SUSCETIBILIDADE DE BIÓTIPOS DE Spodoptera frugiperda À MILHO Bt E ARROZ

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1 SUSCETIBILIDADE DE BIÓTIPOS DE Spodopter frugiperd À MILHO E OCTAVIO GABRYEL ARAUJO 1, SIMONE MARTINS MENDES 1, ANA PAULA SCHNEIDT AFONSO DA ROSA 2, ROSANGELA CRISTINA MARUCCI 3, CHRISTIANE ALMEIDA DOS SANTOS 1, TATIANE APARECIDA NASCIMENTO BARBOSA 1 e ALINE SILVIA DIAS 1 1 Emrp e Sorgo, Sete Lgos, MG, Brsil, octvio_griel1991@hotmil.com, simone@cnpms.emrp.r, chris.s.p@hotmil.com, tty7l@hotmil.com, linedis518@gmil.com 2 Emrp Clim Temperdo, Pelots, RS, Brsil, n.fonso@emrp.r 3 Centro Universitário de Sete Lgos, Sete Lgos, MG, Brsil, rosngel.mrucci@unifemm.edu.r RESUMO A lgrt-do-crtucho, Spodopter frugiperd cus injúri ns culturs do rroz, milho e sorgo, dentre outrs, sendo descrits rçs em diferentes locliddes e hospedeiros. Ojetivou-se crcterizr suscetiilidde dos iótipos milho e rroz de S. frugiperd existente ns terrs ixs do Sul do pís (Pelots-RS). Avliou-se sorevivênci e iomss lrvl e imtur dos dois iótipos de S. frugiperd mntidos em milho expressndo proteíns e em rroz. Os miores vlores de sorevivênci lrvl coincidirm com os miores vlores de iomss (rroz e milho não-). Qunto à sorevivênci n fse imtur verificou-se que os iótipos em seus respectivos hospedeiros não presentrm diferençs significtivs, porém o iótipo milho se mostrou ltmente dptdo o milho contendo proteín Cry1A. Assim, conclui-se que s lrvs do iótipo rroz são mis suscetíveis proteín Cry1A express em milho, presentndo menor sorevivênci e iomss que s do iótipo milho. Plvrs-chve: Ze mys, Oryz stiv, lgrt-do-crtucho, trnsgênico, iótipo SUSCEPTIBILITY OF Spodopter frugiperd MAIZE AND RICE BIOTYPES FEEDING ON CORN AND RICE.

2 ABSTRACT - The fll rmyworm, Spodopter frugiperd cuse dmge on rice, mize nd sorghum crops, mong others, eing descried iotypes in different loctions nd hosts. In order to chrcterize the susceptiility of iotypes "mize" nd "rice" of existing species in the southern Brzil (Pelots) this study evluted the iologicl spects of the two iotypes of S. frugiperd mintined in mize expressing different proteins nd rice. Survivl nd lrvl iomss nd immture were evluted. The highest vlues of lrvl survivl coincided with higher iomss (rice nd non- mize). As for survivl in the immture stge it ws found tht the iotypes in their respective hosts showed no significnt differences, ut the iotype "mize" ws highly dpted to mize contining the Cry1A protein. Thus, we conclude tht the fll rmyworm of iotype "rice" re more susceptile to Cry1A protein expressed on mize, with lower survivl nd iomss tht the iotype " mize. Keywords: Ze mys, Oryz stiv, fll rmyworm, trnsgenic, iotypes A lgrt-do-crtucho, Spodopter frugiperd (J.E.Smith, 1797) (Lepidopter: Noctuide) é originri ds zons tropicis e ocorre em tod Améric. É um inseto polífgo, que se liment de muits plnts cultivds, em especil de grmínes (Srmento et l., 2002). No Brsil, lgrt-do-crtucho tmém é comumente conhecid como lgrt-militr, lgrt-dos-cpinzis, lgrt-dos-milhris, lgrts-dos-rrozis. No estádio lrvl, se liment principlmente do crtucho de plnts novs podendo cusr perds n cultur do milho superiores 30%. Porém, ddos sore s reduções no rendimento ind são escssos, pois estes dependem de ftores como o miente, cultivr plntd, prátics grícols e, principlmente, do estádio de desenvolvimento e estdo nutricionl ds plnts. Além disso, vorcidde do iótipo é um ftor que pode influencir n produção (Cruz, 1995). Ess prg do rroz, independente do sistem de produção, sej ele irrigdo, predominnte n região sul do pís, ou de terrs lts com ocorrênci nos estdos de Mto Grosso, Mrnhão e Prá, cus dnos severos à cultur (Mrtins e Afonso, 2007). No rroz irrigdo, S. frugiperd é encontrd limentndo-se de plnts novs, ntes d inundção definitiv dos rrozis, qundo o inseto cort os colmos ds plnts rente o solo (Busto et l.,2004). Os dnos cusdos à cultur representm destruição ou enfrquecimento de plnts novs, corte de colmos o nível do solo, desfolhmento de plnts desenvolvids e pnículs.

