CONTRIBUIÇÃO DO CIANTRANILIPROLE NO MANEJO DA RESISTENCIA DE HÍBRIDOS AO ATAQUE DE

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1 CONTRIBUIÇÃO DO CIANTRANILIPROLE NO MANEJO DA RESISTENCIA DE HÍBRIDOS AO ATAQUE DE Spodoptera frugiperda ERICKSON P. OLIVEIRA 1, DANIEL ROSA 2, ANA CRISTINA PELLEGRINO 2, FLAVIA ANDREA NERY SILVA 3 ¹Acadêmico do curso de Agronomia da Universidade Federal de Uberlândia. ² Syngenta Seeds Ltda. 3 Professora do Instituto de Ciências Agrárias em Universidade Federal de Uberlândia RESUMO - Com o surgimento de populações de Spodoptera frugiperda (lagarta-docartucho) tolerantes ao gene Bt, presente em híbridos de milho, alternativas de manejo que possam retardar o aparecimento da resistência na cultura do milho passaram a ser estudadas. O emprego de produtos à base de ciantraniliprole têm se mostrado eficiente no controle de insetos-praga em diversas culturas, geralmente aplicado via tratamento de semente, devido ao seu prolongado efeito residual, se mostra interessante para o combate a pragas de início de ciclo. O presente trabalho foi realizado na estação experimental da Syngenta Seeds, em Uberlândia-MG para avaliar os efeitos advindos do tratamento de sementes a base de ciantraniliprole sobre o controle da lagarta-docartucho em diferentes híbridos de milho. O experimento foi conduzido do dia à O delineamento estatístico empregado foi DBC blocos casualizado com 16 tratamentos e 4 blocos, utilizando o programa SISVAR e teste de Scott-Knott ao nível de 1% de significância. Os híbridos comerciais utilizados foram TL, Viptera, Viptera 3, VT PRO2, Herculex (Hx), PowerCore e Optimum Intrasect, além da testemunha (convencional). A dose de ciantraniliprole aplicada foi de 24 g i.a/60 mil sementes e as lagartas utilizadas vieram de uma população coletada no campo de Herculex. A utilização do Ciantraniliprole no tratamento de sementes proporcionou a planta uma maior resistência ao ataque de S. frugiperda tolerantes à tecnologia Bt. PALAVRAS-CHAVE: Ciantraniliprole, Spodoptera frugiperda, Bacillus thuringiensis, Híbridos, Manejo da resistência. CONTRIBUTION OF CIANTRANILIPROLE ON THE HYBRIDS RESISTANCE MANAGEMENT TO Spodoptera frugiperda ATTACK. ABSTRACT - With the emergence of Spodoptera frugiperda (fall armyworm) Bt tolerant populations, management alternatives that may delay resistance onset in corn began to be studied. The use of ciantraniliprole pesticides has shown effective control against pests in various crops. It is usually applied as seed treatment, due to its long residual effect, and is an interesting alternative to control pests attack in early corn stages. This project was conducted at Syngenta Seeds experimental station, in Uberlândia-MG, aiming the assessment of Spodoptera frugiperda s control by ciantraniliprole seed treatment in different maize hybrids. The experiment was conducted from February 27 th to March 4 th 2014 Data were analyzed according to a block randomized design, with 16 treatments and 4 blocks, using SISVAR program and Scott-Knott test at 1% level of significance. The commercial hybrids used were TL, Viptera, Viptera 3, VT PRO2, Herculex (Hx), PowerCore and Optimum Intrasect, besides the control (conventional). The dose applied was 24g i.a./60k seeds and the caterpillars used in the trial came from a tolerant population collected in a Herculex field. Ciantraniliprole seeds treatment resulted in a greater plant resistance against Bt tolerant S. frugiperda attack. 1

