PDF - Pags. PAG 733-738 - Sociedad mexicana de Entomología
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1. cada 24 horas durante el periodo de oviposici n Se obtuvieron larvas neonatas larvas lt 12 h de edad con las cuales se realizaron los bioensayos correspondientes Prote na Para la prote na Cry2Ab se utiliz tejido de ma z modificado gen ticamente y liofilizado que contienen la prote na a una concentraci n de 0 6 Bioensayos Los bioensayos consistieron en alimentar en todo el estado larval del gusano elotero con dieta artificial contaminada usando concentraciones con 0 001 0 01 0 1 1 y 5 ug ml con la prote na de B thuringiensis La dieta contaminada se reemplaz cada 72 h 3 d as para evitar exponer las larvas a una prote na degradada En los primeros seis d as de evaluaci n cada larva fue alimentada con 1 ml de dieta en este tiempo la dieta y las larvas fueron colocadas en charolas para bioensayos Bio Assay Tray Bio BA 128 C D Internacional Inc con 128 cavidades en cada cavidad se coloc una larva neonata confinada con un pl stico transparente autoadherible PULL N PEEL Tab Bio Cv 16 C D International Inc Posteriormente se alimentaron con 5 ml de dieta los cuales tanto la dieta como las larvas se colocaron en vasitos de pl stico del n mero O Envases Primo Cuevas S A de C V Ecatepec Estado de M xico M x para favorecer el intercambio gaseoso de los vasitos en la tapa se realiz una peque a perforaci n Al momento de transferir las larvas a la nueva dieta cada 72 h se evaluaron los porcent2. fue de 140 1 mg es decir 264 8 mg menos que en el testigo Estad sticamente el peso de las pupas entre las concentraciones intermedias de 0 001 a 1 ug ml fueron iguales pero diferentes con el testigo y la concentraci n m s alta Tukey P lt 0 05 Cuadro 2 Tiempo en llegar al estado adulto Las larvas testigo se desarrollaron al estado adulto en 26 7 d as en tanto que en las concentraciones 0 001 0 01 y 0 1 ug ml a los 28 8 29 9 y 30 1 d as respectivamente con las concentraciones de 1 y 5 ug ml se desarrollaron a los 32 5 y 33 0 d as La diferencia en tiempo para que las larvas se desarrollaran al estado adulto entre el testigo y la concentraci n m s alta fue de 6 3 d as Todos los tratamientos fueron diferentes estad sticamente con la excepci n de las concentraciones m s altas 1 y 5 ug ml las cuales fueron iguales Tukey P lt 0 05 Cuadro 3 Peso de adultos Estad sticamente el mayor peso se registr en el testigo cuyo peso promedio de los adultos fueron de 89 1 mg le siguieron 0 001 y 0 01 ug ml con 71 4 y 68 6 mg respectivamente posteriormente 0 1 y 1 ug ml con 54 2 y 53 2 mg y finalmente 5 ug mI con 33 4 mg la diferencia entre el testigo y la concentraci n m s alta fue de 55 7 mg Tukey P lt 0 05 Cuadro 2 DISCUSI N Los resultados obtenidos en este trabajo permiti demostrar que al incrementar la concentraci n de la prote na el porcentaje de mortalidad aument por ejemplo a los t
