Tese
Calling behavior and ovarian development of Spodoptera frugiperda populations resistant to Bt toxins
Comportamento de chamamento e desenvolvimento ovariano de populações de Spodoptera frugiperda resistentes a toxinas de Bt
Registro en:
SOUSA, Fernanda Freitas. Calling behavior and ovarian development of Spodoptera frugiperda populations resistant to Bt toxins. 2016. 59 f. Tese (Doutorado em Entomologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2016.
Autor
Sousa, Fernanda Freitas
Institución
Resumen
Transgenic crops have been adopted for pest control since 1996 and among the benefits of using this technology are the effective control of target pests and low risk to non-target organisms. However, the evolution of resistance is a major threat to the long-term efficacy of such technology. Insect resistant can express physiological cost, which helps reverse the occurrence of resistance to Bt crops when refuge is present. Spodoptera frugiperda is the most destructive pest of maize in tropical regions of the Americas and have been documented cases of resistance to Bt corn events that produce Cry1F toxin. It has already been observed fitness cost associated with resistance Cry1Fa in life cycle characteristics, but was not observed cost in reproductive parameters. Moreover, it was observed cost associated with resistance to Bt maize stacked event in the life cycle characteristics and fertility parameters. However, behavioral features (e.g., calling) have been little studied as possible characteristics of cost. This work was carried out to study the calling behavior and compare the ovarian development of Spodoptera frugiperda female susceptible and resistant to GM maize expressing Cry1Fa and other event that expresses toxins Cry2Ab2 and Cry1A.105. Resistant to first-generation event expressing Cry1Fa toxin females started calling earlier, spend more time calling and generally have higher number and most enduring calling bouts than susceptible female during scotophase. There was no difference between the of the basal oocytes width between resistant and susceptible females, but resistant females showed more mature eggs than susceptible at the same age after emergence, besides presenting mature eggs one day before. Resistant females to second-generation Bt event expressing Cry2Ab2 and Cry1A.105 toxins showed no difference in the mean onset time of calling. Nevertheless, the resistant females generally spend more time calling in addition to present a larger number of call bouts during the scotophase. At 12 hours after emergence, resistant females have larger basal oocytes width compared to susceptible, and this value becomes equal at 24 hours after emergence. In early adulthood, the resistant and susceptible females did not differ in number of mature eggs, but after 72 hours this number is higher in susceptible females. Therefore, although there are advantages in the calling behavior, there is a cost in the number of mature eggs associated with Bt stacked expressing Cry2Ab2 and Cry1A.105 toxins resistance in the population of S. frugiperda tested. However, no cost Cry1Fa resistance, and resistant females showed a higher performance than susceptible. Culturas transgênicas têm sido adotadas para controle de pragas desde 1996 e entre os benefícios do uso desta tecnologia estão o controle efetivo das pragas alvo e o baixo risco para organismos não-alvo. Entretanto, a evolução da resistência é uma grande ameaça para a continuidade a longo prazo de tal tecnologia. Insetos resistentes a tecnologia Bt podem manifestar custo fisiológico o que ajuda a reverter a ocorrência da resistência de culturas Bt quando refúgio está presente. Spodoptera frugiperda é a praga mais destrutiva de milho em regiões tropicais das Américas e já foram documentados casos de resistência a eventos de milho Bt que produzem toxina Cry1F. Já foi observado custo adaptativo associado à resistência Cry1Fa em características do ciclo de vida, porém não foi observado custo em parâmetros reprodutivos. Por outro lado, observou-se custo associado à resistência ao evento piramidado de milho Bt em características de ciclo de vida e parâmetros de fertilidade. No entanto, características comportamentais de reprodução (e.g, chamamento) têm sido pouco estudadas como possíveis características de custo. Assim, este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar o comportamento de chamamento e comparar o desenvolvimento dos ovários de fêmeas de Spodoptera frugiperda suscetíveis e resistentes ao milho transgênico expressando Cry1Fa e a outro evento que expressa toxinas Cry2Ab2 e Cry1A.105. As fêmeas resistentes à toxina Cry1Fa iniciaram o chamamento mais cedo, além de passarem mais tempo chamando e geralmente apresentarem maior número de acessos de chamamento e acessos mais duradouros que as fêmeas suscetíveis durante a escotofase. Não houve diferença entre o diâmetro dos oócitos basais entre as fêmeas resistentes e suscetíveis, mas as fêmeas resistentes apresentaram mais ovos maduros do que as suscetíveis na mesma idade após a emergência, além de apresentarem ovos maduros um dia antes das fêmeas suscetíveis. As fêmeas resistentes às toxinas Cry2Ab2 e Cry1A.105 não apresentaram diferença no tempo médio do início do chamamento. Apesar disso, as fêmeas resistentes geralmente passam mais tempo chamando além de apresentar um maior número de acessos de chamamento durante a escotofase. Às 12h após a emergência, as fêmeas resistentes apresentam maior diâmetro dos oócitos basais quando comparado aos óocitos das suscetíveis, valor que se torna igual às 24h. No início da vida adulta, as fêmeas resistentes e suscetíveis não diferiram em termos da presença de número de ovos maduros, no entanto após 72 horas este número é maior nas fêmeas suscetíveis. Portanto, apesar de haver vantagens no chamamento, existe custo da resistência ao milho Bt piramidado expressando as toxinas Cry2Ab2 e Cry1A.105 na população de S. frugiperda testada em relação ao número de ovos maduros. No entanto, não houve custo da resistência à Cry1Fa na população de S. frugiperda testada, e as fêmeas resistentes apresentaram um maior desempenho que as suscetíveis. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico