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Samuel Martinelli Monsanto do Brasil Ltda
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I WORKSHOP DE MILHO TRANSGÊNICO
07-09 DE MARÇO DE 2012
SETE LAGORAS,MG
Papel do Monitoramento no
Manejo de Resistência (MRI)
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• Conceito de resistência
• Interpretação da resistência no campo e
no laboratório
• Implementação de um Programa de
Monitoramento
• Reação a um evento de resistencia
• Conclusões
Roteiro
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• Alterações genéticas herdáveis nos insetos as
quais podem conferir aos mesmos uma menor
suscetibilidade a um inseticida ou à uma proteina
de Bt.
• Estas alterações descrevem uma faixa de
condições que variam desde desvios na
suscetibilidade de populações de insetos em
condições de laboratório a “falhas de controle”
O que é resistência?
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Resistência a “Bt”: modelo genérico
R R S S S S S S
S S
R R
Alelo de suscetibilidade = Condição normal
Alelo de resistência = Condição rara, frequentemente detrimental sob ausência de pressão de seleção, mas benéfico ao organismo portador na preseça das proteinas de Bt
R R R R
Suscetível Homozigoto
Heterozigoto Homozigoto Resistente
RARO EXTREMAMENTE RARO
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O que é...e do que cuida o Manejo de
Resistência de Insetos (MRI)?
• O conjunto de medidas que devem ser adotadas com o
objetivo de reduzir o risco para a evolução da resistência
na população de insetos alvo;
• Objetivo: prevenir, retardar ou reverter o processo de
evolução da resistência. Importante componente dos
programas de Manejo Integrado de Pragas (MIP);
• MRI = Vida útil de um Produto
– Aspecto da Gestão Responsável dos Produtos
– Baseado em “Ciência”
– Especificidades são definidas localmente
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Casos de resistência documentados
• Porto Rico – Spodoptera frugiperda resistente a Cry1F
– Aproximadamente 5 anos após o inicio do uso comercial;
– Produto retirado daquele mercado.
• África do Sul – Busseola fusca resistente a Cry1Ab
– Aproximadamente 8 anos após o inicio do uso comercial;
– Uso adicional de inseticida.
• India – Pectinophora gossypiella resistente a Cry1Ac
– Aproximadamente 10 anos após o início do uso comercial;
– Substituição do Bollgard I pelo algodão Bollgard II, mas o nível de adoção de refúgio ainda é mínimo.
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Como podemos manejar a
resistência?
• Retirar os alelos de resistência da população do inseto praga – Resistência funcionalmente recessiva;
– Reduzir as vantagens adaptativas dos indivíduos resistentes (ex: altas doses);
– Manejo por Saturação
• Reduzir a pressão de seleção – Adoção de áreas de refúgio;
– Manejo por Moderação
• Utilizar multiplos mecanismos de seleção – Uso da “piramidação”de genes (2 ou mais MOA)
– Manejo por Ataque Múltiplo
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Frequência de resistência
Frequência
Crítica
f(R)
Tempo
Pressão de seleção
Frequência Crítica: é a frequência a partir da qual a resistência se
torna um problema econômico, ou seja, falhas no controle de uma
determinada praga são verificados devido à resistência.
COMO ESTABELECER UM PROGRAMA DE
MONITORAMENTO E EVITAR CONFUSÃO E
DISCUSSÕES POUCO PRODUTIVAS?
MONITORAMENTO NO CAMPO, NO LABORATÓRIO OU AMBOS?
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Uma visão extrema...
...resistência deve ser baseada em se
demonstrar a falha de controle no campo
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Implicações em se basear apenas na
falha de controle no campo
• Perda de credibilidade dos pesquisadores, extensionistas
e da indústria;
• Torna o manejo de resistência reativo e não pró-ativo;
• Impede conversas francas e sinceras sobre alterações na
suscetibilidade de populações de insetos;
• Impede a pesquisa e a investigação científica. Porque
estudar a resistência se não há preocupações antes das
falhas de controle?
• Promove o manejo de resistência “post-mortem”.
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Concentration da proteína de Bt
Res
po
sta
0%
100% Referência
Possível
Resistente
50%
1,0 10
10 vezes
…define a resistência como uma redução de 10 vezes na
suscetibilidade, em relação a uma linha básica de dose-resposta
Uma visão extrema oposta...
Insetos viáveis são produzidos pelos individuos desta
população?
RESISTÊNCIA NO LABORATÓRIO NÃO NECESSARIAMENTE REFLETE A RESISTÊNCIA NO CAMPO
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Implicações em se basear apenas em
alterações no laboratório
• Perda de credibilidade dos pesquisadores, extensionistas e da
indústria – comunicações prematuras de resistência;
• Resultados são dependentes do tipo de biensaio, da substância
teste, dos critérios de mortalidade;
• Resultados são dependentes da “referência de comparação” –
População de Laboratório? População de campo menos
suscetível?