3 Estudos relizdos nos EUA revelrm existênci de dus rçs que hitm mesm áre, que ocorrem o mesmo tempo, e que tendem usr hospedeiros diferentes (Pshley, 1986). A rç rroz foi encontrd se limentndo de rroz, cpim rquiári, e outrs grmínes, enqunto rç milho foi encontrd limentndo-se de milho e lgodão (Pshley 1993). Os estudos relciondos à S. frugiperd revelrm existênci de dois iótipos em função do hospedeiro tmém n região Sul do Brsil, o iótipo milho e iótipo rroz, sendo que esses encontrm-se em processo inicil de especição e representm rçs ssocids plnts hospedeirs (Busto et l.,2008). Além disso, esses utores reltrm importânci d consttção de iótipos de S. frugiperd pr entomologi econômic, pois podem responder diferencidmente s estrtégis de controle. SALINAS-HERNANDEZ et l. (2011) não consttrm evidêncis de diferençs de rç de S. frugiperd em função do hospedeiro ns condições d Colômi, porém, JUAREZ et l. (2012) trlhndo com indivíduos dess espécie coletdos em Brsil, Argentin e Prgui, detectrm existênci do hplótipos mitocondriis nos hospedeiros rroz e milho, lém de mostrr que distriuição do hplótipo do rroz é prentemente mis mpl, sendo encontrd em outros hospedeiros, como lff. O milho (Bcillus thuringienses) crcteriz-se como um tecnologi pr o mnejo de prgs utilizd no Brsil desde sfr 2008/09, que express proteíns inseticids que tum em lepidópteros-prg dentre eles, lgrt-do-crtucho do milho (Leite, et l 2011). Estimtivs pr sfr de 2012/2013 pontm que áre cultivd no Rio Grnde do Sul deve ultrpssr 1,1 milhões de hectres dos quis 85,7% serão de milho trnsgênico (Glvão et l, 2012). Dess form, pressupõe-se, que s estrtégis de mnejo pr ess espécie poss ter ção diferencid pr mos iótipos. Assim, com intuito de crcterizr os dois iótipos dess espécie, qunto à suscetiilidde às proteíns expresss em milho o ojetivo deste trlho foi vlir os spectos iológicos dos iótipos milho e rroz de S. frugiperd provenientes de Pelots-RS, mntidos em milho expressndo diferentes proteíns e em rroz. Mteril e Métodos As lrvs de S. frugiperd utilizds nesse ensio form provenientes de culturs de milho (Tlhão 13 - S 31 49'00.7'' W '56.1'') e rroz (Tlhão 60 - S 31 48'44.1'' W '55.5'') loclizds em Pelots - RS, representndo ssim dois iótipos presentes