3. 0 1 10 0 3 5ab 18 6 8 3ab 24 5 11 6ab 30 7 14 0ab 39 4 7 2ab 1 14 0 2 0b 25 9 5 1ab 28 3 6 9ab 37 2 7 9ab 46 1 9 0ab 5 26 0 4 0c 30 2 5 6b 34 1 4 7b 51 24 3 3b 62 3 6 0b Periodo larval d as Concentraci n 18 E 21 E 24 E 27 E Pupas E ug mi 0 001 40 5 11 7a 47 9 9 5a 53 5 6 2a 57 343 1a 61 5 1 4a 0 01 51 8 2 8a 52 7 1 4a 58 2 2 0a 58 2 2 0a 67 3 2 0ab 0 1 52 7 3 5a 59 1 3 5a 61 8 5 9a 63 7 4 3a 69 2 2 2ab 1 57 1 5 1ab 65 5 7 2ab 67 3 7 8a 68 3 7 1a 75 9 1 5b 5 78 8 13 6b 82 3 10 1b 85 2 8 6b 87 1 11 7b 91 4 13 1c Dentro de la misma columna los valores con la misma letra no son significativamente diferentes entre s Tukey P lt 0 05 E Error Est ndar de la media A s Rosales Ju rez et al Efecto letal y subletal de la prote na Cry2Ab de Bacillus thuringiensis Peso de larvas a los 3 y 12 d as A los 3 y 12 d as el peso se redujo al aumentar la concentraci n de la prote na principalmente a los 12 d as A los 3 d as el peso promedio en el testigo fue de 2 9 mg en el rango de 0 001 a 1 ug ml l el peso promedio fue de 0 6 mg mientras que en la concentraci n m s alta 5 ug mI pesaron 0 02 mg es decir 2 8 mg menos que las larvas testigo Estad sticamente el peso de las larvas entre el rango de concentraciones intermedias 0 001 0 01 0 1 y 1 ug ml fueron iguales pero diferentes entre el testigo y la concentraci n m s alta Tukey P lt 0 05 A los 12 d as s lo en las concentraciones de 0 001 y 0
4. 01 ug ml el peso de las larvas fueron iguales estad sticamente en las otras concentraciones fueron diferentes incluyendo al testigo Tukey P lt 0 05 En esta fecha el mayor peso se registr en el testigo el cual fue de 470 9 mg y el menor fue observado en la concentraci n m s alta 5 ug ml donde el peso promedio fue de 144 4 mg es decir la diferencia entre el testigo y la concentraci n m s alta es de 326 5 mg Cuadro 2 Tiempo en llegar al estado de pupa En el testigo las pupas se formaron a los 16 7 d as y en la concentraci n m s alta ug ml fue a los 25 7 d as En las otras concentraciones los tiempos requeridos estuvieron dentro de este rango La diferencia para que las larvas se desarrollaran al estado de pupa entre el testigo y la concentraci n m s alta fue de 9 d as Todos los tratamientos fueron estad sticamente diferentes entre s Tukey P lt 0 05 Cuadro 3 Cuadro 2 Efecto de diferentes concentraciones de la prote na Cry2Ab de B thuringiensis en H zea sobre el peso promedio de larvas a los 3 y 12 d as peso de pupas y adultos Peso en mg Concentraci n Larvas Larvas Pupas E Adulto E pe mi 3 d as E 12 d as E gt TESTIGO 2 9 0 9a 470 9 23a 404 9 12 0a 89 1 8 6a 0 001 0 7 0 6b 399 4 1 9b 323 0 9 5ab 71 4 2 6ab 0 01 0 8 0 7b 387 5 8 9b 306 2 5 7ab 68 6 1 0ab 0 1 0 6 0 6b 226 8 22 6bc 217 9 10 2ab 54 2 4 2bc 1 0 4 0 3b 162 6 39 1c 156 6 19 1ab 53 243 5bc 5 0 02 0 03c 144 4 15 2d 1
5. de adulto y el ciclo de vida de los insectos para alcanzar el estado de pupa y adulto se prolong Los resultados sugieren que la combinaci n de efectos letales y subletales de B thuringiensis pueden tener implicaciones importantes sobre la din mica poblacional del gusano elotero Palabras clave Gusano elotero efecto letal efecto subletal Bacillus thuringiensis Lethal and sublethal effects of the Bacillus thuringiensis protein Cry2Ab Berliner in corn earworm Helicoverpa zea Boddie Lepidoptera Noctuidae ABSTRACT Bacillus thuringiensis kurstak is the most widely used bacteria for Lepidoptera control such as the corn earworm Helicoverpa zea Boddie This polyphagous insect attacks a wide variety of crops including basic grain crops and horticultural ornamental and wild species The objective of this study was to evaluate under laboratory conditions the lethal and sublethal effects of the protein Cry2Ab of B thuringiensis kurstaki on H zea populations Results indicated a mortality of 87 1 on larvae and 94 1 on pupae 27 days after application of 5 ug ml of the Bt protein Weight of larvae pupae and adults was reduced and also the number of adults that reached this stage as compared to an untreated control On the other hand the life period to reach the pupae and adult stage was prolonged These results suggest that the combinations of lethal and sublethal effects of B thuringiensis may have important implications on the population
