales basados en Bt salieron enFrancia y USA.

1970 Se investiga más acerca del Modo de acción, del cuerpo parasporal.

1976 En Negev, Israel, se descubre una nueva cepa de Bacillusthuringiensis, israelensis, efectiva contra zancudos y moscas negras.

1986 Krieg en Alemania descubre cepas efectivas contra coleopteros,Bacillus thuringiensis, tenebrionis.

1991 Abbott lanza al mercado XenTari, Bacillus thuringiensis, azawai.

1996 Abbott lanza al mercado VectoLex, Bacillus sphaericus, cepa 2362,después de muchas investigaciones, realizadas por la OMS y el InstitutoPasteur desde los años 60 y luego de haberse aislado en Nigeria.

Historia del Bacillus thuringiensis

PRINCIPALES TOXINAS PRODUCIDAS POR Bt

Delta-Endotoxina: Se encuentra en el cuerpo parasporal, generalmente en forma decristal (bipiramidal, cuboidal, etc)PCI (proteína cristal insecticida), es alcalino soluble, delcual se desprenden toxinas de menor tamaño, llamadas protoxinas.

Endosporal: Se encuentra en una proteína localizada en la pared de la endospora, concaracterísticas quimicas y serológicas, muy parecidas a la proteína del cristal. Tiene efectomenor sobre las larvas, pero su efecto se ve enmascarado por la toxemia del PCI.

Alfa-Exotoxina: Se conoce como Lecitinasa C, soluble en agua, es termoestable y estóxica a insectos, especialmente en rangos de pH 6.6 a 7.4.

Termosensible: Fue aislada por Krieg, de líquido sobrenadante de cultivosde Bt. Estóxica para larvas de Plutella xyllostella., difiere quimicam,ente de la Lecitinasa C.

Beta-Exotoxina: Es termoestable en agua y altamente tóxica para muchos insectos yanimales vertebrados. Esta toxina se puede producir durante el crecimiento vegetativo delBt.

Clasificación de las proteínas de Bt segúnHöfte y Whiteley (1989)

Cry I LepidopteraCry II Lepidoptera y DipteraCry III ColeopteraCry IV DipteraCry V Lepidoptera/ColeopteraCyt Inespecífico

Productos a base de Bt.Perfil de Toxinas

CRY IA(a) IA(b) IA(c) IC ID IIA IIB

DiPel® x x x x x(Btk)XenTari® x x x x x(Bta)Bolgard I ® x

Bolgard II ® x ? ?

Toxinas de BtActividad específica

Especie Nombre común IAa IAb IAc IC ID

S. exigua Beet armyworm + + + ++ ++

T.ni Cabbage looper ++ ++ ++ ++ ++

H. zea Cotton bollworm - + ++ - -

H. virescens Tobacco budworm ++ ++ ++ + -

O. nubilalis European corn borer ++ ++ ++ - -

P.brapar Cabbageworm ++ ++ ++ ++ -

M. sexta Tobbacco horworm ++ ++ ++ ++ ++

P. xylostella Diamondback moth ++ ++ ++ ++ -

Toxicidad relativa (++) muy activa(+) activa(-) baja actividad

3

Eventos Biológicos producidos por el Bt. Ingestión Crystal + esporas

Solubilización/Proteolisis

Parálisis del intestino medio

Cambios citotóxicos Germinación espora

Cesa la alimentación Infecciones secundarias

Muerte

DiPelMODO DE ACCION

1. TOXEMIA Se produce cuando la larva ingiere el producto y el pH alcalino del intestino de la

larva, activa las toxinas contenidas en el cristal, las cuales se adhieren a losreceptores de la pared del intestino, produciéndose parálisis intestinal, las larvasdejan de alimentarse en pocos minutos (10 a 15), cesando el daño al cultivo.

Luego se produce ruptura de las células de la pared intestinal.

DiPelMODO DE ACCION

1. TOXEMIA Se produce cuando la larva ingiere el producto y el pH alcalino del intestino de la

larva, activa las toxinas contenidas en el cristal, las cuales se adhieren a losreceptores de la pared del intestino, produciéndose parálisis intestinal, las larvasdejan de alimentarse en pocos minutos (10 a 15), cesando el daño al cultivo.

Luego se produce ruptura de las células de la pared intestinal.2. SEPTICEMIA Las esporas comienzan a invadir las cavidades del hemocelo a través de los poros,

iniciándose una explosiva multiplicación de las mismas, produciéndose unainfección letal dentro del cuerpo de las larvas.

Las larvas mueren alrededor de los tres dias, de iniciado este proceso.

