EFECTOS SUBLETALES DE Bacillus thuringiensis (BERLINER) EN Spodoptera frugiperda (J. E. SMITH) Y Helicoverpa zea (BODDIE)

Abstract

El gusano cogollero Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) y el gusano elotero Helicoverpa zea (Boddie) (Lepidoptera: Noctuidae) son plagas importantes en cultivos frutícolas, hortícolas, forestales y ornamentales; estas especies se controlan principalmente con insecticidas químicos de diferentes grupos toxicológicos. En la actualidad existen alternativas para el control de estas plagas, las cuales no afectan al medio ambiente, tal es el caso de la bacteria Bacillus thuringiensis kurstaki (Btk) que ha sido ampliamente usada para el control de varias especies de insectos lepidópteros. El objetivo de este trabajo fue evaluar en condiciones de laboratorio los efectos subletales de las proteínas Cry2Ab y Cry1Ac de B. thuringuiensis en S. frugiperda y H. zea desde larvas recién nacidas (neonatas) hasta el estado adulto; y en el caso particular de gusano cogollero, se evaluaron los efectos subletales desde larvas neonatas de la primera generación (F0) hasta larvas neonatas de la segunda generación (F1). Los bioensayos consistieron en alimentar con dieta contaminada de diferentes concentraciones de las toxinas Cry2Ab y Cry1Ac a larvas de gusano cogollero y gusano elotero. Las concentraciones de la toxina Cry2Ab usadas en gusano cogollero fueron: 0.001, 0.01, 0.1, 1, 5 μg mL-1 y un testigo absoluto; en el caso de la toxina Cry1Ac fueron: 0.001, 0.01, 0.1, 1, 10, 50 μg mL-1 y un testigo absoluto. Para el gusano elotero, las concentraciones de las dos proteínas fueron: 0.001, 0.01, 0.1, 1, 5 μg mL-1 y un testigo absoluto. Los bioensayos se realizaron con base al diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones. Por otra parte, con la finalidad de reproducir los resultados de los primeros biensayos a manera de confirmación, también se realizaron bioensayos con cada proteína donde sólo se evaluaron dos concentraciones (0.01 y 1 μg mL-1) y el testigo. En general, los resultados indicaron que la mortalidad de las larvas, pupas y adultos se incrementaron al aumentar las concentraciones de las proteínas, y el incremento también se dio a través del tiempo, se prolongó el tiempo del ciclo de vida de los insectos para alcanzar los estados de pupa y adulto; se redujo el peso de las larvas, pupas y adultos, también se redujo el número de individuos que se desarrollaron al estado adulto de ambas especies. En los bioensayos con S. frugiperda, con la concentración de 5 μg mL-1 de la Cry2Ab, a los 24 días se registró el 62.5% de mortalidad y con la Cry1Ac (50 μg mL-1), la mortalidad fue del 70%. Para Cry2Ab, sólo el 11.3% de las larvas se desarrollaron hasta el estado adulto, los cuales, se retrasaron 4.8 días respecto al testigo y su peso promedio fue de 12.5 mg menos que los adultos del testigo, mientras que con Cry1Ac sólo el 3.3% de las larvas se desarrollaron hasta el estado adulto, con 5.1 días de retraso respecto al testigo y el peso promedio de éstos adultos fueron 16.9 mg (37.5 mg menos que el testigo). En los bioensayos con gusano elotero H. zea, con la concentración de 5 μg mL-1 de la Cry2Ab, que fue la concentración más alta para las dos toxinas, a los 27 días, la mortalidad fue del 87.1%, y con la Cry1Ac, la mortalidad fue del 90.8%. El porcentaje de larvas que se desarrollaron al estado adulto fue muy bajo, se prolongó el tiempo de su desarrollo y el peso fue muy bajo. Para la toxina Cry2Ab, en la concentración más alta 5 μg mL-1, sólo el 1.3% de las larvas se desarrollaron hasta el estado adulto, los cuales, se retrasaron 9 días respecto al testigo y su peso promedio fue de 55.7 mg menos que los adultos del testigo, en el caso de la toxina Cry1Ac, en el testigo, el 62.0% de las larvas se desarrollaron al estado de pupa; de los cuales, el 56.7% alcanzaron el estado de adulto. Con la concentración de 5 μg mL-1, sólo el 2.7% de las larvas alcanzaron el estado de pupa (59.3% menos que el testigo) y 0% se desarrollaron al estado adulto. Al evaluar los efectos subletales de Bt en larvas F1 de S. frugiperda, éstas mostraron el mismo comportamiento, ya que el porcentaje de mortalidad se incrementó al aumentar las concentraciones; por otra parte, también se prolongó el tiempo para alcanzar los estados de pupa, adulto, huevo y larvas neonatas de la F1, a medida que se incrementaron las concentraciones de las proteínas. El número de huevos y larvas de la F1 disminuyeron al aumentar la concentración, tal es el caso de las larvas alimentadas con la concentración más alta de la proteína Cry2Ab, donde las hembras sólo ovipositaron en promedio 161 huevos·hembra-1 y de ellos eclosionaron 117 larvas, mientras que en los testigos, las hembras ovipossitaron 772 huevos·hembra-1 en promedio y de ellos emergieron 766 larvas. Lo mismo ocurrió con larvas alimentadas con la concentración más alta de la proteína Cry1Ac, las hembras sólo ovipositaron en promedio 1.4 huevos, de los cuales no hubo emergencia de larvas y en los testigos las hembras ovipositaron en promedio 629 huevos y emergieron 605 larvas. Los resultados de estas investigaciones indican que las diferentes concentraciones subletales de B. thuringiensis afectaron en diferente grado el desarrollo de cada uno de los estados biológicos de las especies estudiadas y que finalmente también contribuyen a reducir las densidades poblacionales del gusano cogollero y del gusano elotero.