EL USO RECOMENDADO DE DIPEL (Btk) O DE XENTARI (Bta), EN EL ALGODON BT- TRANSGENICO

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1 EL USO RECOMENDADO DE DIPEL (Btk) O DE XENTARI (Bta), EN EL ALGODON BT- TRANSGENICO El algodón de Transgénico que expresa un toxina de Bacillus thuringiensis (Bt) es diseñado para entregar una dosis mortal de toxina a instares tempranos del insecto objeto de control (target). Las plantas con Bt mantienen las poblaciones de insectos benéficos altas y reduce el número de aplicaciones de insecticida requeridos durante una temporada. Las plantas con Bt son, de hecho, un gran ayuda al programa del concepto MIP. Las plantas con Bt no siempre pueden expresar una dosis suficientemente alta de toxina de Bt necesaria para proporcionar el control efectivo de la plaga. A la fecha, los insecticidas químicos ha sido usados y recomendados para suplementar el control de plagas y mantener el rendimiento de la cosecha. Sin embargo, el uso de insecticidas químicos, destruirán las poblaciones de insectos benéficos eliminando el beneficio de usar algodón transgénico en MIP. Valent BioSciences Corporation recomienda el uso de DiPel o de a los agricultores,como una alternativa a aplicaciones de químicos si las plantas con Bt requieren las aplicaciones adicionales de insecticida. DiPel y contienen múltiples toxinas de Bt y esporas que trabajan con un efecto sinérgico al proporcionar un amplio espectro de la actividad como larvicida. DiPel y proporcionan también el control de plagas secundarias de lepidopteros que pueden llegar a ser dominantes cuándo las plantas con Bt, reducen las poblaciones de los insectos primarios objetos de control, sin afectar las poblaciones de insectos benéficos que se encuentran normalmente en los cultivos. En el caso de algodón Bt, se recomienda que DiPel o sean usados en la dosis altas en los refugios(la estrategia de refugio actualmente es aceptado por los organismos regulatorios y por los productores de Algodón-Bt. El uso de DiPel o aumenta el desempeño de algodón Bt y tiene varias ventajas: * DiPel o su uso permitirá que el agricultor mantenga el control de insectos y lleva al máximo el rendimiento, en caso de una baja expresión o contradictoria de toxina. * DiPel o, el uso es consistente con la estrategia de dosis alta /refugio, empleada para el algodón Bt. * DiPel o proporciona múltiples toxinas, un deseo de los científicos de transgénicos, pero el algodón de Bt comercializado actualmente, contiene no mas de una toxina, la cual no controla Spodoptera por ejemplo. * DiPel o controla una amplia gama de insectos lepidopteros que el algodón Bt, tales Alabama, Heliothis, Spodoptera, Pectinophora, y puede ayudar en el control total de insectos sin el uso de insecticides químicos, al permitir que las poblaciones de insectos benéficos se establezcan en el cultivo. * DiPel o además de proporcionar multiples toxinas, contiene esporas, las cuales son efectivas contra las plagas lepidopteras del algodonero, demorando significativamente el desarrollo de la resistencia de insecto en plantas Bt, especialmente cuando la expresión de toxina de la planta es baja. * DiPel o respeta las poblaciones de insectos benéficos, que se encuentran en los cultivos convencionales y transgénicos. Junio 2005

2 Charla: El uso de Bacillus thuringiensis en el cultivo del algodonero Por: Fernando Puerta Díaz, Ing. Agr. Av. 19 Nº11-30 of. 307 Bogotá D.C. Tel: valent@cable.net.co LO UTIL, NO ES SABER MUCHO, SINO COMO APLICAS LO POCO QUE SABES Thomas Fuller Ibagué, Tolima. Junio,2005 Bacillus thuringiensis Bt es una bacteria de la familia Bacillaceae, del grupo Gram positivo. Bacterias esporogénicas encontradas naturalmente en el suelo y medios acuáticos. Producen cristales paraesporales los cuales son tóxicos para diferentes especies de insectos. Son altamente selectivos: Solamente afectan larvas de los insectos objeto de control. Sin efecto a otros organismos, acuáticos, insectos benéficos, aves o mamíferos. Sin toxicidad para el hombre. Las cepas de mayor desarrollo comercial son: Bt, Bt aizawai, Bt israelensis, Bt tenebrionis 1. Región Terminal 2. Región de acoplamiento 3. Región Variable 1