4 nquel região. Em lortório, s lrvs pssrm por um seleção inicil pr que houvesse um pdronizção dos insetos pr formção d colôni visndo remoção de possíveis prsitóides e indivíduos doentes. Os indivíduos utilizdos form provenientes d segund gerção d crição em lortório e o experimento foi relizdo em cs de vegetção n Emrp e Sorgo, Sete Lgos- MG. Pr relizção do experimento form semedos 30 vsos de cd mteril: milho P30F35 Pionner não, P30F35HX (expressndo proteín Cry1F), P30F35YG (expressndo Cry1A) e um cultivr de rroz (Cipó). Após emergênci foi feito o desste de plnts, deixndo nos vsos de milho dus plnts e nos de rroz qutro plnts. A infestção foi relizd qundo s plnts de milho se encontrvm em estádio V4. Em cd vso colocrm-se 10 lrvs recém-eclodids de S. frugiperd, sendo cd vso considerdo um repetição, totlizndo 15 repetições. O delinemento experimentl utilizdo foi inteirmente csulizdo, ssim os trtmentos form compostos pel cominção do iótipo e d plnt n qul foi feit infestção (Tel 1). As vlições de injúri folir form relizds cd sete dis pós infestção, totlizndo três colets de ddos seguindo escl de nots propost por CARVALHO (1970) (Tel 2). As vlições de sorevivênci e iomss form relizds os 14 dis pós infestção, sendo utilizdos oito vsos. Form retirds tods s lgrts existentes nos vsos pr determinção d sorevivênci e iomss (mg). Após formção ds pups retirou-se os sete vsos restntes pr vlição de sorevivênci e iomss em lnç de precisão. Os ddos de iomss e sorevivênci form sumetidos à nálise de vriânci e s médis comprds pelo teste Scott-Knott. Resultdos e Discussão Sorevivênci e Biomss os 14 dis Não houve diferenç significtiv pr sorevivênci de lrvs do iótipo milho de S. frugiperd mntids em milho expressndo s proteíns Cry1A ou Cry1F, medid 14 dis pós eclosão e infestção. No entnto, s lrvs do iótipo milho presentrm mior sorevivênci em rroz do que em milho. Já pr lrvs do iótipo rroz, houve diferenç qunto à sorevivênci pr limentção em milho expressndo Cry1F e Cry1A, sendo mior qundo esses insetos se limentrm de rroz, seguido de milho não e Cry 1A

5 (Figur 1). WAQUIL et l. (2002) tmém consttrm diferenç n suscetiilidde às proteíns pr lrvs de S. frugiperd se limentndo de milho expressndo diferentes proteíns, onde s lrvs presentrm menor sorevivênci pr limentção em milho expressndo Cry1F. Outro specto oservdo foi que sorevivênci de mos os iótipos foi superior qundo mntidos em plnts de rroz. Conforme consttdo por vários utores, o desempenho lrvl do iótipo rroz foi melhor em plnts de rroz do que em plnts de milho, enqunto que o iótipo milho desenvolveu-se igulmente em em ms s plnts (Pencoe e Mrtin,1981; Pshley, 1988, Whitford, 1988, Pshley et l,, 1995, Busto et l., 2005). A iomss de lrvs medid os 14 dis seguiu o mesmo pdrão d sorevivênci lrvl, sendo prticmente nul pr lrvs dos iótipos milho e rroz limentndo-se do milho expressndo s proteíns Cry1A e Cry1F, intermediári pr s lrvs dos dois iótipos limentndo-se em milho não- e superior pr lrvs do iótipo rroz mntids no rroz (Figur 2). Segundo BUSATO et l. (2002, 2004) o iótipo rroz present melhor performnce em mos hospedeiros. PASHLEY et l. (1995) reltrm que o iótipo rroz é encontrdo nturlmente em outros hospedeiros como milho. Além disso, MEAGHER et l. (2004) e GROOT et l. (2010) encontrrm que s lrvs do iótipo rroz presentm mior iomss e menor período de desenvolvimento em milho e sorgo. Biomss de pups e sorevivênci d fse imtur Não houve diferenç n sorevivênci d fse imtur pr lrvs do iótipo rroz mntids em milho não e pr lrvs do iótipo milho mntids em rroz, sendo que mos presentrm miores vlores de sorevivênci. Já pr lrvs do iótipo rroz, mntid em rroz e milho tnto não, qunto expressndo Cry1A sorevivênci foi intermediári e prticmente nul pr lrvs dos dois iótipos mntids em milho expressndo Cry1F e do iótipo rroz mntids em milho Cry1A (Figur 3). Os ddos indicm que suscetiilidde à proteíns vri com o iótipo de S. frugiperd. Esse ddo está de cordo com JUAREZ et l (2012) que mostr que diferenç de dequção os diferentes hospedeiros depende do iótipo de S. frugiperd nlisdo. Oserv-se tmém que pesr ds lrvs do iótipo rroz presentrem mior sorevivênci n fse lrvl em milho expressndo Cry1A, esss não conseguirm completr fze imtur, diferencindo dquels do iótipo milho, que presentrm soreviventes qundo mntids em milho Cry1A.

