Uso sostenible del maíz BToptimización del manejo de la resistencia en noctuidos plaga

Resumen

El maíz Bt MON810 que expresa la toxina Cry1Ab es el único maíz modificado genéticamente que se cultiva en la Unión Europea (UE). Este maíz controla eficazmente a la plaga diana Sesamia nonagrioides y también es efectivo frente a la plaga secundaria Mythimna unipuncta, ambos noctuidos. El maíz Bt está especialmente extendido en el Valle del Ebro, considerado el único hotspot para el desarrollo de resistencia en la UE. La estrategia dosis alta/refugio (HDR) aplicada en esta área es el método más efectivo de manejo de la resistencia de insectos (IRM) para retrasar el desarrollo de resistencia. Esta tesis ha estudiado varios factores asociados a la evolución de resistencia al maíz Bt, con el objetivo de optimizar las estrategias de IRM en noctuidos plaga. En la UE se realiza un seguimiento anual de la resistencia para detectar cambios en la susceptibilidad a la toxina Cry1Ab en poblaciones de S. nonagrioides de distintas zonas del Valle del Ebro. Hemos observado una baja variación inter- e intrapoblacional en la susceptibilidad a la toxina, lo que indica que actualmente no hay zonas con mayor riesgo de evolución de resistencia, y por tanto no existen razones para centrar el seguimiento en puntos concretos de esta área. La susceptibilidad de M. unipuncta a esta toxina fue baja y similar en poblaciones de Galicia, donde nunca se ha sembrado maíz Bt, y del Valle del Ebro, indicando que en este último la exposición a la toxina ha sido baja. Esto, unido al alto potencial para desarrollar resistencia a maíz Bt observado, sugiere que M. unipuncta no debería ser omitida en los planes de seguimiento del maíz Bt en España. El modelo de evolución de resistencia de S. nonagrioides en el Valle del Ebro se ha actualizado con datos más precisos de variables que afectan al desarrollo de resistencia. Primero, el estudio de varios huéspedes alternativos potenciales mostró que este noctuido solo completa su ciclo en arroz y sorgo cultivado y silvestre, pero su ¿performance¿ en estos huéspedes es peor que en el maíz, indicando que no servirían como refugios no estructurados de maíz Bt. Segundo, la fecundidad registrada en plantas de maíz en estadío R4 fue menor que en plantas más jóvenes en VT. Estos estados se corresponden con los experimentados por la 2ª y 3ª generación de la plaga en el Valle del Ebro. Los resultados sugieren que la edad del maíz influye de modo determinante en la oviposición de este noctuido. Tercero, la frecuencia de alelos de resistencia aumentó ligeramente en el Valle del Ebro entre 2005 y 2016, al ritmo previsto por el modelo de evolución de resistencia, aunque la frecuencia en 2016 (0.0036) triplica el valor recomendado para que la estrategia HDR funcione. El modelo actualizado predice que el maíz Bt tendrá fallos de control de la plaga en esta área en 2047. Es importante destacar que es la primera vez que se detecta un alelo de resistencia al maíz Bt en la UE. Establecer la base genética de la resistencia en distintas poblaciones es clave para entender el origen de la resistencia y cómo afecta a los planes de IRM. Nuestros resultados muestran que la resistencia al maíz Cry1F se hereda de modo similar en dos poblaciones de Spodoptera frugiperda de Puerto Rico y Florida, y que ambas comparten un locus de resistencia. Sin embargo, la resistencia probablemente tenga un origen distinto en estas poblaciones, lo cual indicaría un alto potencial de S. frugiperda para desarrollar resistencia a toxinas Bt. Esta información es vital para una estrategia de IRM de la plaga, cuya reciente expansión por África suscita preocupación en la UE. En resumen, esta tesis proporciona información novedosa en los temas mencionados anteriormente que podría ayudar a optimizar los planes de IRM existentes que conciernen a distintas plagas de noctuidos del maíz, y, al mismo tiempo, podrían contribuir a la definición de protocolos de seguimiento de la resistencia más precisos por parte de las autoridades competentes de la UE.