2 Key-words: Ciantraniliprole, Spodoptera frugiperda, Bacillus thuringiensis, Híbridos, Resistence management. INTRODUÇÃO A lagarta-do-cartucho do milho (LCM) Spodoptera frugiperda pode causar perdas de 17 a 38,7% na produção do milho (Waquil et al., 2004), dependendo do estádio de desenvolvimento das plantas atacadas (Carvalho, 1970) e da cultivar (Williams et al., 1990). O uso de eventos transgênicos à base da bactéria entomopatogênica Bacillus thuringiensis em sementes de milho é uma realidade, e tem sido utilizada amplamente nas lavouras de milho, como alternativa no controle de pragas nessa cultura. Existem dois tipos de proteínas Bt, as do tipo Vip e as do tipo Cry. De acordo com Pavani (2013) e Crickmore et al. (2013) a diferença entre elas está nos estágios de produção de cada uma, sendo que as proteínas do tipo Vip são produzidas no estágio vegetativo de crescimento do Bacillus thuringiensis e as do tipo Cry são produzidas durante o processo de esporulação da bactéria. Pavani (2013) cita que os sítios de ligação das proteínas no sistema digestório do inseto também são diferentes. De acordo com Bessin (2004), o modo de ação da proteína Bt inicia-se a partir da ingestão de partes do vegetal que contenha a proteína, em questão de minutos, a proteína liga-se com receptores presentes na parede do intestino do inseto e este interrompe a alimentação. Horas após a ingestão, a parede do intestino se rompe e bactérias presentes na flora intestinal do inseto invadem se espalham por outras cavidades do corpo e o inseto morre por septicemia. A tecnologia de híbridos Bt é uma ferramenta muito eficiente no controle de pragas e não oferece riscos à população, à alimentação e ao meio ambiente, devido à sua alta especificidade e por ser tratar de um controle natural (SCHULER et al., 1998; HILDER; BOULTER, 1999; BETZ et al., 2000). No entanto, o uso inadequado desta tecnologia no campo tem-se mostrado como o maior risco à sua própria eficiência e permanência como alternativa num sistema de manejo para controle de pragas em culturas extensivas, como o milho. Omoto (2012) relatou como fator de maior importância para a ocorrência de populações resistentes da praga, a elevada pressão de seleção, gerada pelo uso intensivo e incorreto da tecnologia. A pressão de seleção leva a segregação da espécie alvo de controle, eliminando os 2

3 indivíduos geneticamente vulneráveis, perpetuando aqueles que são resistentes (OMOTO, 2012). A resistência por parte de lepidópteros, dípteros e coleópteros ao gene Bt, tem sido a causa de perdas de produtividade e aumento dos gastos com inseticidas. Mediante a isto, novas tecnologias voltadas para o retardamento da evolução da resistência têm sido objetivo de pesquisas, como o emprego de novos grupos de inseticidas. Um exemplo são as diamidas antranilicas, as quais apresentam um excelente controle sobre insetos de diversas ordens. De acordo com Groves et al. (2012), as substâncias que compõem tal grupo agem como moduladores dos receptores de rianodina localizados na membrana de células musculares e neurais, permitindo assim a passagem de íons de cálcio para o ambiente extracelular, levando à interrupção da alimentação e paralisia, causando a morte do inseto em um intervalo de 1 a 3 dias (THRASH, 2013). O ciantraniliprole é um componente deste grupo e age como inseticida sistêmico que se transloca via xilema, possui um grande efeito residual e apresenta baixíssima toxicidade a mamíferos (THRASH, 2013). Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do inseticida ciantraniliprole, via tratamento de sementes em híbridos de milho com tecnologia Bt, no controle da lagarta do cartucho do milho. MATERIAL E MÉTODOS Este trabalho foi realizado na estação experimental da Syngenta Seeds Ltda, em Uberlândia-MG, em condições naturais de campo. A relação de híbridos de milho e suas respectivas proteínas Bt, são apresentadas na tabela 1. Tabela 01. Híbridos utilizados e proteínas expressas. Uberlândia-MG, Híbrido comercial Proteína Bt Convencional - TL Cry 1Ab Viptera VIP3Aa20 Viptera3 Cry 1Ab + VIP3Aa20 VT PRO2 Cry1A Cry2Ab2 Herculex Cry1F Powercore Cry1A Cry2AB2 + Cry1F Optimum Intrasect Cry1F + Cry1AB Utilizou-se para o tratamento de sementes o inseticida à base de ciantraniliprole, molécula pertencente ao grupo das diamidas antranilicas, na dose de 24g de i.a. por 60 3

