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Introducción
A nivel mundial, el maíz junto con el trigo y el arroz constituyen los cereales más importantes para la alimentación. En el Paraguay el maíz en la campaña 2019/20 se encuentra en segundo lugar en cuanto a superficie cultivada (1.100.000 hectáreas) y volumen de producción (5.834.593 toneladas) (UNA 2020).
El cultivo de maíz es afectado por plagas y enfermedades que generan grandes pérdidas con una productividad baja en la cosecha.Entre las diferentes plagas que atacan al cultivo, se encuentran diversas larvas de insectos del orden Lepidoptera que pueden atacar en cualquier estado fenológico del maíz; la oruga cogollera Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) es considerada plaga clave para este cultivo (Casmuz et al. 2010; Valdez et al. 2012; Gómez et al. 2017.
Es importante mencionar que S. frugiperda no solo puede dañar el cogollo y otras partes de las hojas del maíz. Adicionalmente, durante los primeros días de desarrollo de las plántulas, pueden ser dañadas a nivel del cuello; así como en los últimos estadios fenológicos la larva puede atacar la panoja dañando los estigmas o granos. Los daños causados en la panoja son de importancia relativa ya que no se pierde toda la panoja y el polen puede ser producido por plantas cercanas vecinas; no obstante, los daños en los estigmas y granos afectan directamente al rendimiento (Sosa 2003).
Dentro del manejo integrado de plagas por mucho tiempo se han utilizado insecticidas para el control de S. frugiperda. En la actualidad, con la incorporación de cultivos OGM (Organismos Genéticamente Modificados), material genético con inserciones de genes que producen proteínas insecticidas provenientes de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt) se ha contribuido significativamente en la disminución en el uso de insecticidas sintéticos (Bortolotto et al. 2016). Con los maíces transgénicos se logró el control de la S. frugiperda (Aragón 2004; Trumper 2014). En el Paraguay se han liberado maíces Bt transgénicos que expresan diferentes proteínas Cry1F (HerculexTM); Cry1A105, Cry1F, Cry2Ab2 (PowerCoreTM); Cry1A105, Cry2Ab2, Cry3Bb (VT3ProTM); Vip3A19 (MIR162TM) (Servicio Nacional de Calidad y Sanidad Vegetal y de Semillas SENAVE 2020). Gómez et al. (2017) mencionaron que con el tiempo de utilización en las siembras se verifica pérdida de eficacia de los maíces Bt a nivel de campo, debido probablemente a una fuerte presión de selección de individuos resistentes por el uso continuo de la misma tecnología. La eficacia del maíz Bt para controlar a S. frugiperda se ha evaluado en diferentes países, y existen reportes de éxitos y fracasos (Williams et al. 1997; Waquil et al. 2002; Giaveno et al. 2010; Flores y Balbi 2014; Grandis de Lima y Assmann 2015; Monnerat et al. 2015). Por otro lado, en Puerto Rico, Brasil y el sur de Estados Unidos se detectó resistencia de S. frugiperda a maíces Bt que expresan las proteínas Cry1F o Cry1Ab (Storer et al. 2010; Farias et al. 2014; Huang et al. 2014; Omoto et al. 2016).
En Paraguay, los productores han detectado daños producidos por S. frugiperda en maíces Bt. Huang et al. (2011) mencionaron que puede existir variabilidad de expresión de la proteína entre variedades y en diferentes estructuras de las plantas. Además de la pérdida de eficacia; las proteínas se encuentran expresadas en diferentes concentraciones dependiendo de la estructura vegetal u órgano de la misma, o de la fase en la cual se encuentra la planta (Bernardi et al.2016; Jiang et al. 2016); por lo tanto, la actividad biológica de las larvas que atacan un órgano específico (estigmas, granos, hojas, etc.) se ve afectada debido a estas variaciones, que genera una dosis sub-letal que disminuye el control de las larvas, y expone a las sobrevivientes a adquirir resistencia ante las proteínas (Onstad y Gould 1998). Esta expresión diferenciada de proteínas entre los eventos puede generar diferentes respuestas en la plaga, siendo algunas de las proteínas más tóxicas que otras (Adamczyk y Mahaffey 2008; Sena et al. 2009; Figueiredo et al. 2013). La variación de la concentración de toxina ocurre naturalmente, pero también puede constituir un criterio de selección de eventos Bt en la etapa de desarrollo, debido a que la concentración de la toxina puede variar en los tejidos de la planta transgénica a través de su desarrollo fenológico, o bajo diferentes condiciones ambientales, la dominancia y por lo tanto la intensidad de la selección en las plagas blanco como S. frugiperda son condiciones muy dinámicas (Onstad y Gassmann 2014).
