Sección: 16º symposium internacional sobre la problemática actual de las resistencias en cultivos mediterráneos
Abstract: Se han estimado los cambios en la susceptibilidad a la toxina Cry1Ab de poblaciones españolas de los taladros del maíz Sesamia nonagrioides (Lefebvre), y Ostrinia nubilalis (Hübner) mediante muestreos anuales en campos comerciales de maíz Bt. No se han encontrado incrementos significativos en la tolerancia a la toxina ni en las poblaciones de S. nonagrioides de Albacete, Madrid y Ebro, ni en las de O. nubilalis de Badajoz y Ebro entre los años 1999 y 2002. Los ensayos de selección en laboratorio durante ocho generaciones han resultado en un incremento de la tolerancia de 21 veces para S. nonagrioides y de 10 para O. nubilalis, niveles insuficientes para que estas especies puedan sobrevivir en maíz Bt.
El taladro del maíz, Ostrinia nubilalis (Lepidoptera, Crambidae), es una de las plagas más importantes del maíz en varios países europeos y en Norteamérica. Sin embargo, en España y otros países del área mediterránea es otro taladro, Sesamia nonagrioides (Lepidoptera, Noctuidae), el causante de los mayores daños (ANGLADE, 1972; CASTAÑERA,1986) (Figura 1). Desde las primeras fases larvarias, ambas especies penetran en el tallo del maíz, excavando largas galerías que pueden causar notables pérdidas de rendimiento. Las cañas del maíz actúan como una barrera de protección dificultando la acción de los enemigos naturales potenciales así como de los insecticidas convencionales.
El maíz transgénico que expresa proteínas Cry de la bacteria Bacillus thuringiensis (maíz Bt) controla de forma selectiva y eficaz estas dos importantes plagas. El maíz Bt, desde su comercialización en 1996, ha ido incrementando paulatinamente la superficie cultivada en el mundo hasta situarse en 2004 alrededor del 14% de la superficie cultivada total (JAMES, 2004). En España, desde que en 1998 se inicia la comercialización del maíz Bt (toxina Cry1Ab, evento Bt176, variedad Compa CB, Novartis) su superficie se ha mantenido en torno al 5% de la superficie total. A partir de 2003, se registran nuevas variedades de los eventos Mon810 y Bt176 aumentando la superficie cultivada hasta alcanzar las 58.000 ha en 2004, lo que representa un 12% del total.
La exposición continua de las poblaciones de taladros a la toxina supone una elevada presión de selección para los taladros del maíz, existiendo la preocupación de que el cultivo a gran escala del maíz Bt pudiera favorecer un rápido proceso de selección de resistencia en ambas especies.
Ensayos de laboratorio han mostrado que el desarrollo potencial de resistencia a productos Bt está ampliamente extendido en insectos (TABASHNIK, 1994; FERRÉ & VAN RIE, 2002), entre los que se incluye O. nubilalis (HUANG et al., 1997; BOLIN et al., 1999; CHAUFAUX et al., 2001). En condiciones de campo, sólo se ha documentado resistencia a Bt en poblaciones localizadas de Plutella xylostella (TABASHNIK et al., 1990).
El desarrollo de resistencia es un fenómeno complejo, ligado a la interacción de factores genéticos y ambientales. En España, ambas especies de taladros son multivoltinas, completando de dos a tres generaciones por año, dependiendo de la latitud de las zonas de cultivo del maíz (LÓPEZ et al., 2001). En variedades de maíz basadas en el evento Bt176, tales como la Compa CB, la única cultivada en España hasta 2003, el título de la toxina decrece a partir de la antesis del maíz (KOZIEL et al., 1993). Por tanto, es posible la supervivencia de larvas de la segunda y tercera generación, lo que favorece el riesgo de aparición de resistencia (ONSTAD & GOULD, 1998; WALKER et al., 2000).
Se han propuesto dos estrategias principales para detectar resistencia: directamente, mostrando disminución en la susceptibilidad a la toxina a lo largo del tiempo en una misma población; o indirectamente, mostrando que una población con una historia de exposición relativamente alta a la toxina es menos susceptible que poblaciones que han tenido menor exposición (TABASHNIK, 1994). El primer procedimiento implica el establecimiento de la susceptibilidad basal de poblaciones geográficas distintas a las toxinas Bt y un seguimiento sistemático en campos Bt para detectar cambios tempranos en la resistencia.
El año de aprobación del maíz Bt en España, se suscribió un Convenio de Colaboración entre el CSIC y el Ministerio de Medio Ambiente para evaluar los potenciales riesgos derivados del cultivo comercial del maíz Bt. En 1998 se estimó la susceptibilidad basal a la toxina Cry1Ab para cuatro poblaciones españolas de S. nonagrioides y dos de O. nubilalis (GONZÁLEZ-NÚÑEZ et al., 2000). Como continuación de este estudio, hemos estimado la evolución de los niveles de resistencia de poblaciones de ambas especies de taladros a la toxina Cry1Ab entre 1999 y 2002, mediante muestreos anuales de larvas recogidas en campos de maíz Bt. Además, hemos realizado ensayos de laboratorio para seleccionar líneas de S. nonagrioides y O. nubilalis resistentes a la toxina expresada en el maíz Bt.
