Biossegurança embrapa 2012_fernando

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Biossegurança embrapa 2012_fernando

  1. 1. Aplicação da biotecnologia na cultura do milho: impacto sobre organismos não-alvo Fernando Hercos Valicente
  2. 2. Plantas transgênicas• Resistência a pragas – Bacillus thuringiensis• Tolerância a herbicidas• Perfil nutritivo melhorado• Tempo de armazenamento aumentado
  3. 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. 4. Bacillus thuringiensis
  5. 5. B.t. tolworthiCepa 344
  6. 6. Isolamento• Microscopia de contraste de fase• Colônias com cristais foram reisoladas
  7. 7. cry 1 Aa1 cry 2 Aa1 1 Aa2 2 Aa2 1 Aa3 : : : : 2 Aa11cry 1 Aa15 : : 1 Ab1 2 Ae1 : : : :cry 1 Ai1 cry 3 Aa1 1 Ba1 : : 1 Ba2 : : : :cry 1 Bg1 cry 9 Aa1cry 1 Ca2 : : Cb1 cry 27 Aa1 : : : :cry 1 La1 cry 70 Aa1
  8. 8. 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
  9. 9. Bacillus thuringiensis• Um isolado normalmente sintetiza entre 1 e 5 toxinas na forma de um ou vários cristais. cristal
  10. 10. Modo de ação LepidopterosEspecificidade
  11. 11. Plantas GM e organismos não alvo • Parasitóides: • Predadores:
  12. 12. Parasitóides• Parasitóides: normalmente pertencem às ordens Hymenoptera e Diptera• Hymenoptera: vespas, abelhas, formigas etc• Diptera: moscas e mosquitos
  13. 13. 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.
  14. 14. 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.
  15. 15. Trissolcus basalis Braconidae
  16. 16. 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.
  17. 17. Anaphes flavipes Parasitóides de ovos: Observar se os ovos são saudáveis.Spodoptera: ovos estéreissão esverdeados
  18. 18. Peristenus sp
  19. 19. 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.
  20. 20. Predadores• Coleoptera• Dermaptera• Diptera• Hemiptera• Hymenoptera• Mantodea• Neuroptera• Orthoptera• Thysanoptera
  21. 21. Influência do aparelho bucal do predador Tipo de alimentação
  22. 22. Neuropteraaparelho bucal mastigador Coleoptera
  23. 23. 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.
  24. 24. ColeopteraCarabidae
  25. 25. Pentatomidade - ninfaColeopteraStaphilinidae
  26. 26. 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
  27. 27. Supputius cincticeps (Heteroptera: Pentatomidae)EucaliptoSojaAlgodãoUFV
  28. 28. Podisus distinctus (Heteroptera: Pentatomidae)Eucalipto
  29. 29. Podisus nigrispinus (Heteroptera: Pentatomidae)SojaAlgodãoeucalipto
  30. 30. Brontocoris tabidus (Heteroptera: Pentatomidae)eucalipto
  31. 31. Pragas controladas pelos percevejos predadoresAlabama argillacea (Lepidoptera, Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera,Noctuidae) praga do algodoeiro Noctuidae) praga da sojaThyrinteina arnobia (Lepidoptera: Spodoptera frugiperda (Lepidoptera:Geometridae) praga do Eucalipto Noctuidae) praga do milho
  32. 32. Polistes simillimus List of preys Culture AutorsLepidoptera 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
  33. 33. Polybia platycephalaList of preys Culture AutorsLepidoptera 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
  34. 34. Parasitóides de pupas
  35. 35.  Trichospilus diatraeae (Hymenoptera: Eulophidae) Hospedeiros naturais, preferencialmente lepidópteros Thyrinteina arnobia Spodoptera frugiperda Plutella xylostella Oxydia vesulia Eucalipto Polifaga Cruciíferas Abacateiro
  36. 36.  Palmistichus elaeisis (Hymenoptera: Eulophidae)   Hospedeiros naturaisDione juno juno Euselasia eucerus Hispoleptis sp. Sabulodes sp. Maracujá Eucalipto Dendezeiro Eucalipto
  37. 37. Parasitoides de ovos
  38. 38.  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
  39. 39.  Telenomus sp. (Hymenoptera: Scelionidae) Telenomus sp. Hospedeiros naturais (mais especificos) Anticarsia gemmatalis Parasitando ovos de percevejos da Soja
  40. 40. Processo de liberação comercial
  41. 41. Study of Bt toxins or Bt isolates x CoccinelidaesCoccinelidae species: Harmonia sp Hypodamia spThey feed on artificial diet and need Anagasta eggs to lay fertileeggs. If it is a Bt toxin, e.g cry1Ab, it will be mixed with artificialdiet, and insects will be allowed to feed for 72h. After this periodinsects will be fed on artificial diet + Anagasta eggs.Comment: You could consider to provide the test diet for a period oftime to every of the ladybird larval stages. Thus you increaseexposure to the test substance. We have done this with Adaliabipunctata using sucrose solution instead of artificial diet (simplybecause there is no diet available for this species) (Alvarez-Alfagemeet al. 2011).Diet will be weighed and also the amount of the Bt toxin (µg of Bttoxin/ml).Comment: I like this idea. It would allow you to really quantify theamount of diet that was consumed and thus the dose of Cry proteinthat was ingested. Make sure that you run a control where diet isprovided without addition of a ladybird. I believe that the diet willchange in weight during the exposure period (it may dry out). Youneed to correct for this weight loss.
  42. 42. Treatments when Bt toxin is used:T1- ¼ f Bt toxin (µg of Bt toxin/ml) + diet and Anagasta eggs after 72hT2 – ½ Bt toxin (µg of Bt toxin/ml) + diet and Anagasta eggs after 72hT3- 1 Bt toxin (µg of Bt toxin/ml) + diet and Anagasta eggs after 72hT4- 2X Bt toxin (µg of Bt toxin/ml) + diet and Anagasta eggs after 72hT5- diet + and Anagasta eggs after 72hThese treatments will be performed with immature and all the lifehistory will be recorded (mainly the period in each instar). When theybecome adults, all reproductive capacity will be evaluated and coupleswill be isolated as follow:Female fed on Bt + male fed on BtFemale fed on Bt + male (from Control)Female (Control) + male fed on BtFemale (Control) + male (Control)Comments: You could consider to terminate the experiment when theadults emerge and use adult dry weight as the final measurementendpoint. Adult weight is an indicator for fecundity.
  43. 43. Obrigado!

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