El objetivo de esta investigación fue evaluar la toxicidad de la proteína Bt expresada en los estigmas de diferentes eventos de maíces Bt liberados comercialmente en Paraguay. Para esto, se evaluaron los parámetros (i) porcentaje de mortalidad, (ii) determinación de la duración del periodo larval, (iii) peso y longitud de pupas, (iv) periodo de pre-oviposición, (v) longevidad de los adultos y (vi) el ciclo de vida.
Material y métodos
Recolección y cría de Spodopetra frugiperda.
Los primeros ejemplares de larvas de S. frugiperda se colectaron de cultivos de trigo Triticum aestivum en el Distrito de J. Eulogio Estigarribia, departamento de Caaguazú, Paraguay (latitud: 25°17′56″S, longitud: 57°31′47″O; altitud 272 m.s.n.m. Los ejemplares fueron llevados al laboratorio de cría de insectos en condiciones controladas de temperatura (27 ± 1 °C), humedad relativa (60 ± 10%) y fotoperiodo (14:10 horas L: O), colocados en frascos de plásticos desechables (100 ml) con dieta artificial hasta la fase de pupas (Parra 2001; Da Silva y Parra 2013).
Las pupas fueron agrupadas y colocadas en recipientes con una solución de hipoclorito de sodio al 1% para desinfectarlas, luego fueron colocadas dentro de una jaula para apareamiento hasta la emergencia de los adultos. Esta jaula de apareamiento consistió en un tubo blanco de PVC, de 21 cm de altura y 10 cm de diámetro, revestido internamente con papel blanco que permitió el reposo de los adultos y la oviposición de las hembras. La parte superior del tubo PVC se cerró con tela tipo tul, la cual era sujetada mediante una banda elástica. Dentro de la jaula los adultos fueron alimentados mediante una solución de agua y miel de abeja al 10%, agregada a trozos de algodón dispuesta en la parte superior de la jaula en contenedores de 1,5 cm de longitud y 2 cm de diámetro (Bernardi et al. 2016). La extracción de las posturas se realizó diariamente, cortando la porción de papel que contenía las posturas al momento de la revisión. Luego, se colocaron los trozos de papel con las posturas en el interior de frascos de plásticos con tapas para la emergencia de larvas, dentro del frasco fueron colocados papel de filtro humedecidos con agua destilada para mantener una humedad adecuada. Una vez eclosionadas las larvas neonatas se colocaron en frascos plásticos con dieta artificial. La separación de las larvas se realizaba al alcanzar el tercer instar, en frascos plásticos con 2 a 3 larvas en cada frasco con dieta artificial. Una parte de la primera generación de larvas eclosionadas fue usada para el trabajo experimental (larvas neonatas con máximo de 24 h de edad), y la otra parte se separó para el mantenimiento de la población en el laboratorio.
Material vegetal.
Para obtener los estigmas de los diversos tratamientos considerados, se realizó una siembra para cada variedad de maíz. La primera siembra se realizó en el mes de julio el evento MIR162TM (Vip3A19), se sembraron 50 plantas bajo invernadero. La siguiente siembra se realizó con el evento VT3ProTM (Cry1A105, Cry2Ab2, Cry3Bb), en una parcela de 5x5 metros, en el mes de agosto y por último la siembra del evento PowerCoreTM (Cry1A105, Cry1F, Cry2Ab2) en el mes de septiembre junto con la variedad BR106TM no Bt (Tabla 1), en 2 parcelas de 15x10 metros. Todas las variedades de maíz fueron sembradas en un campo experimental con el distanciamiento de 15 cm entre plantas y 80 cm entre hileras.
Bioensayos
Determinación de mortalidad.