Evolución de la resistencia a la toxina Cry1Ab en poblaciones de campo
El seguimiento de la evolución de la resistencia se ha realizado de acuerdo con el protocolo propuesto por un grupo de expertos de la Unión Europea. El método de muestreo consiste en recoger anualmente entre 300 - 500 larvas en dos o tres campos distintos de maíz Bt en cuatro zonas maiceras representativas:
Madrid, Ebro, Badajoz y Albacete. Todos los muestreos se realizaron en campos comerciales de maíz Bt de la variedad Compa CB, que expresa concentraciones subletales de la toxina al final del cultivo.
Por otra parte, se mantuvo en el laboratorio una colonia de referencia de S. nonagrioides y otra de O. nubilalis, procedentes de larvas recogidas en campos de maíz no transgénico, para comprobar la estabilidad de la toxina utilizada en los bioensayos. Las condiciones de cría y mantenimiento de ambas especies de taladro así como los métodos empleados se describen detalladamente en Farinós et al. (2004).
Todos los bioensayos se realizan con larvas neonatas descendientes de las recogidas en campo. La dieta semisintética usada para la cría de cada especie se dispensa en bandejas de ensayo con 128 celdas (1 ml/celda) y se aplican en superficie entre 7 y 9 concentraciones de la toxina Cry1Ab. Sobre cada celda se deposita una larva neonata (<24 h) que se confina con una película de plástico adherente. Para cada dosis se utiliza un total de 3 repeticiones de 16 larvas tomadas al azar de cada una de las jaulas de oviposición, para garantizar la máxima variabilidad de las poblaciones recogidas. Las bandejas se incuban a 25 ± 0.3ºC, 70 ± 5 % r.h., y oscuridad constante, evaluándose la mortalidad larvaria.
a los 7 días.
Para cada población de campo se determinó su susceptibilidad a la toxina Cry1Ab (CL50 con un nivel de confianza del 95%) mediante un análisis probit con el programa POLO-PC (LEORA SOFTWARE, 1987). Las diferencias en susceptibilidad se compararon mediante la razón de la concentración letal (RCL) a la CL50 en relación a la susceptibilidad del primer año de muestreo de maíz Bt (ROBERTSONY PREISLER 1992).
La susceptibilidad de las poblaciones de S. nonagrioides y de O. nubilalis a la toxina Cry1Ab se muestra en la Tabla 1. Hasta la fecha no se ha obtenido un aumento significativo de la tolerancia de O. nubilalis o S. nonagrioides a la toxina Cry1Ab en ninguna de las zonas muestreadas, aunque se han observado variaciones entre años en algunas de las zonas, pero sin que éstas sean consistentes tras cinco años de cultivo continuado del maíz Bt. La susceptibilidad de la líneas mantenidas en el laboratorio permaneció relativamente constante en el periodo 2000-2002 (Tabla 1), lo que indica la ausencia de cambios en la estabilidad de la toxina empleada. Los pequeños cambios detectados en la susceptibilidad parecen más atribuibles a las variaciones espacio-temporales naturales entre poblaciones que a un proceso de selección para resistencia.
Selección de resistencia a la toxina Cry1Ab en laboratorio
Adultos de la generación F1, procedentes de las distintas poblaciones de S. nonagrioides y O. nubilalis se dividieron en dos líneas, una de las cuales fue sometida a selección con la toxina Cry1Ab (línea R), mientras que la otra se mantuvo como testigo (línea T). Larvas neonatas de la línea R fueron expuestas a concentraciones crecientes de la toxina durante 8 generaciones, estableciéndose la concentración inicial mediante pruebas preliminares para obtener la concentración letal 80 (CL80). Para cada generación de selección se utilizaron unas 2000 larvas neonatas de O. nubilalis y unas 1500 de S. nonagrioides. Los adultos supervivientes en cada generación se cruzaron para evitar pérdida de variabilidad, repitiéndose el proceso de selección en cada generación. Cada cuatro generaciones, se estimó la susceptibilidad de las líneas R y T en la forma descrita anteriormente.
Después de 8 generaciones de selección S. nonagrioides mostró un incremento de la tolerancia a la toxina Cry1Ab 21 veces superior al testigo, mientras que la de O. nubilalis incrementó su tolerancia 10 veces. Estos resultados sugieren una capacidad moderada para desarrollar resistencia en ambas especies.
Cabe destacar el interés de la respuesta a la presión de selección de S. nonagrioides por no haber datos previos. Estos valores no indican una disminución de la efectividad del maíz Bt, puesto que ninguna de las larvas procedentes de las líneas seleccionadas pudo sobrevivir en él.
Conclusiones
No se han encontrado incrementos consistentes en la tolerancia de poblaciones españolas de estas especies de taladro a la toxina Cry1Ab tras cinco años de cultivo continuado del maíz Bt. Sin embargo, las poblaciones tienen el potencial de desarrollar niveles moderados de resistencia por selección en laboratorio, por lo que es aconsejable continuar el programa de seguimiento en curso.
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