4 mil de sementes de milho. Esta dose foi previamente definida pela empresa, por meio de estudos internos, anteriores a este trabalho. Foi utilizado como alvo uma população de S. frugiperda, descendente de adultos coletados em campos comerciais cultivados com o híbrido transgênico Herculex e, portanto com tolerância à proteína Cry1F já previamente conhecida. Esta população foi reproduzida em laboratório e utilizada neste experimento a campo. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados (DBC) em esquema fatorial (8x2x4): sendo 8 genótipos de milho tratados ou não com o inseticida, com 4 repetições. O plantio foi realizado em condições naturais de campo, dentro de caixas de zinco, com 0,75x1,5m, divididas ao meio e cada caixa comportou dois blocos. Em cada bloco foram semeadas 15 sementes, e após a emergência das plântulas realizou-se a operação de desbaste para, ao final obter-se um estande com 10 plantas por repetição. Aos 7 (sete) dias após a emergência das plântulas foi realizada a infestação, com lagartas em quarto ínstar de desenvolvimento, respeitando a quantidade de uma lagarta por planta. As avaliações foram realizadas aos 3º e 7º dias após a infestação. O método utilizado foi o de contagem direta das plantas que não sofreram injúrias relevantes. Pequenos danos, como a raspagem e pequenos corte das folhas não foram considerados como ataques. Rebrotas não foram consideradas como plantas vivas logo foram ignoradas durante a contagem. RESULTADO E DISCUSSÃO Na tabela 2 é apresentada a análise de variância do experimento realizado com o inseticida ciantraniliprole, via tratamento de sementes, em híbridos de milho com tecnologia Bt, para o controle da lagarta do cartucho do milho na qual, observa-se que houve interação entre os diferentes genótipos utilizados (tipo da proteína Bt) e o inseticida ciantraniliprole. 4

5 Tabela 2. Quadro da análise de variância dos resultados do experimento de eficiência do inseticida ciantraniliprole via tratamento de sementes em híbridos de milho com tecnologia Bt, no controle da lagarta do cartucho do milho. UFU. Uberlândia-MG Fonte de variação gl QM 3DAI 7DAI Tratamento 1 199,51563** 169,00000** Genótipo 7 12,12227** 11,46429** Interação I x G 7 10,22991** 11,85714** Bloco 3 0, ,87500 Resíduo 45 1, ,24167 Total 63 DAI (Dias após a infestação). **Significativo ao nível de 1% de probabilidade (p < 1). Cruz (2000) relatou da eficácia de defensivos químicos via semente no controle de pragas de início de ciclo, o que corrobora com o resultado encontrado neste estudo, em que o uso do inseticida via tratamento de sementes mostrou-se uma excelente ferramenta para o manejo da resistência de LCM a híbridos Bt, conforme é possível observar no gráfico 1. Gráfico 1: Número médio de plântulas não atacadas pela lagarta do cartucho em híbridos de milho no experimento com o inseticida ciantraniliprole via tratamento de sementes, em híbridos de milho com tecnologia Bt, para o controle da lagarta do cartucho do milho. UFU. Uberlândia-MG Na tabela 2 são apresentados os resultados do número de plântulas sobreviventes aos 3 e 7 dias após a infestação (DAI) com Spodoptera frugiperda em híbridos de milho 5