Una vez obtenida la cantidad requerida de larvas del primer instar, las mismas fueron alimentadas con los estigmas de las mazorcas de cada evento correspondiente a los tratamientos. Se extrajeron los estigmas que sobresalían de la mazorca del maíz en estado fenológico R1 (He et al. 2002; Bernardi et al. 2016), esto fue realizado cada 2 días en las parcelas establecidas y los estigmas eran colocados dentro de un recipiente de polietileno con cierre hermético, mantenidos frescos en la parte inferior de la heladera, para evitar que pierdan turgencia. Para el experimento; dentro de los recipientes plásticos (100 ml) se colocó ágar-agua 2% previamente autoclavado (2 ml por recipiente), por encima de este medio se colocó un disco de papel de filtro con 4,3 cm de diámetro y sobre este papel se colocaron los estigmas con una larva por recipiente, en cámara climatizada a 27 ± 1 °C, 60 ± 10% de HR y 14 horas de fotofase. Se establecieron 2 experimentos, uno con larvas neonatas L1 con 10 larvas por unidad experimental y 12 repeticiones; y el segundo experimento con larvas del tercer estado L3 con 10 larvas por unidad experimental y 5 repeticiones. De esta forma 120 larvas por tratamiento para el experimento con larvas L1 y 50 larvas por tratamiento para el experimento con larvas L3. Los estigmas fueron utilizados para la alimentación de las larvas y se reemplazaron cada 48 horas de acuerdo con el aumento del tamaño de la plaga y su consumo, todo el proceso según la metodología adaptada de Bernardi et al. (2016). Para el cálculo del porcentaje de mortalidad se tuvo en cuenta la diferencia con el total de individuos que no completaron su ciclo; corregida por la fórmula de Henderson y Tilton (1955), considerando al testigo el material no Bt BR106TM.
Duración de los estadios larval y prepupal.
Mediante las observaciones diarias, se determinó la duración en días de los estadios de pre-pupa y luego al de pupa.
Duración del estadio de pupa, peso y longitud por sexo.
Se tuvo en cuenta el primer día de formación de pupa hasta la emergencia del adulto para la determinación de la duración de la fase pupal, teniendo en cuenta a individuos que lograron sobrevivir y completar esta fase.
Luego de 24 horas de formarse la pupa, se pesó con una balanza de precisión (RADWAG WTB 200 Exactitud 0,001 g) y con regla milimetrada se determinó la longitud (mm). También se determinó el sexo de cada individuo basado en la diferencia morfológica presente en el último segmento abdominal (Santos-Amaya et al. 2015).
Posteriormente, las pupas fueron colocadas en una bandeja con papel de filtro humedecido en la parte inferior y tapadas con vasos de plásticos con una respectiva numeración para identificarlos. Permanecieron cubiertas hasta la emergencia del adulto.
Relación de sexos y porcentaje de emergencia.
Para la evaluación de estas variables se utilizaron las fórmulas según García y Iannacone (2011).
%H = N°H × 100 /N°AE
%M = N°M × 100 /N°AE
Donde: %H = Porcentaje de hembras.; %M = Porcentaje de machos.; N°H = Número de hembras.; N°M = Número de machos.; N°AE = Número de adultos emergidos.
%E = T - (PnE+AmE)/T
Donde: %E = Porcentaje de emergência.; T = Número total de pupas.; PnE = Pupas no emergidas.; AmE = Adultos medio emergidos.
Periodo de pre-oviposición, post-oviposición (días), fecundidad de hembras y viabilidad de huevos.
Las 10 parejas de insectos se colocaron en cantidad de 1 pareja por cada jaula. A partir de esto se han medido las siguientes variables:
Fecundidad, utilizando la fórmula según García y Iannacone (2011).
N°HV/N°Hvs
Dónde: N°HV = Número de huevos puestos.; N°Hvs = Número de hembras.
Fertilidad o viabilidad, según la fórmula utilizada por Hernández et al. (2010).
N°Hvs/N° N
Donde: N°Hvs = Número de huevos puestos.; N°N = Número de Neonatas.
Análisis estadístico.
Los datos obtenidos en ambos experimentos fueron sometidos al análisis de varianza (ANAVA), también se realizó una comparación de medias por medio de la prueba de Tukey (α = 5%), mediante el Software INFOSTAT-2014 (Di Rienzo et al. 2014).
