Susceptibility of Diatraea saccharalis to Cry1Ab and Larval Behavior in sugarcane

A cana-de-açúcar no Brasil representa um das principais culturas em expansão dado o aumento da importância do etanol como biocombustível. Em decorrência disso, existe a necessidade de ações proativas que retardem o surgimento e intensificação da incidência de pragas e doenças. A broca-da- cana, Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae), é a principal praga da cultura e as principais estratégias de manejo de suas populações são o uso de controladores biológicos e variedades resistentes. O uso da transgenia tem sido estudado nos últimos anos com expectativas promissoras na cultura da cana-de-açúcar. Nos Estados Unidos, a pró-toxina Cry1Ab tem sido usada com sucesso no controle da praga em milho, porém teme-se pelo problema de resistência da praga a Bt. No presente trabalho foram testadas as hipóteses que populações provenientes de vários locais do Brasil apresentariam diferenças na suscetibilidade à toxina Cry1Ab; que a espécie responderia ao regime de seleção em laboratório usando como fonte de seleção plantas de milho expressando a pro-toxina; que populações com diferentes graus de suscetibilidade apresentariam diferenças na ativação do sistema imune e na morfologia das células principais no intestino médio, alvo da toxina ativada; e que o comportamento das larvas com diferentes graus de suscetibilidade apresentaria mudanças em resposta à resistência varietal. Os resultados obtidos demostraram que há variação na suscetibilidade entre as diferentes populações e que a espécie responde à seleção ao usar como pressão de seleção folhas de milho Bt Cry1Ab. A ativação da resposta imune pela ingestão da toxina Cry1Ab não variou com grau de suscetibilidade das populações estudadas, porém a morfologia das células principais do intestino médio sofreu alterações, possivelmente refletindo a intoxicação pela toxina. Finalmente o comportamento das larvas nos diferentes genótipos de cana-de-açúcar foi afetado pelo grau de suscetibilidade exibido pelas plantas. Esses resultados em conjunto levam a preocupações em relação à futura utilização de milho e cana-de-açúcar transgênicos expressando Cry1Ab no Brasil, porque o aumento da resistência à broca para esta toxina pode ser rápida à exposição aos cultivos transgênicos em larga escala em campo, o que vai necessitar de táticas de manejo da resistência para maximizar o uso sustentável destas culturas.The sugarcane in Brazil is one of the cultures in expansion due to the increasing importance of ethanol as biofuel. Consequently, pro-active actions are needed to slow the emergence and intensification of pests and diseases incidence on sugarcane culture. The sugarcane borer, Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae), is the main pest of this culture and the use of biological controllers and resistant varieties is the main strategies to manage their populations. Transgenic plants have been studied in recent years with promising expectations for sugarcane culture. In the United States of America, the pro-Cry1Ab toxin has been successfully used to control the pest in corn, but there are concerns on the problem of pest resistance to Bt. In this study, some hypothesis were tested, such as: (1) populations from different parts of Brazil would show differences in susceptibility to Cry1Ab toxin; (2) the species would respond to system selection in laboratory using corn plants as selection source expressing the pro-toxin; (3) populations with different susceptibility degrees would show differences in the immune system activation and in the morphology of principal cells of middle intestine, target of the activated toxin, and; (4) the larval behavior with different susceptibility degrees alter in response to varietal resistance. Results showed that there is variation in susceptibility among different populations and the species responds to the selection when using Cry1Ab Bt corn leaves as selection pressure. Activation of the immune response by the Cry1Ab toxin ingestion did not vary with the susceptibility degree of the studied populations, but the principal cells morphology of the middle intestine unchanged reflecting poisoning by the toxin possibly. Finally, the larval behavior on different sugarcane genotypes was affected by the susceptibility degree exhibited by plants. These results together lead to concerns about the future usage of transgenic corn and sugarcane expressing Cry1Ab in Brazil, because increased borer resistance to this toxin can be rapid to exposure to transgenic crops in large-scale in field, which will require resistance management tactics to maximize the sustainable use of these crops.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio