ABSTRACT
Direct and indirect induced defense mechanisms against herbivores can be manifested in maize (Zea mays L.) plants. Furthermore, there are constitutive defenses in which plants continuously express resistance traces. In recent decades has increased the production of transgenic maize plants that constitutively express proteins with insecticide action (Bt maize). The increase of the use of transgenic maize cultivars with the Bt (Bacillus thuringiensis) gene demand studies that evaluate the impacts caused by this technology on plant defense mechanisms and their impact on non-targeted organisms, as the two-spotted spider mite Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae). We tested the hypothesis that Bt maize plants (expressing Cry1F protein) would be capable of inducing direct defenses to T. urticae after being attacked by these mites. Thus, we used plants of a commercial maize hybrid (30F35 Hx - expressing Cry1F protein) and plants of its respective non-Bt isogenic line (control). We compared the survival and reproductive performances of T. urticae on plants of both lines that were previously infested with conspecifics and on plants that did not suffer pre-infestations. The previous infestation of maize plants by T. urticae did not impacted the survival and reproductive abilities of adult and immature forms of the conspecific in both genotypes. These results suggest that, Bt maize expressing the Cry1F insecticidal protein, does not interfere in the induction of direct defense by the T. urticae when compared with conventional maize plants.
Mecanismos diretos e indiretos de defesa induzida contra herbívoros podem manifestar-se em plantas de milho (Zea mays.). Além das defesas induzidas, existem as defesas constitutivas, nas quais as plantas expressam a resistência de forma contínua. Nas últimas décadas vem se difundindo a produção deplantas de milho geneticamente modificadas que expressam proteínas com ação inseticida de forma constitutiva (milho Bt). Com o crescente uso de cultivares de milho transgênico com o gene Bt (Bacillus thuringiensis), há uma demanda por estudos que avaliem os impactos causados por essa tecnologia sobre os mecanismos de defesa das plantas e seu impacto sobre organismos não alvo, como o ácaro-rajado Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae). Testou-se a hipótese de que plantas de milho Bt (expressando a proteína Cry 1F) seriam capazes de induzir defesas diretas a T. urticae após o ataque por esses ácaros. Assim, foram utilizadas plantas de milhos híbridos comerciais (30F35 Hx expressando a proteína Cry 1F) e seu respectivo isogênico não-Bt (controle). Nós comparamos a sobrevivência e o desempenho reprodutivo de T. urticae em plantas de ambas as linhagens que foram previamente infestadas com coespecíficos e em plantas que não foram pré-infestadas. A infestação prévia de plantas de milho Bt por T. urticae nãoapresentou diferença nos padrões de sobrevivência de formas adultas e formas jovens do coespecífico em comparação com o milho convencional. Os resultados sugerem que, o fato de o milho Bt expressar a toxina inseticida Cry 1F, não interfere na indução de defesa direta pelo ácaro-rajado T. urticae quando comparado com plantas de milho convencional.
Subject(s)
Pest Control , Zea mays , Organisms, Genetically Modified , MitesABSTRACT
ABSTRACT: The study of non-target organisms such as mites, can provide information about the possible effects of transgenic maize cultivars on the arthropod community. This study aimed to evaluate the abundance of phytophagous mites in the area of Bt maize and evaluate the instantaneous population growth rate, and food preference of phytophagous mites on Bt maize. We registered the species occurrence and the number of adult mite individuals on four maize cultivars, one non-Bt 30F35, and three containing the proteins Cry1Ab (30F35 Yg), Cry1F (30F35 Hx) and Vip3a (Impacto Viptera). Cry proteins disrupt the midgut epithelium of insect pests. The food preference and instantaneous population growth rate (ri) were evaluated using the two-spotted spider mite Tetranychus urticae as model. The species Catarhinus tricholaenae and Aceria zeala were recorded. The Bt maize cultivars did not significantly affect the average number of C. tricholaenae and A. zeala mites compared to conventional cultivar. The population growth rates of T. urticae were similar for the different maize cultivars. T. urticae showed no preference between the leaf of Bt or conventional cultivars. Bt maize did not affect the abundance of species in phytophagous mite.
RESUMO: O estudo de organismos não-alvo, tais como ácaros, pode fornecer informações sobre os possíveis efeitos de cultivares de milho transgênico na comunidade de artrópodos. Este estudo teve como objetivo avaliar a abundância de ácaros fitófagos na área de milho Bt e avaliar a taxa de crescimento populacional instantânea e preferência alimentar de ácaros fitófagos em milho Bt. Registramos a ocorrência de espécies e número de indivíduos adultos de ácaros em quatro cultivares de milho, um não-Bt 30F35, e três contendo a proteína Cry1Ab (30F35 Yg), Cry1F (30F35 Hx) e VIP3A (Impacto Viptera). A preferência alimentar e taxa instantânea de crescimento populacional foram avaliadas utilizando fêmeas adultas do ácaro-rajado Tetranychus urticae. As espécies Catarhinus tricholaenae e Aceria zeala foram registradas. As cultivares de milho Bt não afetaram significativamente o número médio de ácaros C. tricholaenae e A. zeala em relação ao cultivar convencional. As taxas de crescimento populacional de T. urticae foram similares para os diferentes cultivares. T. urticae não mostrou preferência entre a folha de milho Bt ou cultivares convencionais. Sugere-se, então, que o milho Bt não afeta a abundância de espécies, preferência alimentar e taxa de crescimento de ácaros fitófagos.
ABSTRACT
O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência do microácaro-da-face-inferior-das-folhas-de-milho Catarhinus tricholaenae Keifer (Acari: Diptilomiopidae) em cultivares transgênicas de milho, contendo as proteínas Cry1F e Cry 1 A(b) e milho não Bt. Durante o período de junho de 2010 a janeiro de 2011, foram coletadas, quinzenalmente, cinco amostras aleatórias de quatro folhas em talhões de milho Bt, contendo a proteína Cry 1F e Cry 1 A(b), e de milho não Bt em áreas experimentais da Embrapa Milho e Sorgo, em Sete Lagoas, MG. As amostras de folhas foram vistoriadas por 15 minutos na região da nervura central, em busca de adultos de C. tricholaenae. Foram registrados 2.930 indivíduos de C. tricholaenae, sendo que 1.114 no milho Bt Cry 1F, 753 em Cry 1 A(b) e 1063 indivíduos em folhas das cultivares não Bt. As maiores abundâncias populacionais médias ocorreram nos meses de novembro e dezembro. Os fatores estágio fenológico das plantas e precipitação afetaram positivamente a abundância de C. tricholaenae. A abundância média do período de coleta de C. tricholaenae foi reduzida pela cultivar de milho contendo a proteína Cry 1 A(b). Esse é o primeiro registro de ácaros sobre cultivares de milho transgênico no Brasil.
The objective of this study was to evaluate the occurrence of "microácaro-da-face-inferior-das-folhas-de-milho" Catarhinus tricholaenae Keifer (Acari: Diptilomiopidae) on transgenic cultivars of corn containing proteins Cry1F and Cry 1 A (b) and non-Bt corn. During the period from June 2010 to January 2011 were collected, every two weeks, five random samples of four leaves in plots of Bt corn containing the protein Cry 1F and Cry 1 A (b) and non-Bt corn in the experimental area of Embrapa Corn and Sorghum, Sete Lagoas, MG. The leaf samples were examined for 15 minutes in the central region of leaf in search of adult C. tricholaenae. We recorded 2930 individuals of C. tricholaenae, 1114 on Bt Cry 1F, 752 on Cry 1 A (b) and 1063 individuals on leaves of non-Bt cultivars. The highest average population abundances occurred in the months of November and December. Factors of plant phenological stage and rainfall positively affected the abundance of C. tricholaenae. The average abundance of the collection period of C. tricholaenae was reduced by cultivar corn containing Cry 1 A (b) protein. This is the first report of mites on the cultivars of transgenic corn in Brazil.