Resultados
Mortalidad en larvas L1 y larvas L3 de Spodoptera frugiperda.
Las larvas neonatas L1 y larvas del tercer instar L3 expuestas a los diferentes eventos muestran las medias de los porcentajes de mortalidad (Tabla 2).
Tabla 2 Porcentajes de mortalidad obtenidos en larvas neonatas y larvas del tercer instar por efecto del consumo de estigmas de maíz Bt y no Bt, evaluados a los 7 días y durante el ciclo total.
| Tratamiento | Porcentaje de mortalidad | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Experimento larvas L1 | Experimento larvas L3 | |||||
| 7 días | Larva, pre-pupa y pupa | Porcentaje Corregido H&T | 7 días | Larva, pre-pupa y pupa | Porcentaje Corregido H&T | |
| MIR162TM | 100 a* | - | 100 | 100 a | - | 100 |
| VT3ProTM | 21 b | 38 b | 22,5 | 16 b | 24 b | 35,3 |
| PowerCoreTM | 8 c | 30 b | 20,4 | 2 c | 22 b | 5,9 |
| BR106TM (no Bt) | 3 c | 28 b | 2 c | 2 c | ||
| Gl | 3 | 3 | 3 | 3 | ||
| F | 266,1 | 46,5 | 332,7 | 132,5 | ||
| P-valor | 0,0001 | 0,0001 | 0,0001 | 0,0001 | ||
| CV (%) | 29,2 | 35,8 | 27,8 | 32,2 | ||
ha* Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Prueba de Tukey. Porcentaje corregido por la fórmula de Henderson-Tilton
A los 7 días del inicio de la alimentación de larvas L1 y L3 con los estigmas de los eventos considerados; se verificó una mortalidad total de insectos en el tratamiento MIR162TM, con diferencia estadística significativa con relación a los demás eventos; en larvas neonatas evaluadas a los 7 días. Las larvas del estado L3 de los eventos VT3ProTM y PowerCoreTM se diferenciaron entre sí a los 7 días de evaluación, no así en el ciclo de larva a prepupa, considerándose bajo el porcentaje de mortalidad observado, atendiendo la corrección de la mortalidad realizada por la fórmula Henderson y Tilton. La variedad BR106TM (no Bt) presentó menor porcentaje de mortalidad debido a la falta de las proteínas insecticidas.
Duración y porcentaje de los estadios larval y prepupal de los insectos sobrevivientes a los maíces Bt y convencional.
La mortalidad de larvas en el evento MIR162TM fue de 100%, no se tienen en cuenta la duración de su estadio larval, pre-pupal ni el porcentaje de sobrevivencia para los estadios; sí verificada en otros eventos, se obtuvo duraciones del estadio larval en media no diferenciadas entre los eventos Bt; mayor duración en la variedad BR106TM (no Bt) con diferencias estadísticas como se muestra en la Tabla 3. En prepupa se detectó menor duración en los insectos alimentados con VT3ProTM.
Tabla 3 Duración media (días) de los estadios larval y pre-pupal obtenidas en larvas neonatas alimentadas con los estigmas de diferentes eventos de maíz Bt y una variedad de maíz no Bt.
| Tratamiento | Estadio larval | Estadio pre-pupal |
|---|---|---|
| VT3ProTM | 18,32 a* | 1,73 a |
| PowerCoreTM | 18,62 a | 1,97 b |
| BR106TM (no Bt) | 20,16 b | 1,97 b |
| Gl | 2 | 2 |
| F | 7,85 | 16,46 |
| P-valor | 0,0005 | 0,0001 |
| CV (%) | 17,97 | 17,06 |
*Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Test de Tukey.
Los porcentajes de sobrevivencia de los estadios larval, pre-pupal y pupal se presentan en la Tabla 4. En el estadio larval y pupal no se observaron diferencias significativas entre las medias de porcentajes de sobrevivientes. En cuanto al estadio pre-pupal se encontró una diferencia significativa entre PowerCoreTM siendo en este menor porcentaje que en el evento VT3ProTM y la variedad BR106TM (no Bt).
Tabla 4 Porcentajes de sobrevivencia en los estadios de larva, pre-pupa y pupa.
| Tratamiento | Estadio larval | Estadio pre-pupal | Estadio pupal |
|---|---|---|---|
| VT3ProTM | 70 a* | 100 b | 89 a |
| PowerCoreTM | 86 a | 92 b | 88 a |
| BR106 (no Bt) | 81 a | 100 b | 90 a |
| Gl | 2 | 2 | 2 |
| F | 2,41 | 5,45 | 0,1 |
| P-valor | 0,1059 | 0,009 | 0,8759 |
| CV (%) | 22,91 | 7,04 | 14,3 |
*Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Test de Tukey.
Duración, peso y longitud de pupas por sexo. Valores de las medias de las variables separadas por sexo se pueden observar en la Tabla 5. La longitud y el peso de las pupas de los machos fueron mayores estadísticamente en el evento VT3Pro.
Tabla 5 Medias de la longitud, peso y duración de pupas por sexo de Spodoptera frugiperda.
| Tratamiento | Macho | Hembra | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Longitud (mm) | Peso (g) | Duración (días) | Longitud (mm) | Peso (g) | Duración (días) | |
| VT3ProTM | 16,2 a* | 0,2 a | 10,5 a | 15,6 a | 0,2 a | 9,0 a |
| PowerCoreTM | 15,3 b | 0,1 b | 9,6 b | 14,7 b | 0,17 b | 8,1 b |
| BR106TM (no Bt) | 15,7 ab | 0,1 ab | 9,6 b | 15,2 ab | 0,2 a | 8,4 b |
| Gl | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| F | 8,5 | 10,6 | 29,1 | 4,5 | 13,81 | 25,5 |
| P-valor | 0,0003 | 0,0001 | 0,0001 | 0,0130 | 0,0001 | 0,0001 |
| CV (%) | 5,9 | 16,0 | 6,1 | 8,6 | 16,7 | 6,3 |
*Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Test de Tukey.
Mayores valores de longitud, peso y duración en insectos hembras y machos se verificaron en el tratamiento VT3ProTM. El evento PowerCoreTM presentó menores valores en la longitud y peso de pupa en hembras y machos con relación a la variedad BR106TM (no Bt). A pesar de verificarse mayor peso y longitud en las pupas provenientes de la alimentación con el material VT3ProTM. Las mismas presentaron mayor duración en 0,6 y 0,9 días comparativamente con el material no Bt, prolongando el ciclo del insecto.
Relación de sexos y porcentaje de emergencia.
Entre las medias de los porcentajes de hembras y machos emergidos entre los tratamientos no presentaron diferencias estadísticas; así como en las medias del porcentaje de emergencia de adultos y en la proporción hembra: macho (Tabla 6).
Tabla 6 Medias de los porcentajes de hembras, machos, emergencia de adultos y proporción hembras: machos de Spodoptera frugiperda en maíz Bt y no Bt en condiciones de laboratorio.
| Tratamiento | Hembras (%) | Machos (%) | Emergencia (%) | Proporción sexual ♀:♂ |
|---|---|---|---|---|
| VT3ProTM | 43,6 a* | 56,4 a | 87,1 a | 1: 2,06 (0,4) a |
| PowerCoreTM | 49,5 a | 50,4 a | 88,4 a | 1: 1,2 (0,5) a |
| BR106TM (no Bt) | 40,5 a | 59,4 a | 90,6 a | 1: 2,1 (0,4) a |
| Gl | 2 | 2 | 2 | 2 |
| F | 0,5 | 0,5 | 0,2 | 0,7 |
| P-valor | 0,5808 | 0,5808 | 0,8258 | 0,5180 |
| CV (%) | 45,7 | 36,8 | 14,9 | 46,1 |
*Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Test de Tukey.
Adultos, periodo de pre-oviposición, oviposición, post-oviposición (días), fecundidad y fertilidad de huevos.
De los casales seleccionados (Tabla 7) el periodo de pre-oviposición de mayor duración entre los materiales estudiados se verificó en el tratamiento VT3ProTM con diferencias significativas; la misma presentó 2,5 veces más duración que el material no Bt, y 1,7 veces más que el material PowerCoreTM. En el periodo de oviposición el tratamiento BR106TM (no Bt) denotó el periodo más largo de postura de 8 días como media, seguido de PowerCoreTM; el material VT3ProTM tuvo el menor periodo de oviposición. Para el periodo de post-oviposición no se observaron diferencias significativas entre las medias de los tratamientos.
Tabla 7 Medias de los periodos del pre-oviposición, oviposición y post-oviposición en días de los casales de S. frugiperda alimentados durante la fase larval con estigmas de maíz Bt y no Bt.
| Tratamiento | Pre-oviposición (Días) | Oviposición (Días) | Post-Oviposición (Días) |
|---|---|---|---|
| VT3ProTM | 6,1 a* | 5,0 a | 0,5 a |
| PowerCoreTM | 3,5 b | 6,7 ab | 1,4 a |
| BR106TM (no Bt) | 2,4 b | 8,0 b | 0,8 a |
| gl | 2 | 2 | 2 |
| F | 6,5 | 5,8 | 1,5 |
| P-valor | 0,0054 | 0,0084 | 0,2508 |
| CV (%) | 54,8 | 27,3 | 122,0 |
*Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Test de Tukey
La mayor cantidad de huevos por cada hembra por casal se observó en el tratamiento BR106TM (no Bt) con 1.472,30 huevos, 37% más que VT3ProTM y 16% más que PowerCoreTM; seguidas por el tratamiento PowerCoreTM (Tabla 8). Con relación a neonatas, el material BR106TM (no Bt) presentó 47 % más eclosiones que VT3ProTM. En la viabilidad, aunque no se detectaron diferencias estadísticas; los materiales BR106TM (no Bt) y PowerCoreTM presentaron mejores porcentajes; 23 y 26% más que VT3ProTM, respectivamente.
Tabla 8 Medias del número de huevos (fecundidad), números de neonatas obtenidas y fertilidad o viabilidad de huevos en los casales alimentados durante la fase larval con estigmas de maíz Bt y no Bt en condiciones de laboratorio.
| Tratamiento | Fecundidad1 | Neonatas/casal | Viabilidad %2 |
|---|---|---|---|
| VT3ProTM | 928,1 a* | 513,3 a | 42,4 a |
| PowerCoreTM | 1.244,6 ab | 913,6 ab | 68,5 a |
| BR106TM (no Bt) | 1.472,3 b | 972,2 b | 65,6 a |
| Gl | 2 | 2 | 2 |
| F | 3,2 | 4,2 | 3,0 |
| P-valor | 0,0562 | 0,0243 | 0,0640 |
| CV (%) | 41,2 | 50,1 | 46,0 |
1 Fecundidad calculada según la fórmula de García y Iannacone (2011).
2 Fertilidad o viabilidad de acuerdo con la fórmula de Hernández et al. (2010).
*Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Test de Tukey.
Duración del ciclo total de Spodoptera frugiperda.
La longevidad de los adultos de insectos hembras se puede observar en la Tabla 9.
Tabla 9 Medias de la duración en días de los estadios en hembras de S. frugiperda con maíces Bt y convencional bajo condiciones de laboratorio.
| Tratamiento | Hembras | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Larva | Pre-pupa | Pupa | Adulto | Total | |
| VT3ProTM | 18,5 a* | 1,6 a | 9,0 a | 13,3 a | 44,0 a |
| PowerCoreTM | 17,6 a | 1,9 b | 8,1 b | 11,6 a | 39,4 b |
| BR106TM (no Bt) | 19,1 a | 1,9 b | 8,3 b | 11,2 a | 41,1 ab |
| Gl | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| F | 2,3 | 6,9 | 25,5 | 1,3 | 7,2 |
| P-valor | 0,1073 | 0,0015 | 0,0001 | 0,2880 | 0,0030 |
| CV (%) | 16,3 | 18,7 | 6,3 | 26,5 | 6,8 |
*Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Test de Tukey
En el estadio de larva no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos. En el estadio de pre-pupa tuvo un menor valor para el tratamiento VT3ProTM con diferencias estadísticas; para el estadio de pupa se observó el mismo tratamiento con media más elevada de 9 días con diferencia significativa. En la fase de adulto las hembras no presentaron diferencias significativas. Para la longevidad, el tratamiento VT3ProTM fue de 44 días con diferenciación estadística, seguido por BR106TM (no Bt).