6. en la concentraci n m s alta La mortalidad tambi n se increment al aumentarse la concentraci n en cada fecha de evaluaci n En todas las fechas la menor mortalidad se registr con la concentraci n m s baja 0 001 ug mI y la mayor mortalidad se registr en la concentraci n m s alta 5 ug ml en casi todas las fechas de evaluaci n En las concentraciones intermedias 0 001 0 1 y 1 ug mI en general siempre presentaron mortalidades similares entre ellas y en ocasiones fueron iguales con la concentraci n m s baja o con la concentraci n m s alta Tukey P lt 0 05 En el estado de pupa la menor mortalidad fue del 61 5 con la concentraci n baja con 0 01 y 0 1 ug ml las mortalidades fueron estad sticamente iguales 67 3 y 69 2 le sigui 1 ug ml con el 75 9 y el mayor porcentaje de mortalidad fue del 91 4 en la concentraci n m s alta Tukey P lt 0 05 Cuadro 1 Los efectos de B thuringiensis se manifestaron durante todo el desarrollo larval produciendo en las larvas deshidrataci n y rompimiento celular Cuadro 1 Porcentaje de mortalidad acumulada corregida a trav s del tiempo de larvas de H zea alimentadas con dieta contaminada con diferentes concentraciones de la prote na Cry2Ab de B thuringiensis Periodo larval d as Concentraci n 3 E 6 E 9 E 12 E 15 E ug mi 0 001 4 0 0 0a 12 745 5a 12 3 47 7a 19 0 11 6a 24 8 12a 0 01 8 0 0 0ab 15 7 8 0ab 20 9 6 8a 21 5 8 2a 35 9 8 3a
7. y adulto Los resultados de este estudio concuerdan con los reportados por Dong et al 2013 quienes indican que la toxicidad de Spinosad sobre Spodoptera exigua a las 48 y 72 horas con tratamientos de 0 317 y 0 293 mg kg los efectos A 99 Y Rosales Ju rez et al Efecto letal y subletal de la prote na Cry2Ab de Bacillus thuringiensis subletales se mostraron en la reducci n del peso y prolongaci n del periodo larval En general los resultados concuerdan con los obtenidos por Rosales Ju rez et al 2014 quienes evaluaron los efectos subletales de B thuringiensis en larvas de gusano cogollero y demostraron que la mortalidad se increment al aumentar la concentraci n de la prote na el peso de larvas pupas y adultos se reduce y el ciclo de vida se prolong al incrementar la concentraci n de la prote na CONCLUSI N Las concentraciones evaluadas de la prote na Cry2Ab de B thuringiensis en larvas de H zea afectaron significativamente el desarrollo de esta especie en todos sus estados de desarrollo La mortalidad de las larvas aument conforme se incrementaron las concentraciones de la prote na a los 27 d as la mortalidad fue del 87 1 en la concentraci n m s alta 5 ug mI Por otra parte el peso de larvas pupas y adultos se redujo al incrementar la concentraci n de la prote na habiendo diferencias de peso entre las larvas testigo y la concentraci n m s alta a los 3 y 12 d as fueron del 2 8 y 326 5 mg resp
