Gene bom

O gene, que determina a expressão da toxina Cry 1A(b), foi clonado do Bt. e introduzido com sucesso, pela primeira vez, na planta de fumo, e resultou numa alta resistência dessa planta ao mandarová Manduca sexta, na Bélgica, pela empresa “Plant Genetic System”. Os milhos transgênicos vêm sendo obtidos e comercializados pelas empresas privadas. Nos EUA e Europa, o milho Bt. tem por objetivo dar resistência às duas gerações da lagarta-européia, Ostrinia nubilalis, que não ocorre no Brasil.

Embora, normalmente, se considere que o milho Bt. seja efetivo contra as pragas em geral do milho, sabe-se que as toxinas do Bt. são altamente específicas na sua atividade, não apresentando o amplo espectro de ação encontrado nos inseticidas, resultando em eficiência diferenciada para cada espécie de inseto-alvo. Por outro lado, devido a essa especificidade, a sua utilização não oferece riscos a outros organismos. Embora os bioinseticidas à base de Bt. não tenham dado bons resultados no controle da LCM, existe a possibilidade de que plantas transgênicas com o gene bt apresentem níveis satisfatórios de resistência a essa espécie. Milho transgênico expressando a toxina (Cry 1A(b)) mostrou-se resistente à broca-do-colmo, Diatraea grandiosella e à lagarta-da-espiga, Helicoverpa zea, com 100% de mortalidade. Neste tipo de ensaio, a LCM foi a menos susceptível à toxina do Bt., mas foi observado redução de 40% na sobrevivência e de 94% na biomassa das larvas sobreviventes. Aumento significativo no nível de resistência do milho à LCM foi obtido pelo cruzamento de linhas com genes de resistência natural (não-transgênico) com linhas expressando o gene bt.

Para se avaliar o potencial de utilização de milho transgênico no controle da LCM, foi avaliada uma coleção de híbridos expressando todas as toxinas do Bt. incorporadas no milho, nos EUA: Cry 1A(b), Cry 1A(c), Cry 9C e Cry 1F. Como testemunha, foi avaliado também um híbrido de milho com o mais alto nível de resistência natural (RN) à LCM. Sendo as toxinas Cry 1A(b) e Cry 9C as mais comuns entre os milhos transgênicos. Estas foram testadas em mais de um cultivar. A toxina Cry 1A(c), como foi a primeira a ser incorporada no milho e devido a sua instabilidade de resultados, encontra-se em desuso no milho. A toxina Cry 1F, por ser lançamento recente, só estava disponível em um único híbrido experimental. As avaliações da proteção à planta de milho dada por essas quatro toxinas e pela RN basearam-se em dois indicadores do inseto, sobrevivência de larvas e biomassa dos insetos sobreviventes e dois indicadores da planta, área foliar destruída e produção de grãos.

Sobrevivência de lagartas

O número médio de larvas de LCM sobreviventes nas plantas se reduz naturalmente, mesmo nos hospedeiros mais susceptíveis, devido a vários fatores naturais de mortalidade. Normalmente, no campo, uma postura com cerca de 500 ovos do adulto da LCM é suficiente para infestar cinco plantas, o que daria em média cerca de 100 ovos/planta. Entretanto, no início do desenvolvimento o consumo foliar das larvas é muito pequeno e os danos causados pelas larvas pequenas são insignificantes. Os danos são causados pelas larvas médias e grandes no 1/3 final do ciclo larval. Acontece que, devido ao canibalismo (as lagartas maiores comem as menores), no final do ciclo, geralmente, fica uma ou, raramente, duas lagartas em cada cartucho do milho. Assim, partindo de uma média de 100 larvas/planta colocadas artificialmente, mesmo nas testemunhas, 15 dias após a infestação foram observadas apenas 4 larvas/planta (Figura 2).

Com base no número de larvas sobreviventes do elenco de híbridos avaliados, notou-se três grupos: resistentes – que apresentaram menos de uma lagarta viva a cada 10 plantas; intermediários – cujo número de lagartas vivas variou de 2 a 3/planta e susceptíveis – cujo número de lagartas vivas foi mais de 4/planta (Figura 2). Notou-se, ainda, interação entre eventos e genótipos, pois as mesmas toxinas Cry 1A(b) e Cry 1A(c), expressas em híbridos diferentes, produziram resultados diferenciados quanto à sobrevivência e desenvolvimento da LCM.