En los estadios observados en los insectos machos (Tabla 10); se verificó una mayor duración en el tratamiento BR106TM (no Bt), que alcanzó 20,58 días. En el estadio de pre-pupa se tuvo al tratamiento VT3ProTM como el menor, mientras para el estadio de pupa el mismo tratamiento presentó la mayor media significativa. En el estado adulto no se verificaron diferencias; sin embargo, en la longevidad del tratamiento VT3ProTM fue de 44,27 días presentando la mayor duración del periodo.
Tabla 10 Medias de la duración en días de los estadios de machos de S. frugiperda con maíces Bt y convencional bajo condiciones de laboratorio.
| Tratamiento | Machos | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Larva | Pre-pupa | Pupa | Adulto | Total | |
| VT3ProTM | 18,1 a* | 1,7 a | 10,5 a | 13,1 a | 44,3 a |
| PowerCoreTM | 18,3 a | 2,0 b | 9,7 b | 10,4 a | 39,4 b |
| BR106TM (no Bt) | 20,6 b | 1,9 b | 9,6 b | 11,2 a | 41,1 b |
| gl | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| F | 8,3 | 7,4 | 29,6 | 2,9 | 18,4 |
| P-valor | 0,0004 | 0,0009 | 0,0001 | 0,0697 | 0,0001 |
| CV (%) | 17,0 | 15,1 | 6,1 | 23,2 | 4,5 |
*Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Test de Tukey
Los estadios de S. frugiperda sin discriminar el sexo presentaron los siguientes resultados que se muestran en la Tabla 11. Para el estadio de larva, los eventos de maíces transgénicos presentaron menores medias significativamente comparado con el maíz no Bt; en el estadio pre-pupal, el evento VT3ProTM presentó menor duración; en el estadio de pupa el evento VT3ProTM tuvo la mayor duración, así como en el estadio adulto y el total con diferencias estadísticas. El evento PowerCoreTM tuvo un ciclo numéricamente menor con relación al maíz no Bt, sin embargo, esta diferencia no fue significativa.
Tabla 11 Medias de la duración en días de los estadios de S. frugiperda sin discriminación de sexos con maíces Bt y no Bt.
| Tratamiento | Estadios de S. frugiperda | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Larva | Pre-pupa | Pupa | Adulto | Total | |
| VT3ProTM | 18,3 a* | 1,7 a | 9,8 a | 13,2 a | 44,1 a |
| PowerCoreTM | 17,9 a | 1,9 b | 8,9 b | 11,0 b 11,2 ab | 39,4 b |
| BR106TM (no Bt) | 19,9 b | 1,9 b | 9,1 b | 41,1 b | |
| gl | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| F | 9,8 | 14,2 | 20,5 | 3,8 | 22,4 |
| P-valor | 0,0001 | 0,0001 | 0,0001 | 0,0278 | 0,0001 |
| CV (%) | 16,8 | 16,7 | 9,8 | 24,5 | 5,6 |
*Medias en las columnas con letras iguales son estadísticamente similares a un nivel de significancia del 5% (p ≤ 0,05). Test de Tukey.
Discusión
Estudiar la toxicidad de los eventos liberados y sembrados en una región o país resulta en un apoyo importante en el manejo de la tecnología en un periodo de tiempo atendiendo las plagas albo que controla. Sin duda existen diferencias en relación con la eficacia en la supresión de poblaciones de plagas con diferentes mortalidades verificadas de acuerdo con las proteínas Bt; Mendes y Waquil (2009) mencionaron que se pueden tener respuestas diferentes en el control de la S. frugiperda dependiendo del evento utilizado; esto debido a que cada evento tiene una expresión diferenciada de las proteínas Bt incorporadas. Por lo tanto, el evento MIR162TM (VIP3A19) de esta investigación, de más reciente utilización en Paraguay; debe su alto porcentaje de mortalidad sobre S. frugiperda a la proteína Vip3A19 (MIR162TM), resultados también obtenidos por Adamczyk y Mahaffey (2008), Sena et al. (2009), Figueiredo et al. (2013), y Santos-Amaya et al. (2015) que observaron mayor sensibilidad por parte de S. frugiperda ante la proteína Vip3A19 (MIR162TM) versus las proteínas Cry1A y Cry1F; otros estudios; Sivasupramaniam et al. (2008) mencionaron que la proteína Cry2Ab2 presenta una baja toxicidad para S. frugiperda.