3 Historia del Bacillus thuringiensis Historia del Bacillus thuringiensis 190 Descrito por primera vez en Japón, causando enfermedad en larvas de gusano de seda Aislado por Berliner, de larvas de Anagasta kuhniella en Thuringia, Alemania Hannay reportó presencia de cristales durante el proceso de esporulación. 195 Angus demostró que los cristales de Bt s, contienen una proteína alcalino-soluble, la cual tiene una acción insecticida, llamada deltaendotoxina. 190 Los primeros productos comerciales basados en Bt salieron en Francia y USA Se investiga más acerca del Modo de acción, del cuerpo parasporal. 197 En Negev, Israel, se descubre una nueva cepa de Bacillus thuringiensis, israelensis, efectiva contra zancudos y moscas negras. 19 Krieg en Alemania descubre cepas efectivas contra coleopteros, Bacillus thuringiensis, tenebrionis Abbott lanza al mercado, Bacillus thuringiensis, azawai. 199 Abbott lanza al mercado VectoLex, Bacillus sphaericus, cepa 232, después de muchas investigaciones, realizadas por la OMS y el Instituto Pasteur desde los años 0 y luego de haberse aislado en Nigeria. PRINCIPALES TOXINAS PRODUCIDAS POR Bt Clasificación de las proteínas de Bt según Höfte y Whiteley (199) Delta-Endotoxina: Se encuentra en el cuerpo parasporal, generalmente en forma de cristal (bipiramidal, cuboidal, etc)pci (proteína cristal insecticida), es alcalino soluble, del cual se desprenden toxinas de menor tamaño, llamadas protoxinas. Endosporal: Se encuentra en una proteína localizada en la pared de la endospora, con características quimicas y serológicas, muy parecidas a la proteína del cristal. Tiene efecto menor sobre las larvas, pero su efecto se ve enmascarado por la toxemia del PCI. Alfa-Exotoxina: Se conoce como Lecitinasa C, soluble en agua, es termoestable y es tóxica a insectos, especialmente en rangos de ph. a 7.. Termosensible: Fue aislada por Krieg, de líquido sobrenadante de cultivosde Bt. Es tóxica para larvas de Plutella xyllostella., difiere quimicam,ente de la Lecitinasa C. Beta-Exotoxina: Es termoestable en agua y altamente tóxica para muchos insectos y animales vertebrados. Esta toxina se puede producir durante el crecimiento vegetativo del Bt. Cry I Cry II Cry III Cry IV Cry V Cyt Lepidoptera Lepidoptera y Diptera Coleoptera Diptera Lepidoptera/Coleoptera Inespecífico Productos a base de Bt. Perfil de Toxinas CRY IA(a) IA(b) IA(c) IC ID IIA IIB DiPel x x x x x (Btk) x x x x x (Bta) Bolgard I x Bolgard II x?? Toxinas de Bt Actividad específica Especie Nombre común IAa IAb IAc IC ID S. exigua Beet armyworm T.ni Cabbage looper H. zea Cotton bollworm H. virescens Tobacco budworm O. nubilalis European corn borer P.brapar Cabbageworm M. sexta Tobbacco horworm P. xylostella Diamondback moth Toxicidad relativa (++) muy activa (+) activa (-) baja actividad 2