• Processo arbitrário e que não se relaciona com o desempenho
de campo das tecnologias;
• Resultados são dependentes da espécie de praga: espécies
altamente suscetíveis vs especies tolerantes
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Aumento de CL50
Núm
ero
de r
esposta
s
O que podem ser difererenças
significativas? A população menos suscetível esta dentro da faixa de
variação das linha básica de suscetilidade das referência?
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Aumento de CL50
Núm
ero
de r
esposta
s
O que podem ser difererenças
significativas? A população menos suscetível esta dentro da faixa de
variação das linha básica de suscetilidade das referência?
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Não conseguimos saber sem um trabalho robusto e
consistente de linha básica de suscetibilidade
O que podem ser difererenças
significativas?
Fonte: Dennehy et al
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1997-2005
O que podem ser difererenças
significativas?
Fonte: Dennehy et al
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Índice interno da consistência de um
bioensaio ao longo do tempo;
Frequentemente não refletem de forma
signficativa a resposta básica de populações
de campo.
Adaptadas ao laboratório
Altamente endomogâmicas
Qual o propósito de uma população
suscetível de referência?
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Comparações devem ocorrer com a linha
básica de suscetibilidade
Concentração da proteína de Bt
Mortalidade
0%
100%
faixa
Não com a população suscetível de laboratório
> Típica população
de laboratório
> População ideal
para comparação
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Concentrações significativas para
monitoramento
Mortalidade
0%
100%
Possível
Resistente
Seleção de concentrações diagnósticas baseadas na variação
das linhas básicas
faixa
Concentração da proteína de Bt
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O bioensaio reflete o encontro e a exposição da
praga à proteína de Bt no campo? Modo de exposição – incorporação em dieta e contaminação
superficial
Dose da proteína
Estágio do inseto que é efetivamente exposto
Duração da exposição
Critério de mortalidade: mortalide (CL50), redução no acúmulo de
biomassa (CE50) ou capacidade de mudar de instar (CIM50)
O que é um bioensaio significativo?
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O que representa uma inibição de
desenvolvimento larval deste nível?
0,6 mg 4,2 mg
0,1 mg
Redução em acúmulo de biomassa= 97,62%
Larva considerada “viva” em um bioensaio de 7 dias de duração
Larva controle
Larva controle
4,2 mg
Larva considerada “viva” em um bioensaio de 7 dias de duração
Redução em acúmulo de biomassa= 85,71%
O que é um bioensaio significativo?
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Neonata L1 L2 L3 L4 Pré pupa
Lagarta L4 em copo plástico
contendo dieta artificial
O que é um bioensaio significativo?
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Neonata L1 L2 L3 L4 Pré pupa
Lagarta L4 em copo plástico
contendo dieta artificial
O que é um bioensaio significativo?
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Goiás
Minas Gerais
São Paulo
Bahia Mato Grosso
Mato Grosso do Sul
Paraná
Rio Grande do Sul
•Definição das pragas alvo do monitoramento
•Estabelecimento dos pontos de coleta de populações
Relevância regional da cultura Bt
Fatores que incremental o risco para resistência
• Laboratórios de referência (?)
Laboratórios públicos
Laboratórios privados
Implementando um Programa de
Monitoramento - Laboratório
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Laboratório de Referência
Procedimentos de coleta de populações no campo
Implementando um Programa de
Monitoramento - Laboratório
Transporte
Foto: ESALQ/USP – Dr. Celso Omoto
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Implementando um Programa de
Monitoramento - Laboratório
•Definição dos parâmetos e do bioensaio, por exemplo:
Fonte da proteína de Bt
Critério de mortalidade
Duração da exposição
•Treinamento
Execusão do bioensaio
Análise estatística
Interpretação dos resultados
Foto: ESALQ/USP – Dr. Celso Omoto
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Milho Bt
Milho convencional
Implementando um programa de
monitoramento - Campo
Milho convencional
Milho Bt
Parcelas “sentinela”
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Conclusões
• Em um Programa de Monitoramento é necessário inicialmente
conceitar a resistência, utilizando critérios científicos;
• O monitoramento deve compreender trabalhos de laboratório (Ex:
proteínas purifcadas ou fontes compatíveis) e o monitoramento no
campo;
• As pragas alvo do Programa de Monitoramento, bem como os
parâmetros de bioensaio devem ser otimizados e embasados na
literatura intenaiconal;
• O trabalho consistente de Monitoramento em um laboratório de
referência depende de uma trabalho robusto de linha básica (mínimo
de 2 anos antes da introdução de uma nova tecnologia);
• Deve-se estabelecer o fluxo de trabalho para se responder a
possiveis casos de resistência