Ya mencionado anteriormente, la proteína VIP3Aa20 (MIR162TM) presenta una alta toxicidad y ha ocasionado la mortalidad de todas las larvas alimentadas con el estigma de la misma. Los porcentajes de mortalidad de los eventos evaluados con larvas L1 y L3; PowerCoreTM (Cry1A.105, Cry1F, Cry2Ab2) y VT3ProTM (Cry1A.105, Cry2Ab2, Cry3Bb) presentaron baja mortalidad contra S. frugiperda; con elevada supervivencia larval en estigmas; próximas a resultados de Jiang et al. (2016), quienes reportaron porcentajes de mortalidad de entre 27 y 47% para los tratamientos con maíz Bt. Otros trabajos, Williams et al. (1998), y Bernardi et al. (2016) informaron que las larvas alimentadas con maíz Bt llegan a sobrevivir a estadios mayores al tercer instar, como en este estudio, donde las larvas alimentadas a partir de L3 pudieron sobrevivir e incluso llegar al estado de pupa.
En el seguimiento del ciclo de las larvas sobrevivientes (L3); el evento VT3ProTM con las proteínas Cry1A105, Cry2Ab2, Cry3Bb presentaron diferencias con relación al PowerCoreTM (Cry1A105, Cry1F, Cry2Ab2); existe una similitud de datos estadísticos entre PowerCoreTM y la variedad BR106TM (no Bt) considerándose la longitud de las pupas, peso, duración de machos, longitud y duración de hembras. Santos-Amaya et al. (2015) obtuvieron pesos de pupas en maíz Bt similares estadísticamente a los obtenidos en el maíz convencional no Bt, estas larvas neonatas de S. frugiperda fueron alimentadas con maíz Bt que expresaban proteínas Cry1A105 y Cry2Ab2 las cuales pertenecen a las proteínas del maíz VT3ProTM utilizado en este experimento, y en aquellas alimentadas con estigmas y granos de maíz Bt con proteínas Cry1F, Cry1A105 y Cry2Ab2 pertenecientes al evento PowerCoreTM, también se ha notado que no existen diferencias significativas comparando los eventos con la variedad convencional (Bernardi et al. 2016).
La diferencia que demuestra el evento VT3ProTM en el periodo de duración de las pupas, tanto en machos y hembras con respecto al maíz no Bt, así como la diferencia en la postura verificada (Fecundidad) con menor postura y viabilidad con relación al PowerCoreTM y la variedad BR106TM (no Bt); con reducción significativa en la fecundidad. Algunos investigadores han informado resultados de efectos de antibiosis similares (Cássio 2002; Bernardi et al. 2016). Un factor que afectará a la dinámica poblacional de S. frugiperda a nivel de campo.
Esta investigación muestra que todavía se hace necesario realizar varios estudios a nivel local para ir ajustando la tecnología de los cultivos genéticamente modificados (GM), así como el monitoreo constante de la expresión y toxicidad de las proteínas incorporadas. La presión de selección para la resistencia, el uso de refugios con cultivos susceptibles, la evolución de la resistencia está muy relacionada con la eficacia y el plazo de validez tecnológico en el control de plagas claves. De esta forma, esta línea de investigación y su continuidad en regiones con grandes superficies de cultivos GM sembradas, será de gran auxilio para el manejo de las plagas.
Conclusiones
El evento con la proteína VIP3A19 (MIR162TM) presenta alta expresión de los estigmas en función de la alta mortalidad observada sobre larvas de S. frugiperda alimentadas con estigmas procedentes de materiales de maíz que expresan esta proteína. Los eventos VT3ProTM (Cry1A.105, Cry2Ab2, Cry3Bb) y PowerCoreTM (Cry1A.105, Cry1F, Cry2Ab2) presentan baja toxicidad en la expresión de los estigmas de la planta. El evento VT3ProTM (Cry1A.105, Cry2Ab2, Cry3Bb) puede afectar la fecundidad de la población de insectos sobrevivientes.