8. 2002 Stapel J O Deborah J W Ruberson J R y W L Joe 1998 Development and behavior of Spodoptera exigua Lepidoptera Noctuidae larvae in choice fest with Food substrates containg toxins of Bacillus thuringiensis Biological control 11 29 37 Yu S J 2008 The toxicology and biochemistry of insecticides CRC Press Boca Florida USA Wang J A Boets J Van Rie y G Ren G 2003 Characterization of cry1 cry2 and cry9 genes in Bacillus thuringiensis isolates from China J Invertebr Pathol 82 63 71 Zeener de Polonia I lvarez R A y M H Ar valo 2009 Respuestas de Helicoverpa zea Lepidoptera Noctuidae Procedente del Piedemonte Llanero Colombiano a la Toxina CrylAc del Bacillus thuringiensis Southwestern Entomologist 35 85 98 a
9. 40 1 8 4b 33 4 29 0c Dentro de la misma columna los valores con la misma letra no son significativamente diferentes entre s Tukey P lt 0 05 E Error Est ndar de la media Cuadro 3 Efecto de diferentes concentraciones de la prote na Cry2Ab de B thuringiensis en H zea sobre el tiempo de desarrollo d as de las larvas neonatas a pupa y adulto Concentraci n N N TI E N TE ug mi TESTIGO 150 69 3 16 7 0 5a 63 3 26 7 0 8a 0 001 150 26 7 17 7 0 7ab 14 7 28 8 0 3b 0 01 150 21 3 19 7 0 7abc 10 0 29 9 0 6bc 0 1 150 22 7 21 0 2 2bcd 11 3 30 1 0 2c 1 150 16 7 24 3 0 3cd 3 3 32 5 0 5d 5 150 6 0 25 7 1 5d 1 3 33 0 0 1d N N mero de larvas expuestas a las diferentes concentraciones de la prote na Cry2Ab N Porcentaje de larvas que llegaron al estado de pupa N Porcentaje de larvas que llegaron al estado de adulto T Tiempo transcurrido en d as desde larvas neonatas al estado de pupa an O FISIOLOG A TOXICOLOG A Y BIOLOG A MOLECULAR Entomolog a Mexicana Vol 2 2015 T Tiempo transcurrido en d as desde larvas neonatas al estado de adulto Dentro de la misma columna los valores con la misma letra no son significativamente diferentes entre s Tukey P lt 0 05 E Error Est ndar de la media Peso de pupas El peso promedio de las pupas testigo fue de 404 9 mg en el rango de concentraciones de 0 001 a 1 ug ml el peso fluct o entre 399 4 y 162 6 mg y en la concentraci n m s alta 5 ug m1
10. FISIOLOG A TOXICOLOG A Y BIOLOG A MOLECULAR Entomolog a Mexicana Vol 2 733 738 2015 EFECTO LETAL Y SUBLETAL DE LA PROTE NA Cry2Ab DE Bacillus thuringiensis BERLINER EN GUSANO ELOTERO Helicoverpa zea BODDIE Lepidoptera Noctuidae Anayely Rosales Ju rez MSotero Aguilar Medel Jos Lu s Mart nez Carrillo Jaime Mejia Carranza Martha Elena Mora Herrera R mulo Garc a Velasco Centro Universitario Tenancingo Universidad Aut noma del Estado de M xico Km 1 5 Carretera Tenancingo Villa Guerrero 52400 Tenancingo Estado de M xico Instituto Tecnol gico de Sonora 5 de Febrero 818 sur Ciudad Obreg n Sonora M xico Correo soteromex O hotmail com RESUMEN Bacillus thuringiensis kurstaki es la bacteria m s ampliamente usada para el control de lepid pteros como gusano elotero Helicoverpa zea Boddie un insecto pol fago que afecta a cultivos b sicos hort colas ornamentales y especies silvestres El objetivo de este trabajo fue evaluar en condiciones de laboratorio el efecto letal y subletal de la prote na Cry2Ab de B thuringuiensis kurstaki en H zea Los resultados indicaron que la mortalidad de larvas a los 27 d as con 5 ug ml de la prote na fue del 87 1 de pupas del 94 1 lo que se demuestra que la mortalidad se increment al aumentar las concentraciones de la prote na y a trav s del tiempo El peso de las larvas pupas y adultos se redujo as como el n mero de larvas que llegaron al estado