Biomassa das lagartas vivas

Além de causar mortalidade, plantas inadequadas para determinada espécie de inseto podem reduzir seu desenvolvimento: pela presença de substâncias que inibem sua alimentação, pelo desequilíbrio dos nutrientes ou pela presença de substâncias que afetam o metabolismo e desenvolvimento, entretanto, sem causar morte. Normalmente, se avalia esse efeito estimando-se a biomassa dos insetos sobreviventes nas diferentes fontes de alimentação. Partindo-se de lagartas recém-eclodidas, 15 dias após a infestação, já foi observada a inibição no desenvolvimento das lagartas que sobreviveram em alguns dos híbridos de milho Bt. e no híbrido com RN (Figura 3). Nas plantas de milho com a toxina Cry 1F, não houve sobrevivência de nenhuma LCM, portanto, com a concentração da toxina Cry 1F presente no híbrido 2722 IMI, a biomassa produzida foi zero. Sob a ação das toxinas Cry 1A(b) e Cry 1A(c) ou com RN ocorreu redução na biomassa das lagartas aí desenvolvidas. Entretanto, nas plantas contendo as toxinas Cry 9C, além de não ocorrer nenhuma mortalidade, as lagartas desenvolvidas nesse milho Bt. apresentaram a mesma biomassa (133.28 e 146.55 mg) das desenvolvidas no milho não-Bt (159.08 e 187.03 mg). É importante enfatizar que embora as toxinas do Bt. apresentem atividade diferenciada, essa atividade também é afetada pela interação com o genótipo na qual os genes foram incorporados. As mesmas toxinas Cry 1A(b) e Cry 1A(c) presentes em híbridos diferentes apresentaram lagartas com diferentes biomassas. Assim, baseando-se na biomassa das lagartas sobreviventes, o elenco das cultivares avaliadas pode ser classificado em: imune (toxina Cry 1F); altamente resistente (toxina Cry 1A(b)); moderadamente resistentes (RN, toxinas Cry 1A(b) e Cry 1A(c)) e suscetíveis (toxinas Cry 1A(c) e Cry 9C). Nota-se que, dependendo do genótipo onde os genes do Bt. são incorporados, as toxinas podem produzir diferentes respostas. Por exemplo, em uma cultivar com a toxina Cry 1A(b) obteve-se alta resistência e em outra cultivar com a mesma toxina a resistência foi moderada.

Danos nas folhas

As mariposas da LCM colocam seus ovos nas folhas e, logo após a eclosão, as larvas iniciam sua alimentação raspando o limbo foliar. À medida que crescem dirigem-se para o cartucho do milho e provocam pequenas lesões nas folhas antes de se abrirem. Como os insetos possuem um corpo rígido externamente (exoesqueleto), eles crescem através de mudas da cutícula (casca). Apenas depois da terceira muda é que as lagartas consomem um volume expressivo de biomassa da planta. O consumo aumenta até a quinta muda, quando a lagarta paralisa sua alimentação e cai no solo, onde se transforma em pupa ou crisálida. Como a população de lagartas se reduz durante esse período e a quantidade de folha consumida depende de suas características, os danos variam de planta para planta e podem ser estimados, visualmente, através da escala de notas onde o zero seria sem nenhum dano e a nota nove para o máximo possível de dano, ou seja, o cartucho da planta totalmente destruído. As avaliações indicaram apenas pequenas lesões nas plantas contendo a toxina Cry 1F. Por outro lado, as plantas não-Bt.(s) suscetíveis e as Bt.(s) contendo as toxinas Cry 1A(c) e Cry 9C não ofereceram nenhuma proteção às plantas de milho (Figura 4). Assim, de acordo com a área foliar destruída, pode-se reafirmar a imunidade das plantas com a toxina Cry 1F, a alta resistência oferecida pela toxina Cry 1A(b) que, dependendo do genótipo do milho, pode se manifestar com resistência moderada, juntamente com a RN e os demais tratamentos como suscetíveis.

Produção de grãos

Sendo a produção de grãos resultado de herança quantitativa, muitas características da planta afetam o seu potencial. Desta forma, a produção geralmente não é um bom indicador de resposta de um único fator, como por exemplo, resistência da planta a uma espécie-praga. Assim, notou-se uma grande variação nos resultados devido às diferentes bases genéticas de cada cultivar (Figura 5). Em geral, os milhos transgênicos resistentes produziram cerca de 32% a mais que as testemunhas susceptíveis, com base no peso de grãos corrigido para 13% de umidade. Esta média está dentro dos limites estimados para as perdas causadas pela LCM. Duas exceções foram a cultivar com RN e sua respectiva testemunha, que devido à sensibilidade ao fotoperíodo não floresceram e, conseqüentemente, não produziram grãos. Por outro lado, as plantas contendo as toxinas Cry 9C produziram praticamente igual à testemunha suscetível.

Com base nos resultados observados, é possível concluir que há diferenças significativas entre os eventos Bt.(s), que produzem diferentes toxinas no milho quanto à resistência à LCM, destacando-se o que expressa a toxina Cry 1F como praticamente imune. Dependendo da base genética da cultivar, a toxina Cry 1A(b) pode produzir cultivares com alta resistência à LCM. Por outro lado, a toxina Cry 9C foi praticamente inócua para a LCM. Os milhos Bt.(s), contendo as toxinas Cry 1F e Cry 1Ab, reduzem a sobrevivência e o desenvolvimento da LCM resultando em menor área foliar destruída e maior produtividade. A cultivar com resistência natural (RN) à LCM apresentou resistência intermediária com base em quaisquer dos indicadores avaliados, podendo ser utilizada em adição à resistência conseguida via planta transgênica. Finalmente, torna-se necessária a conscientização das diferenças de respostas obtidas com as diferentes toxinas do Bt. e de não considerar milho Bt. como uma estratégia única de controle. Adicionalmente, deve-se enfatizar que embora seja uma tecnologia revolucionária no manejo de pragas, ela deve ser acompanhada de rigoroso monitoramento e de estratégias para o manejo de possíveis raças de insetos resistentes como as áreas de refúgio. Por outro lado, no manejo dessa possível resistência, não se pode ignorar a ação efetiva dos demais métodos de controle, como o biológico, controle químico de focos de infestação e estratégias de erradicação de espécies. Não se pode considerar as áreas de refúgio como única prática efetiva no manejo dessa resistência.