6 É importnte ressltr que os vlores de sorevivênci encontrdos não são compráveis àqueles encontrdos por DE SÁ et l (2009) e com outros trlhos de vlição d sorevivênci em lortório. Nesse ensio form relizdos ensios de cs-de-vegetção, onde própri rquitetur d plnt fvorece um mior mortlidde nturl, emor nos vsos tenhm sido colocds giols de tecido tipo voil pr evitr entrd de qulquer ftor externo de mortlidde. Não foi verificdo diferenç n iomss de pups dos diferentes trtmentos, ssim queles insetos coletdos em milho mntidos em milho expressndo Cry1A que concluírm fse imtur presentrm iomss similr àquel dos demis trtmentos (Figur 4). Esse resultdo contrri os resultdos de LYNCH et l (1999) que reltrm que proteção oferecid pel proteín Cry1A no milho contr infestção por S. frugiperd ocorre, primrimente, pel redução d tx de desenvolvimento e gnho de peso. Os resultdos otidos são importntes pr orientr s questões de mnejo de resistênci de insetos em milho n região Sul do Pís, pois suscetiilidde dos híridos de milho pode vrir em função d proteín express e com o iótipo de S. frugiperd em questão, devendo-se considerr interção entre esses ftores n definição ds estrtégis de mnejo d resistênci (Mendes et l., 2011) Injúri Folir Verificou-se diferenç entre os trtmentos em relção injúri cusd por S. frugiperd ns diferentes plnts vlids. Lrvs do iótipo rroz form responsáveis por miores nots de dnos tnto em milho não, qunto em milho expressndo Cry1A. No entnto, não houve injúri ns plnts de milho expressndo Cry1F qundo sumetido à limentção dos dois iótipos. Além disso, lrvs do iótipo milho não cusrm injúri ns plnts de rroz (Figur 5). BUSATO et l (2004) concluiu que o iótipo rroz é mis especilizdo fisiologicmente, o que explic elevd injúri cusdo por esse iótipo qundo limentdo com folhs de milho. Em contrprtid s lrvs do iótipo milho qundo limentds com rroz podem ter sentido mior impcto devido o mior teor de sílic encontrdo nests folhs. É interessnte oservr que mesmo não cusndo injúri em plnts de rroz, s lrvs do iótipo milho form cpzes de completr o ciclo limentndo-se de plnts de rroz.