XenTariMODO DE ACCION

1. TOXEMIA Las enzimas del intestino de la larva disuelven la proteína en partículas

denominadas protoxinas; éstas se adhieren a los receptores localizados enla pared intestinal, lo cual produce parálisis del intestino, en pocos minutos(10 a 15) por lo tanto las larvas dejan de alimentarse y cesa el daño alcultivo.Al cabo de unas horas las protoxinas forman unos poros en la paredintestinal.

XenTariMODO DE ACCION

1. TOXEMIA Las enzimas del intestino de la larva disuelven la proteína en partículas

denominadas protoxinas; éstas se adhieren a los receptores localizados enla pared intestinal, lo cual produce parálisis del intestino, en pocos minutos(10 a 15) por lo tanto las larvas dejan de alimentarse y cesa el daño alcultivo.Al cabo de unas horas las protoxinas forman unos poros en la paredintestinal.

2. SEPTICEMIALas esporas comienzan a invadir las cavidades del hemocelo a través de losporos, iniciándose una explosiva multiplicación de las mismas,produciéndose una infección letal dentro del cuerpo de las larvas.Las larvas mueren alrededor de los tres dias de iniciado este proceso.

CONTROL DE PLAGAS LEPIDOPTERAS CON PRODUCTOS CONVENCIONALES,GENETICAMENTE MODIFICADOS Y PLANTAS TRANSGENICAS

Ostrinia nubilaliskurstakiMaiz

Heliothis virescens, H. zea, Pectinophora gossypiellakurstakiAlgodón

Manduca sexta, Helicoverpa zea, Keiferia lycopersicellakurstakiTomate

Plantas Transgénicas

Plagas hortícolaskurstakiMVP

Ostrinia nubilalisEG2424Foil

Plagas forestales y hortícolasEG2348Condor

Geneticamente Modificados

Galleria melonellaaizawaiCertain

Trichoplusia ni, Spodoptera spp,Plutella xyllostella,Heliothis/Helicoverpa spp.

aizawai, 1857XenTari

+ de 100 especies +Spodopterakurstaki,NRD12Javelin

+ de 100 especieskurstaki, HD1Biobit

+ de 100 especieskurstaki, HD1Thuric ide

+ de 100 especieskurstaki,HD1DiPel

Productos Convencionales

INSECTOS OBJETIVO DE CONTROLBtSubespecie/cepa

NOMBRE COMERCIAL O CULTIVO

Amos Navon. Departamento de Entomología de la Organización de Investigación Agricola, Centro vulcanológico. Israel.

4

700 g/ha

500 g/ha

400 g/ha

300 g/ha

200 g/ha

XenTariSpodoptera sp.maiz

2 d.d.a. 3 horas 24 horas

0,3

2,9

LC

50 m

g p

rote

ína/lit

ro

Btk con esporas Btk sin esporas

Plutella xylostella suceptible

360

160.000

LC

50 m

g p

rote

ína/lit

ro

Btk con esporas Btk sin esporas

Plutella xylostella resistente

Importancia de la Espora

R S

R RR RS Proporción Genotípica 1 2 1

S RS SS Proporción fenotípica 3 1RS RR

RS

SS

Bt resistencia co-dominante

La acción del Bt es múltples sitios, losquímicos actúan en un solo sitio.

5

RESISTENCIA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1a. 2a. 3a. 4a. 5a. 6a. 7a. 8a. 9a

generaciones

% I

nd

ivid

uo

s r

es

iste

nte

s

Quimico Biológico(Bt)

EFICACIA DE LOS IGR´s VS INSECTICIDAS BIOLOGICOS (Bt´s) EN EL

CONTROL DE Spodoptera sp. CORDOBA, COLOMBIA 1994

16

48

37

3

87

98

91

82

100 10097

93

Alsystin wp Match 50EC Atabron 50EC XenTari WG

% d

e r

ed

ucció

n (

L1-L

6)

24 HDA 4 DDA 8 DDA

94,596,2

98,1 98,7

% d

e c

on

tro

l

DiPel 8L Atabron XenTari Alsystin

DiPel – Caña de Azúcar, control de Caligo sp.Aplicaciones comerciales en Cenicaña. 1998. CONTROL DE Spodoptera sp. y Heliothis sp. DIPEL 8L

ALGODON.

TOLIMA, COLOMBIA 1992

10

18

8

0 0

6

0 0

16 16

6

8

10

4

0 0

45 59 67 77 83 98 113 120

DIAS DDG

% P

OB

LA

CIO

N L

AR

VA

L

Spodoptera Heliothis

CONTROL DE Spodoptera sp. y Heliothis sp. DIPEL 8L

ALGODON.

