O documento resume estudos sobre o impacto de plantas geneticamente modificadas (PGMs) resistentes a pragas que produzem proteínas Bt sobre organismos não-alvo, incluindo parasitóides e predadores. Estudos mostraram que a maioria dos parasitóides e predadores testados não foram afetados pela exposição às toxinas Bt em doses similares às encontradas em plantações de milho Bt. Alguns estudos identificaram efeitos sobre poucas espécies quando expostas a altas doses de toxinas Bt.

1. Aplicação da biotecnologia na cultura
do milho:
impacto sobre organismos não-alvo
Fernando Hercos Valicente

2. Plantas transgênicas
• Resistência a pragas
– Bacillus thuringiensis
• Tolerância a herbicidas
• Perfil nutritivo melhorado
• Tempo de armazenamento
aumentado

3. Bacillus thuringiensis
• Natural do solo, insetos mortos, filoplano,
água, resíduos de grãos etc
• Bactéria Gram positiva, forma esporos e,
produz cristal proteíco durante a fase de
esporulação e ou estacionária

4. Bacillus thuringiensis

6. B.t. tolworthi
Cepa 344

7. Isolamento
• Microscopia de contraste de fase
• Colônias com cristais foram reisoladas

10. cry 1 Aa1 cry 2 Aa1
1 Aa2 2 Aa2
1 Aa3 : :
: :
2 Aa11
cry 1 Aa15
: :
1 Ab1
2 Ae1
: :
: :
cry 1 Ai1
cry 3 Aa1
1 Ba1
: :
1 Ba2
: :
: :
cry 1 Bg1 cry 9 Aa1
cry 1 Ca2 : :
Cb1 cry 27 Aa1
: : : :
cry 1 La1 cry 70 Aa1

11. Genes cry
• cry1, cry2, cry9 – Lepidopteros
• cry3, cry7 e cry8 – Coleopteros
• cry5, cry12, cry13 e cry14 – Nematóides
• cry2, cry4A, cry10, cry11, cry17, cry19,
cry24, cry25, cry27, cry29, cry30, cry32,
cry39 e cry40 - Dipteros

12. Bacillus thuringiensis
• Um isolado normalmente sintetiza entre 1 e
5 toxinas na forma de um ou vários cristais.
cristal

13. Modo de ação
Lepidopteros
Especificidade

14. Plantas GM e organismos não alvo
• Parasitóides: • Predadores:

15. Parasitóides
• Parasitóides: normalmente pertencem às
ordens Hymenoptera e Diptera
• Hymenoptera: vespas, abelhas, formigas
etc
• Diptera: moscas e mosquitos

16. Parasitóides
• Tipos de parasitismos:
– Conhecer a espécie que se trabalha –
taxonomia
– Endo e Ectoparasitóides
– Endo – desenvolvem-se dentro do corpo da
lagarta
– Ecto – na parte externa.

17. Parasitóides
• É um organismo normalmente menor do que o
hospedeiro, somente um indivíduo pode matar o
hospedeiro. Exige somente um hospedeiro para
completar o seu ciclo de vida. O adulto tem
vida livre. A maioria dos parasitóides
pertencem a cinco ordem de insetos, mas a
grande maioria dentro das ordens Diptera e
Hymenoptera.

18. Trissolcus basalis
Braconidae

19. Bioensaios
• Observar sempre a qualidade do
hospedeiro – no caso de alimentar o
hospedeiro com toxinas Bt
• Usar o inseto taxonomicamente correto
• Se não houver possibilidade, usar um grupo
taxonomicamente próximo.

20. Anaphes flavipes
Parasitóides de ovos:
Observar se os ovos são
saudáveis.
Spodoptera: ovos estéreis
são esverdeados

21. Peristenus sp

23. Predadores
• Organismo de vida livre que durante todo o
ciclo de vida, mata suas presas, normalmente
é maior do que a mesma. Necessita de mais do
que uma presa para completar seu ciclo de
desenvolvimento. Mantideos, aranhas,
percevejos etc. Os predadores variam em
relação ao aparelho bucal: mastigador
(Coleoptera) e picador sugador (Hemiptera).
Sugam as presas e normalmente injetam
toxinas.

24. Predadores
• Coleoptera
• Dermaptera
• Diptera
• Hemiptera
• Hymenoptera
• Mantodea
• Neuroptera
• Orthoptera
• Thysanoptera

25. Influência do aparelho
bucal do predador
Tipo de alimentação

26. Neuroptera
aparelho bucal mastigador
Coleoptera

28. Bioensaios
• Observar sempre a qualidade da presa
a ser oferecida ao predador
• O presa não pode estar debilitada
• No caso de toxinas Bt, realizar
bioensaios para determinar sub doses
para contaminar, porém não matar os
hospedeiros.