7 Conclusão As lrvs de Spodopter frugiperd do iótipo rroz presentm mior suscetiilidde à proteín Cry1A express em milho, com menor sorevivênci e iomss que àquels do iótipo milho que presentm miores vlores de injúri em milho expressndo Cry1A. Os iótipos milho e rroz de S. frugiperd presentm lt suscetiilidde à proteín Cry1F express em milho. Os dois iótipos presentm mior sorevivênci qundo mntidos em rroz e o iótipo rroz present mior sorevivênci no milho qundo comprdo o iótipo milho. Agrdecimentos A EMBRAPA MILHO E SORGO FAPEMIG e EMBRAPA CLIMA TEMPERADO Litertur Citd BUSATO, G.R.; GRÜTZMACHER, A.D.; OLIVEIRA, A.C.; VIEIRA, E.A.; ZIMMER, P.D.; KOPP, M.M.; BANDEIRA, J.M.; RODRIGUES, T.R. Análise d estrutur e diversidde moleculr de populções de Spodopter frugiperd (J.E. Smith, 1797) (Lepidopter: Noctuide) ssocids o milho e rroz no Rio Grnde do Sul. Neotropicl Entomology, Vcri, v. 33, n. 6, p , BUSATO, G. R.; GRÜTZMACHER, A. D.; GARCIA, M. S.; GIOLO, F. P.; ZOTTI, M. J.; NÖRNBERG, S. D.; NEVES, M. B. ds; Preferênci e consumo de dois iótipos de Spodopter frugiperd (J.E. SMITH, 1797)(Lepidopter: Noctuide) por folhs de milho e rroz irrigdo. Revist Brsileir de Agrociênci, v. 10, n. 3, p Pelots-RS 2004 BUSATO, G. R; GRÜTZMACHER, M. S. G; GIOLO, F. P; ZOTTI, M. J; JUNIOR, G. S. Biologi Comprd de Populções de Spodopter frugiperd (J.E. Smith) (Lepidopter: Noctuide) em Folhs de e Arroz. Neotropicl Entomology, v.34, n.5, p Pelots- RS. 2005

8 BUSATO, G.R.; GRÜTZMACHER, A.D.; GARCIA, M. S.; GIOLO, F. P.; MARTINS, A. F. Consumo e Utilizção de Alimento por Spodopter frugiperd (J.E. Smith) (Lepidopter: Noctuide) Originári de Diferentes Regiões do Rio Grnde do Sul, ds Culturs do e do Arroz Irrigdo. Neotropicl Entomology, v.31, n.4, p Pelots- RS BUSATO, G.R.; LOECK, A. E.; GARCIA, M.S.; BERNARDI, O; ZART, M.; NUNES, A.M.; ZAZYCKI, C.F. Comptiilidde reprodutiv entre os iótipos milho e rroz de Spodopter frugiperd (J.E. SMITH) (LEPIDOPTERA: NOCTUIDAE). Revist Brsileir de Agrociênci, v.14, n.2, p Pelots-RS 2008 CRUZ, I. A lgrt-do-crtucho n cultur milho. Sete Lgos EMBRAPA/CNPMS, 1995, 45p. (EMBRAPA/CNPMS Circulr Técnic, 21) MARTINS, J. F. d S; AFONSO, A. P. S; Importânci Econômic de Spodopter frugiperd (J.E. Smith) (Lepidopter: Noctuide) como Prg do Arroz no Brsil. EMBRAPA. Pelots RS. v.1, p.33. Dezemro CARVALHO, R. L. P. Dnos, flutução d populção, controle e comportmento de Spodopter frugiperd (J.E.Smith, 1797) e suceptiilidde de diferentes cultivres de milho, em condições de cmpo f. Tese (Doutordo em Agronomi) Escol Superior de Agricultur Luiz de Queiroz, Universidde de São Pulo, Pircic, LYNCH, R. E.; WISEMAN, B. R.; PLAINSTED, D.; WARNIK, D. Evlution of trnsgenic sweet corn hyrids expressing Cry1A() toxin for resistnce to corn erworm nd fll rmyworm. Journl Economic Entomology, College Prk, v. 92, n. 1, p , PASHLEY, D. P. Host-ssocited genetic differentition in fll rmyworm (Lepidopter: Noctuide): siling species complex? Entomology. Soc p PASHLEY, D. P. Cuses of host-ssocited vrition in insects herivores: n exmple from fll rmyworm. In. KIM, K. C., MACPHERON, B. A. Evolution of insects pets: ptterns of vrition. New York: John Wiley & Sons. 1993,

9 SALINAS-HERNANDEZ, H.; nd SALDAMANDO-BENJUMEA, CI. Hplotype identifiction within Spodopter frugiperd (J.E. Smith) (Lepidopter: Noctuide) corn nd rice strins from Colomi. Neotropicl Entomology. 2011, vol.40, n.4, pp SARMENTO. R. de A.; AGUIAR. R. W. de S.; AGUIAR. R. de A. S. de S.; VIEIRA. S. M. J.; OLIVEIRA. H. G. de.; HOLTZ, A. M. Revisão d iologi, ocorrênci, e controle de Spodopter frugiperd (LEPIDOPTERA, NOCTUIDAE) em milho no Brsil. Biosei J., v.18, n.2, p ,dec WAQUIL, J. M.; VILLELA, F. M. F.; FOSTER, J. E. RESISTÊNCIA DO MILHO (Ze mys L.) TRANSGÊNICO () À LAGARTA-DO-CARTUCHO, Spodopter frugiperd (Smith) (LEPIDOPTERA: NOCTUIDAE). Revist Brsileir de e Sorgo, v.1, n.3, p.1-11, 2002.

10 Tels e Figurs Tel 1 Delimitção dos trtmentos em função do iótipo e d plnt hospedeir utilizd no ioensio. Trtmento Biótipo Plnt utilizd no Bioensio Nº repetições 1 Arroz não 15 2 Arroz Cry1A 15 3 Arroz Cry1F 15 4 Arroz Arroz 15 5 não 15 6 Cry1A 15 7 Cry1F 15 8 Arroz 15 Tel 2. Escl (0 5) pr vlição dos dnos cusdos por Spodopter frugiperd (J. E. Smith, 1797) no crtucho do milho. Not Descrição do dno 0 Plnt sem dno 1 Plnt com folh rspd 2 Plnt com folh furd 3 Plnt com lesão ns folhs e no crtucho 4 Plnt com crtucho destruído 5 Plnt com muits folhs e crtucho totlmente destruído

11 Sorevivenci lrvl (%) L L Arroz L - LArroz CRY1A() c L - CRY1A() L Arroz c c L - Figur 1: Sorevivênci médi de iótipos de Spodopter frugiperd os 14 dis limentndo-se de milho não, milho e rroz. Médis seguids pel mesm letr não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott 5% de proilidde. Medis de iomss lrvl (mg) L - L - c LArroz - CRY1A() c L - CRY1A() L Arroz L - Figur 2: Biomss médi de iótipos de Spodopter frugiperd os 14 dis limentndo-se de milho não, milho e rroz. Médis seguids pel mesm letr não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott 5% de proilidde.

12 Sorevivenci de fse pré-mginl(%) L L Arroz L - c LArroz CRY1A() L - CRY1A() c L Arroz c L - Figur 3: Sorevivênci médi d fse imtur de iótipos de Spodopter frugiperd limentndo-se de milho não, milho e rroz. Médis seguids pel mesm letr não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott 5% de proilidde. Medis de iomss de pup (mg) L - L - LArroz - CRY1A() L - CRY1A() L - Figur 4: Biomss médi de pups de iótipos de Spodopter frugiperd limentndo-se de milho não, milho e rroz. Médis seguids pel mesm letr não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott 5% de proilidde Not de Dn o 5,00 4,00 3,00 2,00 L Arroz LArroz CRY 1A () L A rroz C R Y 1F L A rroz - A R RO Z Not de Dno 5,00 4,00 3,00 2,00 L - B t L - C RY 1A () L - C RY 1F L ARR OZ 1,00 1,00 0,00 7 Dis 14 Dis 21 Dis 0,00 7 Dis 14 Dis 21 Dis

13 Figurs 5 e 6: Representção do injúri folir cusdo pelos iótipos rroz e milho de Spodopter frugiperd em plnts de rroz e de milho (Cy 1A e Cry 1F) e não.