6 com e sem a aplicação de ciantraniliprole, via tratamento de sementes, é possível notar que houve diferenças significativas entre os híbridos quanto à resistência ao ataque de lagarta-do-cartucho do milho. Analisando separadamente os tratamentos nos quais não se adicionou o ciantraniliprole, notou-se que os híbridos Cry1Ab e Cry1F apresentaram baixa resistência ao ataque de Spodoptera frugiperda (3,5 e 2,5 plantas sobreviventes, respectivamente), que não diferem da testemunha, que apresentou média de 2,0 plântulas sobreviventes. Estes resultados diferem do observado por Williams et al. (1998) e WAQUIL et. al. (2000, 2002), nos quais o híbrido Cry1F e Cry1Ab foram apontados como altamente efetivo e intermediariamente efetivo, respectivamente, no manejo de S. frugiperda. Os híbridos VT PRO2 (Cry1A Cry2Ab2 + CP4- EPSPS), Powercore (Cry1A Cry2Ab2 + Cry1F + CP4-EPSPS) e o Optimum Intrasect (Cry1F + Cry1Ab + PAT + CP4-EPSPS) não diferiram significativamente entre eles, apresentando um grau de resistência a LCM relativamente baixos. Pavani (2013), afirmou que a causa desta baixa performance se deve ao fato da S. frugiperda apresentar tolerância natural às toxinas Cry1Ab, ainda de acordo com o autor, estes híbridos não deveriam ser considerados como piramidados, ou seja, materiais que possuem mais de um gene advindo de técnicas de transgenia, visto que a interação presente entre as toxinas não pode ser considerada como sinérgica. Comparando-se o híbrido Viptera (Vip3Aa20), que apresentou um resultado intermediário (6,5 plântulas sobreviventes), com as proteínas Cry, notou-se a superioridade da proteína Vip, frente às demais analisadas no controle de LCM. Pavani (2013) também observou esta maior eficiência da proteína Vip sobre a Cry no controle da Spodoptera frugiperda. De acordo com Yu et al (1997), este melhor desempenho deve-se em parte à forma solúvel da proteína Vip3A, que permite uma ligação mais rápida com os receptores de membranas epiteliais do intestino do inseto susceptível. Sena (2009) demonstrou que a proteína VIP3Aa liga-se em sítios diferentes das proteínas Cry1Ab e Cry1F, o que é uma etapa determinante para a especificidade da proteína Vip. O híbrido que obteve maior resistência ao ataque da praga foi o Vip3 (Vip3Aa20+Cry1Ab), com uma média de 9,25 plântulas sobreviventes ao ataque da LCM. Este resultado está de acordo com o estudo de Pavani (2013), no qual o autor ressaltou a importância de se combinar proteínas Bt (Vip ou Cry) na busca de maior eficiência no manejo da resistência da LCM. 6

7 Tabela 2.- Número de plântulas sobreviventes aos 3 e 7 dias após a infestação (DAI) com Spodoptera frugiperda em híbridos de milho com e sem a aplicação de ciantraniliprole via tratamento de semente. UFU. Uberlândia, MG. Tratamento Híbrido/Proteína 3DAI 7DAI Convencional 2,00 bd 2,00 bd Convencional 7,75 aa 7,25 aa TL / Cry 1Ab Viptera / VIP3Aa20 Viptera3 / Cry 1Ab + VIP3Aa20 VT PRO2 / Cry1A Cry2Ab2 Herculex - Cry1F Powercore / Cry1A Cry2AB2 + Cry1F 3,50 bd 3,50 bd 8,00 aa 7,50 aa 6,50 bb 6,25 bb 8,75 aa 8,75 aa 9,25 aa 9,25 aa 8,00 aa 7,00 ba 4,75 bc 4,75 bc 9,00 aa 9,00 aa 2,50 bd 2,50 bd 8,25 aa 8,00 aa 5,25 bc 5,25 bc 8,75 aa 8,50 aa 5,00 bc 5,00 bc Optimum Intrasect / Cry1F + Cry1AB 8,50 aa 8,50 aa CV (%) 19,77 23,26 MG 6,44 6,61 As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si. Foi aplicado o Teste de Scott-Knott ao nível de 1% de probabilidade. Significativo a 1%; k =100 7

