Papel do Monitoramento no Manejo de Resistência (MRI) Samuel Martinelli Monsanto do Brasil Ltda 1 I WORKSHOP DE MILHO TRANSGÊNICO 07-09 DE MARÇO DE 2012 SETE LAGORAS,MG
Conceito de resistência Interpretação da resistência no campo e no laboratório Implementação de um Programa de Monitoramento Reação a um evento de resistencia Conclusões Roteiro 2
O que é resistência? Alterações genéticas herdáveis nos insetos as quais podem conferir aos mesmos uma menor suscetibilidade a um inseticida ou à uma proteina de Bt. Estas alterações descrevem uma faixa de condições que variam desde desvios na suscetibilidade de populações de insetos em condições de laboratório a falhas de controle 3
Resistência a Bt : modelo genérico S R Alelo de suscetibilidade = Condição normal Alelo de resistência = Condição rara, frequentemente detrimental sob ausência de pressão de seleção, mas benéfico ao organismo portador na preseça das proteinas de Bt S S S R RARO R R EXTREMAMENTE RARO Suscetível Homozigoto Heterozigoto Homozigoto Resistente 4
O que é...e do que cuida o Manejo de Resistência de Insetos (MRI)? O conjunto de medidas que devem ser adotadas com o objetivo de reduzir o risco para a evolução da resistência na população de insetos alvo; Objetivo: prevenir, retardar ou reverter o processo de evolução da resistência. Importante componente dos programas de Manejo Integrado de Pragas (MIP); MRI = Vida útil de um Produto Aspecto da Gestão Responsável dos Produtos Baseado em Ciência Especificidades são definidas localmente 5
Casos de resistência documentados Porto Rico Spodoptera frugiperda resistente a Cry1F Aproximadamente 5 anos após o inicio do uso comercial; Produto retirado daquele mercado. África do Sul Busseola fusca resistente a Cry1Ab Aproximadamente 8 anos após o inicio do uso comercial; Uso adicional de inseticida. India Pectinophora gossypiella resistente a Cry1Ac Aproximadamente 10 anos após o início do uso comercial; Substituição do Bollgard I pelo algodão Bollgard II, mas o nível de adoção de refúgio ainda é mínimo. 6
Como podemos manejar a resistência? Retirar os alelos de resistência da população do inseto praga Resistência funcionalmente recessiva; Reduzir as vantagens adaptativas dos indivíduos resistentes (ex: altas doses); Manejo por Saturação Reduzir a pressão de seleção Adoção de áreas de refúgio; Manejo por Moderação Utilizar multiplos mecanismos de seleção Uso da piramidação de genes (2 ou mais MOA) Manejo por Ataque Múltiplo 7
Frequência de resistência COMO ESTABELECER UM PROGRAMA DE MONITORAMENTO E EVITAR CONFUSÃO E DISCUSSÕES POUCO PRODUTIVAS? f(r) MONITORAMENTO NO CAMPO, NO LABORATÓRIO OU AMBOS? Pressão de seleção Frequência Crítica Tempo Frequência Crítica: é a frequência a partir da qual a resistência se torna um problema econômico, ou seja, falhas no controle de uma determinada praga são verificados devido à resistência. 8
Uma visão extrema......resistência deve ser baseada em se demonstrar a falha de controle no campo 9
Implicações em se basear apenas na falha de controle no campo Perda de credibilidade dos pesquisadores, extensionistas e da indústria; Torna o manejo de resistência reativo e não pró-ativo; Impede conversas francas e sinceras sobre alterações na suscetibilidade de populações de insetos; Impede a pesquisa e a investigação científica. Porque estudar a resistência se não há preocupações antes das falhas de controle? Promove o manejo de resistência post-mortem. 10
Resposta Uma visão extrema oposta... define a resistência como uma redução de 10 vezes na suscetibilidade, em relação a uma linha básica de dose-resposta 100% Referência Possível Resistente 11 RESISTÊNCIA NO LABORATÓRIO NÃO NECESSARIAMENTE REFLETE A RESISTÊNCIA 10 vezes NO CAMPO 50% 0% 1,0 10 Concentration da proteína de Bt Insetos viáveis são produzidos pelos individuos desta população?