TOLIMA, COLOMBIA 1992

20 18

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

34

78

24

6 8

16

4 2 2

10

0 0

30 43 53 58 63 67 74 78 83 89 93 106

DIAS DDG

% P

OB

LA

CIO

N L

AR

VA

L

Spodoptera Heliothis

CONTROL DE Spodoptera sp. y Heliothis sp. DIPEL 8L

ALGODON.

CORDOBA, COLOMBIA 1992

4

6 6 6

8

16

4

6

8

12

6

8

0

6

0 0 0 0 0 0

2

6

8

2 2

0

31 38 42 47 52 55 65 74 82 89 98 103 110

DIAS DDG

% P

OB

LA

CIO

N L

AR

VA

L

Spodoptera Heliothis

6

MITO O REALIDAD ?

1. "Los plaguicidas químicos solucionan el problema en un rango de uno a tres, cuatro a cinco dias después de aplicado. Por el contrario, un agente biológico necesita mucho más tiempo para que actúe."

2. "Un plaguicida químico normalmente logra un control entre un 80% y 95%, lo cual es satisfactorio para el agricultor."

EL USO RECOMENDADO DE DIPEL® (Btk) O DE XENTARI® (Bta), EN ELALGODON BT-TRANSGENICO

El algodón de Transgénico que expresa un toxina de Bacillus thuringiensis (Bt) esdiseñado para entregar una dosis mortal de toxina a instares tempranos del insectoobjeto de control (target). Las plantas con Bt mantienen las poblaciones de insectosbenéficos altas y reduce el número de aplicaciones de insecticida requeridos duranteuna temporada. Las plantas con Bt son, de hecho, un gran ayuda al programa delconcepto MIP.

Las plantas con Bt no siempre pueden expresar una dosis suficientemente alta detoxina de Bt necesaria para proporcionar el control efectivo de la plaga.

A la fecha, los insecticidas químicos ha sido usados y recomendados parasuplementar el control de plagas y mantener el rendimiento de la cosecha.

Sin embargo, el uso de insecticidas químicos, destruirán las poblaciones de insectosbenéficos eliminando el beneficio de usar algodón transgénico en MIP.

Valent BioSciences Corporation recomienda el uso de DiPel® o de XenTari® a losagricultores como una alternativa a aplicaciones de químicos si las plantas con Btrequieren las aplicaciones adicionales de insecticida.

DiPel® y XenTari® contienen múltiples toxinas de Bt y esporas que trabajan con unefecto sinérgico al proporcionar un amplio espectro de la actividad como larvicida.

DiPel®y XenTari® proporcionan también el control de plagas secundarias delepidopteros que pueden llegar a ser dominantes cuándo las plantas con Bt,reducen las poblaciones de los insectos primarios objetos de control, sin afectarlas poblaciones de insectos benéficos que se encuentran normalmente en loscultivos.

En el caso de algodón Bt, se recomienda que DiPel® o XenTari ® sean usados enla dosis altas en los refugios(la estrategia de refugio actualmente es aceptado porlos organismos regulatorios y por los productores de Algodón-Bt).

El uso de DiPel® o XenTari ® aumenta el desempeño de algodón Bt y tienevarias ventajas:* DiPel® o XenTari ® su uso permitirá que el agricultor mantenga el control de insectos y lleva al máximo el rendimiento, en caso de una baja expresión ocontradictoria de toxina.* DiPel® o XenTari ®, el uso es consistente con la estrategia de dosis alta enrefugio, empleada para el algodón Bt.* DiPel® o XenTari ® proporciona múltiples toxinas, un deseo de los científicosde transgénicos, pero el algodón de Bt comercializado actualmente, contiene nomas de una toxina, la cual no controla Spodoptera por ejemplo. * DiPel® o XenTari ® controla una amplia gama de insectos lepidopteros queel algodón Bt, tales Alabama, Heliothis, Spodoptera, Pectinophora, y puedeayudar en el control total de insectos sin el uso de insecticidas químicos, alpermitir que las poblaciones de insectos benéficos se establezcan en el cultivo. * DiPel® o XenTari ® además de proporcionar multiples toxinas, contieneesporas, las cuales son efectivas contra las plagas lepidopteras del algodonero,demorando significativamente el desarrollo de la resistencia de insecto enplantas Bt, especialmente cuando la expresión de toxina de la planta es baja.* DiPel® o XenTari ® respeta las poblaciones de insectos benéficos, que seencuentran en los cultivos convencionales y transgénicos.Junio 2005

GRACIAS