11. a vez activado por el fluido alcalino del intestino del insecto libera protoxinas que se convierten en mol culas toxicas Gill et al 1992 causando as la muerte de los insectos esta muerte es provocada por la ruptura de las c lulas y una eventual destrucci n del intestino Yu 2008 En la actualidad existen estudios sobre los efectos letales que provoca B thuringiensis pero a n sigue siendo escasa la informaci n de los efectos subletales que provoca esta bacteria Por ello la presente investigaci n tuvo como objetivo evaluar en condiciones de laboratorio los efectos letales y subletales de la prote na Cry2Ab de B thuringiensis var kurstaki en gusano elotero H zea Boddie MATERIALES Y M TODO Cr a del gusano elotero Los experimentos se realizaron con larvas de H zea provenientes de una colonia que se ha mantenido en el laboratorio de Entomolog a por m s de tres a os en el Centro Universitario UAEMex Tenancingo y se continu criando en una c mara de cr a en condiciones controladas temperatura de 27 1 C humedad relativa del 75 5 y un fotoperiodo de 13 11 h luz oscuridad Las larvas se alimentaron con una dieta artificial Corn earworm Southland Products Inc hasta obtener pupas las cuales se colocaron en jaulas entomol gicas 25x25x35 cm para la emergencia de los adultos mismos que fueron alimentados con agua azucarada al 10 agua destilada y az car Las hembras ovipositaron en tela Tull esta tela se cambi
12. ajes de mortalidad Las larvas fueron pesadas individualmente a los 3 y 12 d as posteriormente se evaluaron otras variables tiempo d as que alcanzaron el estado de pupa peso de las pupas tiempo d as que llegaron al estado adulto y finalmente el peso de los adultos Los porcentajes de mortalidad en los tratamientos se ajust mediante el uso de la formula Abbott Abbott 1925 an IN FISIOLOG A TOXICOLOG A Y BIOLOG A MOLECULAR Entomolog a Mexicana Vol 2 2015 Dise o experimental y an lisis estad stico Se utiliz el dise o experimental de bloques completos al azar con cinco tratamientos para cada prote na con su respectivo testigo absoluto y con tres repeticiones Para cada concentraci n se iniciaron con 50 larvas neonatas En total se utilizaron 900 larvas 50 larvas X 6 concentraciones X 3 repeticiones 900 larvas neonatas Los resultados se sometieron a un an lisis de varianza y a una prueba de comparaci n de medias con Tukey con un nivel de significancia del 95 P lt 0 05 con el programa Infostat Balzarini et al 2008 RESULTADOS Mortalidad La mortalidad de las larvas se increment a trav s del tiempo por ejemplo a los tres d as la mortalidad vari de 4 con 0 001 ug mI concentraci n m s baja hasta 26 0 con 5 ug ml concentraci n m s alta y previo a la formaci n de pupas en la novena evaluaci n a los 27 d as la mortalidad fluctu de 57 3 en la concentraci n m s baja hasta el 87 1
13. dynamics of the corn earworm Key words corn earworm lethal and sublethal effects Bacillus thuringiensis INTRODUCCI N Los efectos letales y subletales son provocados al someter a los organismos vivos a concentraciones de un toxico el cual resulta perjudicial para su desarrollo los efectos letales provocan en los individuos la mortalidad y los efectos subletales son aquellos en el que los individuos se exponen a concentraciones bajas de un toxico el cual se degrada a trav s del tiempo por acci n de factores ambientales como la luz la temperatura y la humedad Los efectos subletales son imperceptibles sin embargo pueden afectar a mediano y largo plazo a las poblaciones de los individuos expuestos Rosales Ju rez et al 2014 Existen estudios donde se O Rosales Ju rez et al Efecto