Implicações em se basear apenas em alterações no laboratório Perda de credibilidade dos pesquisadores, extensionistas e da indústria comunicações prematuras de resistência; Resultados são dependentes do tipo de biensaio, da substância teste, dos critérios de mortalidade; Resultados são dependentes da referência de comparação População de Laboratório? População de campo menos suscetível? Processo arbitrário e que não se relaciona com o desempenho de campo das tecnologias; Resultados são dependentes da espécie de praga: espécies altamente suscetíveis vs especies tolerantes 12
Número de respostas O que podem ser difererenças significativas? A população menos suscetível esta dentro da faixa de variação das linha básica de suscetilidade das referência? Aumento de CL 50 13
Número de respostas O que podem ser difererenças significativas? A população menos suscetível esta dentro da faixa de variação das linha básica de suscetilidade das referência? Aumento de CL 50 14
O que podem ser difererenças significativas? Não conseguimos saber sem um trabalho robusto e consistente de linha básica de suscetibilidade 15 Fonte: Dennehy et al
O que podem ser difererenças significativas? 1997-2005 Fonte: Dennehy et al 16
Qual o propósito de uma população suscetível de referência? Índice interno da consistência de um bioensaio ao longo do tempo; Frequentemente não refletem de forma signficativa a resposta básica de populações de campo. Adaptadas ao laboratório Altamente endomogâmicas 17
Comparações devem ocorrer com a linha básica de suscetibilidade Não com a população suscetível de laboratório 100% Mortalidade faixa > Típica população de laboratório > População ideal para comparação 0% Concentração da proteína de Bt 18
Concentrações significativas para monitoramento Seleção de concentrações diagnósticas baseadas na variação das linhas básicas 100% Possível Resistente Mortalidade faixa 0% Concentração da proteína de Bt 19
O que é um bioensaio significativo? O bioensaio reflete o encontro e a exposição da praga à proteína de Bt no campo? Modo de exposição incorporação em dieta e contaminação superficial Dose da proteína Estágio do inseto que é efetivamente exposto Duração da exposição Critério de mortalidade: mortalide (CL 50 ), redução no acúmulo de biomassa (CE 50 ) ou capacidade de mudar de instar (CIM 50 ) 20
O que é um bioensaio significativo? O que representa uma inibição de desenvolvimento larval deste nível? Redução em acúmulo de biomassa= 97,62% Redução em acúmulo de biomassa= 85,71% 4,2 mg 0,6 mg Larva controle 0,1 mg Larva considerada viva em um bioensaio de 7 dias de duração 4,2 mg Larva controle Larva considerada viva em um bioensaio de 7 dias de duração 21
O que é um bioensaio significativo? Neonata L1 L2 L3 L4 Pré pupa Lagarta L4 em copo plástico contendo dieta artificial 22
O que é um bioensaio significativo? Neonata L1 L2 L3 L4 Pré pupa Lagarta L4 em copo plástico contendo dieta artificial 23
Implementando um Programa de Monitoramento - Laboratório Definição das pragas alvo do monitoramento Estabelecimento dos pontos de coleta de populações Relevância regional da cultura Bt Fatores que incremental o risco para resistência Laboratórios de referência (?) Laboratórios públicos Laboratórios privados Mato Grosso Goiás Bahia Minas Gerais Mato Grosso do Sul São Paulo Paraná Rio Grande do Sul 24
Implementando um Programa de Monitoramento - Laboratório Procedimentos de coleta de populações no campo Transporte Laboratório de Referência 25 Foto: ESALQ/USP Dr. Celso Omoto
Implementando um Programa de Monitoramento - Laboratório Definição dos parâmetos e do bioensaio, por exemplo: Fonte da proteína de Bt Critério de mortalidade Duração da exposição Treinamento Execusão do bioensaio Análise estatística Interpretação dos resultados 26 Foto: ESALQ/USP Dr. Celso Omoto
Implementando um programa de monitoramento - Campo Milho convencional Milho convencional Parcelas sentinela Milho Bt 27 Milho Bt
Conclusões Em um Programa de Monitoramento é necessário inicialmente conceitar a resistência, utilizando critérios científicos; O monitoramento deve compreender trabalhos de laboratório (Ex: proteínas purifcadas ou fontes compatíveis) e o monitoramento no campo; As pragas alvo do Programa de Monitoramento, bem como os parâmetros de bioensaio devem ser otimizados e embasados na literatura intenaiconal; O trabalho consistente de Monitoramento em um laboratório de referência depende de uma trabalho robusto de linha básica (mínimo de 2 anos antes da introdução de uma nova tecnologia); Deve-se estabelecer o fluxo de trabalho para se responder a possiveis casos de resistência 28
OBRIGADO samuel.martinelli@monsanto.com 29