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.

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)

BASES DE LA ESTRATEGIA ALTA DOSIS/REFUGIO

Gould y Tabashnik 1998

EXPRESIÓN DE ALTA DOSIS

25 veces la cantidad de toxina necesaria para matar una larva susceptible

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

9)

REFUGIO

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: DEFINICIÓN

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 Externo

o Interno (Incrustado)

o Embebido

o 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)

Estado Maíz blanco Maíz amarillo % de maíz blanco

(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