letal y subletal de la prote na Cry2Ab de Bacillus thuringiensis han evaluado los efectos letales y subletales tanto con insecticidas convencionales as como con bioinsecticidas por ejemplo Bacillus thuringiensis var kurstaki Btk es el bioinsecticida m s com n usado para el control de lepid pteros entre ellos el gusano elotero Helicoverpa zea Boddie Lepidoptera Noctuidae un insecto pol fago que afecta a cultivos b sicos y hort colas Souza et al 2007 as como a frutales y por lo menos a 76 plantas silvestres Blanco et al 2007 Esta larva se alimenta del follaje llegando a causar la p rdida total de los cultivos Btk un
14. ectivamente de pupas fue de 264 8 mg y de adultos de 55 7 mg Tambi n se increment el tiempo para la formaci n de pupas y adultos LITERATURA CITADA Abbott W S 1925 A method of computing the effectiveness of an insecticide J Econ Entomol 18 265 267 Balzarini M G Gonz lez L Tablada M Casanoves F Di Rienzo J A y C W Robledo 2008 Infostat Manual del Usuario Editorial Brujas C rdoba Argentina Blanco C A Teran Vargas A P L pez J D Kauffman J V y X Wei 2007 Densities of Heliothis virescens and Helicoverpa zea Lepidoptera Noctuidae in three plant hosts Florida Entomol 90 742 750 Gill S S Cowles E A y P V Pietrantonio 1992 The mode on action of Bacillus thuringiensis endotoxins Annu Rev Entomol 37 615 636 Rosales Ju rez A Aguilar Medel S y J L Mart nez Carrillo 2014 Efecto subletal de la prote na CrylAc de Bacillus thuringiensis Berliner en gusano cogollero Spodoptera frugiperda J E Smith Entomolog a Mexicana 13 190 195 Silva G Rodr guez J C Lagunes A Llanderal C Alatorre R Shelton A M y C A Blanco 2010 Toxicidad del aceite esencial de Peumus boldus Molina sobre Spodoptera frugiperda J E Smith y Helicoverpa zea Boddie Tesis Doctoral Colegio de Postgraduados M xico pp 68 88 Souza M Gassman A J Crowder D W y Y Carri re 2008 Insect resistance to Bt crops evidence versus theory Nature Biotechnology 26 199
15. res d as con 0 001 ug ml la mortalidad fue de 4 0 a los 27 d as de exposici n la mortalidad fue de 57 3 En el caso de la concentraci n de 5 ug ml a los 27 d as la mortalidad fue del 87 1 Estudios realizados por Silva et al 2010 mostraron que Peumus boldus Molina provoc el 67 5 de mortalidad a una concentraci n del 8 y concentraciones menores al 2 no superaron el 40 de mortalidad El peso de las larvas tambi n estuvo en funci n de la concentraci n y del tiempo de exposici n debido a que el peso se redujo conforme se increment la concentraci n de la prote na Esta misma tendencia fue observada por Zeener de Polonia et al 2009 al utilizar larvas de A zea con la prote na Cry1Ac pero los pesos larvales no coinciden debido a que los pesos fueron menores de 35 7 mg con 0 01 ug ml mientras que con 1 ug ml pesaron s lo 13 7 mg a los 20 d as de desarrollo larval esto puede ser por que las condiciones del laboratorio no fueron las mismas Otro efecto subletal es el retraso para alcanzar el estado de pupa y adulto Las larvas al detener parcial o completamente su alimentaci n la cual depende de la concentraci n y el tiempo de exposici n a la toxina posiblemente tambi n se afectan varias funciones fisiol gicas relacionadas con su desarrollo como por ejemplo el proceso de muda y la metamorfosis Stapel et al 1998 y por ello se prolong el tiempo para que las larvas se desarrollaran al estado de pupa
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