4 DiPel Eventos Biológicos producidos por el Bt. Ingestión Crystal + esporas Solubilización/Proteolisis Se produce cuando la larva ingiere el producto y el ph alcalino del intestino de la larva, activa las toxinas contenidas en el cristal, las cuales se adhieren a los receptores de la pared del intestino, produciéndose parálisis intestinal, las larvas dejan de alimentarse en pocos minutos ( a 15), cesando el daño al cultivo. Luego se produce ruptura de las células de la pared intestinal. Parálisis del intestino medio Cambios citotóxicos Germinación espora Cesa la alimentación Infecciones secundarias Muerte DiPel Se produce cuando la larva ingiere el producto y el ph alcalino del intestino de la larva, activa las toxinas contenidas en el cristal, las cuales se adhieren a los receptores de la pared del intestino, produciéndose parálisis intestinal, las larvas dejan de alimentarse en pocos minutos ( a 15), cesando el daño al cultivo. Luego se produce ruptura de las células de la pared intestinal. 2. SEPTICEMIA Las esporas comienzan a invadir las cavidades del hemocelo a través de los poros, iniciándose una explosiva multiplicación de las mismas, produciéndose una infección letal dentro del cuerpo de las larvas. Las larvas mueren alrededor de los tres dias, de iniciado este proceso. Las enzimas del intestino de la larva disuelven la proteína en partículas denominadas protoxinas; éstas se adhieren a los receptores localizados en la pared intestinal, lo cual produce parálisis del intestino, en pocos minutos ( a 15) por lo tanto las larvas dejan de alimentarse y cesa el daño al cultivo. Al cabo de unas horas las protoxinas forman unos poros en la pared intestinal. Las enzimas del intestino de la larva disuelven la proteína en partículas denominadas protoxinas; éstas se adhieren a los receptores localizados en la pared intestinal, lo cual produce parálisis del intestino, en pocos minutos ( a 15) por lo tanto las larvas dejan de alimentarse y cesa el daño al cultivo. Al cabo de unas horas las protoxinas forman unos poros en la pared intestinal. DiPel Biobit Javelin Certain CONTROL DE PLAGAS LEPIDOPTERAS CON PRODUCTOS CONVENCIONALES, GENETICAMENTE MODIFICADOS Y PLANTAS TRANSGENICAS NOMBRE COMERCIAL O CULTIVO Productos Convencionales Thuricide,HD1, HD1, HD1 aizawai, 157 aizawai Bt Subespecie/cepa,NRD12 INSECTOS OBJETIVO DE CONTROL + de 0 especies + de 0 especies + de 0 especies + de 0 especies +Spodoptera Trichoplusia ni, Spodoptera spp,plutella xyllostella, Heliothis/Helicoverpa spp. Galleria melonella 2. SEPTICEMIA Las esporas comienzan a invadir las cavidades del hemocelo a través de los poros, iniciándose una explosiva multiplicación de las mismas, produciéndose una infección letal dentro del cuerpo de las larvas. Las larvas mueren alrededor de los tres dias de iniciado este proceso. Geneticamente Modificados Condor Foil MVP Plantas Transgénicas EG23 EG22 Plagas forestales y hortícolas Ostrinia nubilalis Plagas hortícolas Tomate Manduca sexta, Helicoverpa zea, Keiferia lycopersicella Algodón Heliothis virescens, H. zea, Pectinophora gossypiella Maiz Ostrinia nubilalis Amos Navon. Departamento de Entomología de la Organización de Investigación Agricola, Centro vulcanológico. Israel. 3

5 700 g/ha 500 g/ha 00 g/ha 300 g/ha Spodoptera sp. maiz 2 d.d.a. 3 horas 2 horas 200 g/ha Plutella xylostella suceptible 2,9 Plutella xylostella resistente.000 LC50 mg proteína/litro LC50 mg proteína/litro 0,3 30 Btk con esporas Btk sin esporas Btk con esporas Btk sin esporas Importancia de la Espora R S R RR RS Proporción Genotípica S RS SS Proporción fenotípica 3 1 Bt resistencia co-dominante La acción del Bt es múltples sitios, los químicos actúan en un solo sitio. RS RR RS SS

6 0 RESISTENCIA EFICACIA DE LOS IGR s VS INSECTICIDAS BIOLOGICOS (Bt s) EN EL CONTROL DE Spodoptera sp. CORDOBA, COLOMBIA % Individuos resistentes % de reducción (L1-L) a. 2a. 3a. a. 5a. a. 7a. a. 9a 3 generaciones Alsystin wp Match 50EC Atabron 50EC WG Quimico Biológico(Bt) 2 HDA DDA DDA DiPel Caña de Azúcar, control de Caligo sp. Aplicaciones comerciales en Cenicaña CONTROL DE Spodoptera sp. y Heliothis sp. DIPEL L ALGODON. TOLIMA, COLOMBIA 1992 % de control 9,5 9,2 9,1 9,7 % POBLACION LARVAL DiPel L Atabron Alsystin DIAS DDG Spodoptera Heliothis CONTROL DE Spodoptera sp. y Heliothis sp. DIPEL L ALGODON. TOLIMA, COLOMBIA 1992 CONTROL DE Spodoptera sp. y Heliothis sp. DIPEL L ALGODON. CORDOBA, COLOMBIA 1992 % POBLACION LARVAL % POBLACION LARVAL DIAS DDG DIAS DDG Spodoptera Heliothis Spodoptera Heliothis 5

7 MITO O REALIDAD? 1. "Los plaguicidas químicos solucionan el problema en un rango de uno a tres, cuatro a cinco dias después de aplicado. Por el contrario, un agente biológico necesita mucho más tiempo para que actúe." 2. "Un plaguicida químico normalmente logra un control entre un 0% y 95%, lo cual es satisfactorio para el agricultor." EL USO RECOMENDADO DE DIPEL (Btk) O DE XENTARI (Bta), EN EL ALGODON BT-TRANSGENICO El algodón de Transgénico que expresa un toxina de Bacillus thuringiensis (Bt) es diseñado para entregar una dosis mortal de toxina a instares tempranos del insecto objeto de control (target). Las plantas con Bt mantienen las poblaciones de insectos benéficos altas y reduce el número de aplicaciones de insecticida requeridos durante una temporada. Las plantas con Bt son, de hecho, un gran ayuda al programa del concepto MIP. Las plantas con Bt no siempre pueden expresar una dosis suficientemente alta de toxina de Bt necesaria para proporcionar el control efectivo de la plaga. A la fecha, los insecticidas químicos ha sido usados y recomendados para suplementar el control de plagas y mantener el rendimiento de la cosecha. Sin embargo, el uso de insecticidas químicos, destruirán las poblaciones de insectos benéficos eliminando el beneficio de usar algodón transgénico en MIP. Valent BioSciences Corporation recomienda el uso de DiPel o de a los agricultores como una alternativa a aplicaciones de químicos si las plantas con Bt requieren las aplicaciones adicionales de insecticida. DiPel y contienen múltiples toxinas de Bt y esporas que trabajan con un efecto sinérgico al proporcionar un amplio espectro de la actividad como larvicida. DiPel y proporcionan también el control de plagas secundarias de lepidopteros que pueden llegar a ser dominantes cuándo las plantas con Bt, reducen las poblaciones de los insectos primarios objetos de control, sin afectar las poblaciones de insectos benéficos que se encuentran normalmente en los cultivos. En el caso de algodón Bt, se recomienda que DiPel o sean usados en la dosis altas en los refugios(la estrategia de refugio actualmente es aceptado por los organismos regulatorios y por los productores de Algodón-Bt). El uso de DiPel o aumenta el desempeño de algodón Bt y tiene varias ventajas: * DiPel o su uso permitirá que el agricultor mantenga el control de insectos y lleva al máximo el rendimiento, en caso de una baja expresión o contradictoria de toxina. * DiPel o, el uso es consistente con la estrategia de dosis alta en refugio, empleada para el algodón Bt. * DiPel o proporciona múltiples toxinas, un deseo de los científicos de transgénicos, pero el algodón de Bt comercializado actualmente, contiene no mas de una toxina, la cual no controla Spodoptera por ejemplo. * DiPel o controla una amplia gama de insectos lepidopteros que el algodón Bt, tales Alabama, Heliothis, Spodoptera, Pectinophora, y puede ayudar en el control total de insectos sin el uso de insecticidas químicos, al permitir que las poblaciones de insectos benéficos se establezcan en el cultivo. * DiPel o además de proporcionar multiples toxinas, contiene esporas, las cuales son efectivas contra las plagas lepidopteras del algodonero, demorando significativamente el desarrollo de la resistencia de insecto en plantas Bt, especialmente cuando la expresión de toxina de la planta es baja. * DiPel o respeta las poblaciones de insectos benéficos, que se encuentran en los cultivos convencionales y transgénicos. Junio 2005 GRACIAS