8 CONCLUSÃO Houve interação sinérgica estatisticamente significativa entre a tecnologia Bt e o ciantraniliprole, via tratamento de sementes, no manejo da resistência de LCM à hibridos de milho. A toxina Vip3Aa20, presente nos híbridos Viptera e Vip3, mostrou-se mais eficaz no manejo da LCM do que as toxinas do tipo Cry, em ambos os cenários, com e sem a aplicação do ciantraniliprole. A combinação da proteína Vip3Aa20 com a Cry1Ab foi o tratamento com maior eficiência de controle, o que ratifica da importância da piramidação de genes Bt para a obtenção de híbridos com maior resistência ao ataque de LCM. REFERÊNCIAS AZEVEDO. R., et al. Efeito do tratamento de sementes e aplicações foliares de inseticidas em diferentes volumes de calda, no controle de Spodoptera frugiperda, nas culturas do milho e sorgo em agroecossistema de várzea. Revista Brasileira Agrociência. Pelotas. v.,10, n., 1, p.71-77, BEESIN, R. Bt-corn: What it is and how it works. University of Kentucky College of Agriculture BETZ, F. S., HAMMOND, B. G. and FUCHS, R. L. Safety and advantages of Bacillus thuringiensis Protected Plants to control insect pests. Reg. Toxicol. Pharmacol. 32, p, CARVALHO, R. P. L. Danos, flutuação populacional, controle e comportamento de Spodoptera frugiperda (Smith 1797) e susceptibilidade de diferentes genótipos de milho em condições de campo f. Tese (Doutorado), Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Piracicaba. Crickmore, N., D.R. Zeigler, E. Schnepf, J. Van Rie, D. Lereclus, J. Baum, A. Bravo & D.H. Dean Bacillus thuringiensis toxin nomenclature. CRUZ, I. Desde o começo: um bom controle de pragas deve ser implantado desde o início do cultivo. Cultivar, n.12, p.10-14, jan GROVES, R. L. Novel seed treatment an In-furrow uses of the anthranilic diamides. Department of Entomology. University of Wisconsin

9 HILDER, V.A.; BOULTER, D. Genetic engineering of crop plants for insect resistance - a critical review. Crop Protection, Oxford, v.18, p , http// Acesso em 20/02/2013. OMOTO, Celso. Manejo da resistência de insetos-praga em milho transgênico. Workshop Milho Transgênico Realidade e perspectivas. ESALQ/USP. São Paulo, Brasil, PAVANI, P. D. Efeitos de interação e toxicidade das proteínas Cry1 e Vip3A de Bacillus thuringiensis, (Beliner) em Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) p. Tese de Mestrado em Microbiologia Agropecuária. Universidade Estadual Paulista (UNESP), Jaboticabal, São Paulo. SCHULER, T.H.; POPPY, G.M.; KERRY, B.R.; DENHOLM, I. Insect resistant transgenic plants. Trends in Biotechnology, v.16, p , SENA, J. A. D.; HERNANDEZ-RODRIGUES, C. S.; FERRE, J. Interaction of Bacillus thuringiensis Cry1 and Vip3A proteins with Spodoptera frugiperda midgut binding sites. Applied and Environmental Microbiology, Washington, DC, v. 75, n. 7, p , THRASH, B. et al. Laboratory evaluations of lepidopteran-active soybean seed treatments on survivorship of fall armyworm (Lepidoptera: Noctuidae) larvae. Florida Entomologist, v96(3): WAQUIL J. M. et al. Atividade biológica das toxinas do BT, Cry 1A(b) e Cry 1F em Spodoptera frugiperda (SMITH) (LEPIDOPTERA : NOCTUIDAE). Revista Brasileira de Milho e Sorgo. v.3, n.2, p , WAQUIL. J. M., VILLELA. F. M. F., FOSTER, J. E. Resistência do Milho (Zea mays L) transgênico (Bt) à lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: noctuidae). Revista Brasileira de Milho e Sorgo. Viçosa, v.1, n. 3, p WILLIAMS, W. P.; DAVIS, F. M.; WINDHAM, G. L. Registration of Mp 708 germplasm line of maize. Crop Science, Madison, v. 30, p. 757, YU, C. G.; MULLINS, M. A.; WARREN, G. W.; KOZIEL, M. G.; ESTRUCH, J. J. The Bacillus thuringienses vegetative insecticidal protein Vip3A lyses midgut ephitelium cells of susceptible insects. Applied and Environmental Microbiology, Washington, DC, v. 63, n. 2, p ,