31. Coleoptera
Carabidae

32. Pentatomidade - ninfa
Coleoptera
Staphilinidae

33. Brasil: projetos em andamento
• UNESP/Jaboticabal: Podisus e
Trichogramma
• Diamantina/MG: Podisus e formigas
• UFLA/Lavras/MG: Chrisoperla
• Harmonia sp e Hypodamia sp
• UFV/MG: várias espécies
• Teste com DIPEL e Agree
• Toxinas: Cry1Ab, 1Ac, 1Ba, 1Ca, 1Da, 1Ea, 2A e 9A
• Milho Bt- Herculex, MON810 etc

34. Supputius cincticeps (Heteroptera:
Pentatomidae)
Eucalipto
Soja
Algodão
UFV

35. Podisus distinctus (Heteroptera:
Pentatomidae)
Eucalipto

36. Podisus nigrispinus (Heteroptera:
Pentatomidae)
Soja
Algodão
eucalipto

37. Brontocoris tabidus (Heteroptera:
Pentatomidae)
eucalipto

38. Pragas controladas pelos percevejos
predadores
Alabama argillacea (Lepidoptera, Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera,
Noctuidae) praga do algodoeiro Noctuidae) praga da soja
Thyrinteina arnobia (Lepidoptera: Spodoptera frugiperda (Lepidoptera:
Geometridae) praga do Eucalipto Noctuidae) praga do milho

39. Polistes simillimus
List of preys Culture Autors
Lepidoptera
Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) Milho Prezoto et al. 1994
Spodoptera latifascia Walker, 1856 Milho Prezoto and Machado
1999
Helicoverpa Zea (Bod., 1850) Milho Prezoto and Machado
1999
Diatraea saccharalis Cana-de-açúcar Prezoto et al. 1994
Elasmopalpus lignosellus Cana-de-açúcar Prezoto et al. 1994
Heliothis virescens Macieira Prezoto et al. 1994
Anticarsia gemmatalis Soja Prezoto et al. 39
1994
Chlosyne lacinia saundersii Girassol Prezoto et al. 1994

40. Polybia platycephala
List of preys Culture Autors
Lepidoptera
Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) Milho Prezoto et al. 2005
Mocis latipes cana-de-açúcar Prezoto et al. 2005
Alabama argillacea (Hubner) Tomate, algodoeiro Prezoto et al. 2005
40

41. Parasitóides de pupas

42.  Trichospilus diatraeae (Hymenoptera: Eulophidae)
 Hospedeiros naturais, preferencialmente lepidópteros
Thyrinteina arnobia Spodoptera frugiperda Plutella xylostella Oxydia vesulia
Eucalipto Polifaga Cruciíferas Abacateiro

43.  Palmistichus elaeisis (Hymenoptera: Eulophidae)

 Hospedeiros naturais
Dione juno juno Euselasia eucerus Hispoleptis sp. Sabulodes sp.
Maracujá Eucalipto Dendezeiro Eucalipto

44. Parasitoides de ovos

45.  Trichogramma sp. (Hymenoptera: Trichogrammatidae), hábito
polífago, especialmente de lepidópteras
Trichogramma pretiosum Trichogramma galloi
 Hospedeiros naturais (ovos de famílias de Lepidoptera)
Diatraea saccharalis Anticarsia gemmatalis Spodoptera frugiperda Helicoverpa zea

46.  Telenomus sp. (Hymenoptera: Scelionidae)
Telenomus sp.
 Hospedeiros naturais (mais especificos)
Anticarsia gemmatalis
Parasitando ovos de percevejos da Soja

47. Processo de liberação comercial

57. Study of Bt toxins or Bt isolates x Coccinelidaes
Coccinelidae species:
Harmonia sp
Hypodamia sp
They feed on artificial diet and need Anagasta eggs to lay fertile
eggs. If it is a Bt toxin, e.g cry1Ab, it will be mixed with artificial
diet, and insects will be allowed to feed for 72h. After this period
insects will be fed on artificial diet + Anagasta eggs.
Comment: You could consider to provide the test diet for a period of
time to every of the ladybird larval stages. Thus you increase
exposure to the test substance. We have done this with Adalia
bipunctata using sucrose solution instead of artificial diet (simply
because there is no diet available for this species) (Alvarez-Alfageme
et al. 2011).
Diet will be weighed and also the amount of the Bt toxin (µg of Bt
toxin/ml).
Comment: I like this idea. It would allow you to really quantify the
amount of diet that was consumed and thus the dose of Cry protein
that was ingested. Make sure that you run a control where diet is
provided without addition of a ladybird. I believe that the diet will
change in weight during the exposure period (it may dry out). You
need to correct for this weight loss.

58. Treatments when Bt toxin is used:
T1- ¼ f Bt toxin (µg of Bt toxin/ml) + diet and Anagasta eggs after 72h
T2 – ½ Bt toxin (µg of Bt toxin/ml) + diet and Anagasta eggs after 72h
T3- 1 Bt toxin (µg of Bt toxin/ml) + diet and Anagasta eggs after 72h
T4- 2X Bt toxin (µg of Bt toxin/ml) + diet and Anagasta eggs after 72h
T5- diet + and Anagasta eggs after 72h
These treatments will be performed with immature and all the life
history will be recorded (mainly the period in each instar). When they
become adults, all reproductive capacity will be evaluated and couples
will be isolated as follow:
Female fed on Bt + male fed on Bt
Female fed on Bt + male (from Control)
Female (Control) + male fed on Bt
Female (Control) + male (Control)
Comments: You could consider to terminate the experiment when the
adults emerge and use adult dry weight as the final measurement
endpoint. Adult weight is an indicator for fecundity.

59. Obrigado!