21 de junio de 2018.
Dr. Benito Pereyra Alférez, Instituto de Biotecnología, Facultad de Ciencias Biológicas, UANL.
Resumen
Análisis de sensibilidad y resistencia de lepidópteros asociados al cultivo de algodón transgénico (CIBIOGEM 164429)
El algodón biotecnológico BollgardII® es un material que expresa las proteínas Cry1Ac (1Ac) y Cry2Ab (2Ab) de Bacillus thuringiensis. Estas semillas, algodón Bt, es el cultivo de mayor cobertura a nivel mundial. Entre las principales plagas del algodonero y razón de este estudio se encuentra el gusano bellotero, Helicoverpa zea. La probable de aparición de resistencia en campo al algodón Bt, ha generado preocupación y motivo de estudio. Este trabajo tuvo dos objetivos básicos: i) obtención de colonias de H. zea resistentes a las toxinas 1Ac y 2Ab y ii) la forma de herencia de la resistencia. Visitamos campos cultivados con BollgardII® en San Pedro de Las Colonia, Coah., Sonoyta, Son., y el valle de Mexicali, BC., en busca de H. zea y Pectinophora gosypiella (gusano rosado). Demostramos que las plantas de los campos visitados expresan 1Ac, 2Ab y resistencia al herbicida glifosato. Sin embargo, no encontramos adultos, huevos, larvas o pupas de ninguno de los insectos buscados. Implementamos una colonia de H. zea que nunca fue expuesta a algodón Bt y ésta fue mantenida en dieta artificial. La primera fase implicó estudios con 1Ac y la segunda con 2Ab. Los bioensayos con protoxina de 1Ac, mostró una LC50 de 1.309 μg/gramo de dieta. La colonia posee genes que codifican para dos alelos de aminopeptiodasa N y uno de cadherina, posibles receptores de las toxinas. Resultados con 1Ac a dosis de 10 y 20 ug/ml de dieta, sugiere que la resistencia podría estar asociada a un alelo parcialmente dominante. Las larvas resistentes son, en su mayoría machos en proporción 2:1 con respecto a hembras. En las colonias se observó bajo peso larval, bajo peso en estado de pupa, prolongación de los estadios larvales y el estado de pupa, pupas deformes, y adultos con problemas de copula. La búsqueda de la F2, cruza 1: hembras R x machos S; cruza 2: machos R x hembras S; cruza 3, machos R x hembras R, demostró que: i) cruza 1, hubo oviposición, pero ninguno fértil; ii) cruza 2, oviposición fértil, pero muy reducida con respecto a lo esperado; iii) cruza 3, oviposición infértil. El costo de aptitud de H. zea está directamente relacionado con la selección de resistencia a Cry1Ac. Para Cry2Ab, la colonia susceptible (CS) mostró una LC50 de 1.56 μg/ml para 1Ac y de 4.2 μg/ml de dieta para 2Ab. La CS (n=1104 para cada toxina) fue retada usando, por separado, 10 µg/ml de dieta, de las protoxinas solubilizadas. La evolución del efecto fue: i) Sobrevivencia: 1Ac= 134/1104; 2Ab= 228/1104; ii) Pupa: 1Ac= 54/134 y 2Ab=111/228; iii) Adultos: 1Ac= 42/54 y 2Ab=78/111. Dando una sobrevivencia global de 12.13% para 1Ac y 20.56% para 2Ab. Con los sobrevivientes, establecimos las colonias 1Ac y 2Ab durante cuatro generaciones sometidas a la presión selectiva de 10 μg de protoxina/ml de dieta. El efecto de la sobrevivencia en las colonias 1Ac y 2Ab generó un costo en la aptitud biológica, el cual se encuentra directamente relacionado con la adquisición de resistencia, especialmente en: i) prolongación de estadios; ii) bajos porcentajes de pupación, emergencia y sobrevivencia; iii) presencia de malformaciones en distintos estadios son solo algunas de las consecuencias del costo en la aptitud biológica. Los ensayos de resistencia cruzada mostraron una resistencia parcial, pero asimétrica. Cuando la colonia 2Ab fue tratada con Cry1Ac observamos 35% de sobrevivencia. Mientras que cuando la colonia 1Ac fue retada con Cry2Ab, obtuvimos una sobrevivencia de 7.05%.
El estudio de la resistencia en laboratorio sirve para crear mejores estrategias de control en los cultivos a campo abierto. Las medidas en campo abierto como lo es la expresión de altas dosis de toxina y refugios es un método efectivo para evitar que las poblaciones de plagas generen resistencia.
