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Título: Estudo da susceptibilidade de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera : Noctuidae) em cultivos de milho expressando a toxina Cry1F de Bacillus thuringiensis no Brasil
Autor(es): Macedo, Cristina Lima de
Orientador(es): Ramos, Maria Lucrécia Gerosa
Coorientador(es): Monnerat, Rose Gomes
Assunto: Milho - doenças e pragas
Milho - genética
Milho - cultivo
Data de publicação: 17-Out-2016
Referência: MACEDO, Cristina Lima de. Estudo da susceptibilidade de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) em cultivos de milho expressando a toxina Cry1F de Bacillus thuringiensis no Brasil. 2016. xiv, 78 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Microbiana)—Universidade de Brasília, Brasília, 2016.
Resumo: Em 2015, o Brasil foi o segundo maior em hectares plantados com culturas geneticamente modificadas ficando atrás somente para os Estados Unidos. Em 2013,produtores de milho da região do Cerrado brasileiro relataram que ao longo dos quatro anos em que o milho Bt expressando Cry1F está sendo cultivado, a eficácia de controle diminuiu significativamente, forçando-os a utilizar produtos químicos para reduzir os danos causados por S. frugiperda. Uma colônia de S. frugiperda foi estabelecida a partir de indivíduos coletados em 2013, no Brasil, a partir de plantas de milho Cry1Fa (Sf1) demontrou ter, pelo menos, níveis de resistência mais de dez vezes mais elevados em comparação com a colônia susceptível (Sflab). Ensaios em laboratório com folhas de milho mostrou que, em comparação com a população SfLab, as larvas Sf1 foram capazes de sobreviver alimentando-se de folhas de milho Cry1Fa. A população Sf1 foi mantida sem pressão de seleção por oito gerações e demonstrou manter altos níveis de resistência à toxina Cry1Fa. Sf1 apresentaram maior resistência cruzada a Cry1Aa do que as toxinas Cry1Ab ou Cry1Ac. Como relatado anteriormente, as toxinas Cry1A competiu com a ligação da Cry1Fa de BBMV de insetos da SfLab, explicando resistência cruzada a toxinas Cry1A. Em contrapartida, toxinas Cry2A não competiu com a ligação da Cry1Fa com BBMV de SfLab - e não foi observada resistência cruzada a Cry2A, embora toxinas Cry2A mostram baixa toxicidade para S.frugiperda. Os dados de bioensaios aqui relatados mostram que os insetos coletados de milho Cry1Fa na região do Cerrado eram resistentes a Cry1Fa sugerindo que a resistência contribuiu para falhas no campo de milho para controlar S.frugiperda. O estudo da detecção da atividade dos receptores Aminopeptidase (APN) e fofatase alcalina (ALP) indicaram que os níveis de ALP detecção de receptores e o APN de algumas das populações resistentes apresentaram níveis baixos de ALP em todas as análises, indicando ser esta a razão da resistência. Bioensaios com Cry1AbMod e Cry1AcMod demonstraram que estas proteínas são altamente ativas tanto para suscetível, quanto para população resistente. Estas toxinas são candidatas a serem introduzidas em novos eventos de milho para o controle de S. frugiperda. Testes utilizando biopesticidas de B. thuringiensis não mostrou diferenças entre a susceptibilidade da população resistente e susceptível, indicando que existe uma diferença no modo de ação entre a protoxina e a toxina além de uma ação sinergística. Portanto, os produtos biológicos são uma alternativa para serem utilizados no controle de populações resistentes no campo.
Abstract: In 2015, Brazil was the contry with the second largest área planted with genetically modified crops getting behind the United States. In 2013, in Brazilian Cerrado region of corn producers reported that the control efficacy of Bt corn expressing the Cry1F toxin decreased significantly, forcing them to use chemicals to reduce the damage caused by Spodoptera frugiperda. A colony of S. frugiperda was established from individuals collected in 2013 from Cry1Fa corn plants (Sf1) in Braziland shown to have at least more than ten- fold higher resistance levels compared with a susceptible colony (Sflab). The Sf1 population was maintained with out selection for eight generations and shown to maintain high levels of resistance to Cry1Fa toxin. Sf1 showed higher cross-resistance to Cry1Aa than to Cry1Ab or Cry1Ac toxins. New populations were collected, three in state of Bahia and one in the same GO region. All these populations showed resistance to Cry1F toxin. The Cry1A toxins competed the binding of Cry1Fa to brush border membrane vesicles (BBMV) from SfLab insects, explaining cross-resistance to Cry1A toxins. In contrast Cry2A toxins did not compete Cry1Fa binding to SfLab - BBMV and no cross-resistance to Cry2A was observed, although Cry2A toxins show low toxicity to S.frugiperda. The study of aminopeptidase N (APN) receptors and alkaline-phosphatases (ALPs) activity shown that resistant populatinos have low activity of this enzyme, indicating this is the reason for resistance. Bioassays using the modified toxins on the N-terminal portion, as Cry1AbMod and Cry1AcMod, demonstrated that these proteins are highly active both resistant and susceptible populations. These toxins are candidates to be introduced in new corn to control S. frugiperda. Tests using biopesticides made of B. thuringiensis showed no difference between the susceptibility of resistant and susceptible populations, indicating that exist a different mode of action between protoxinas and toxins and a sinergystic action. Therefore, these products could be used to control these resistant populations.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2016.
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Aparece nas coleções:IB - Mestrado em Biologia Microbiana (Dissertações)

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