Resistência de híbridos de milho convencionais e isogênicos

INSTITUTO AGRONÔMICO
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA
TROPICAL E SUBTROPICAL
RESISTÊNCIA DE HÍBRIDOS DE MILHO
CONVENCIONAIS E ISOGÊNICOS TRANSGÊNICOS
A Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (LEPIDOPTERA:
NOCTUIDAE)
ANDREA ROCHA ALMEIDA DE MORAES
Orientador: André Luiz Lourenção
Coorientadora: Maria Elisa Ayres Guidetti Zagatto Paterniani
Tese submetida como requisito parcial
para obtenção do grau de Doutora em
Agricultura Tropical e Subtropical, Área
de Concentração em Tecnologia da
Produção Agrícola.
Campinas, SP
Julho 2014
Ficha elaborada pela bibliotecária do Núcleo de Informação e Documentação do
Instituto Agronômico
M827r Moraes, Andrea Rocha Almeida de
Resistência de híbridos de milho convencionais e isogênicos
transgênicos a Spodoptera frugiperda (J. E. Smith)
(Lepidoptera: Noctuidae) / Andrea Rocha Almeida de Moraes.
Campinas, 2014. 108 fls.
Orientador: André Luiz Lourenção
Coorientadora: Maria Elisa Ayres Guidetti Zagatto Paterniani
Tese (Doutorado) Agricultura Tropical e Subtropical – Instituto
Agronômico
1. Milho 2. Lagarta-do-cartucho 3.Resistência de plantas
I. Lourenção, André Luiz II. Paterniani, Maria Elisa Ayres Guidetti
Zagatto III. Título
CDD. 633.15
i
A meu pai Sérgio, meus irmãos Alexandre e Guilherme e,
minha avó Edith, por me apoiarem, auxiliarem e incentivarem
em todos os momentos de minha vida...
DEDICO.
À minha mãe Selma (in memoriam), cujo amor,
fé, alegria, educação e ensinamentos a mim
dedicados, guardo sempre no fundo do coração...
OFEREÇO.
ii
AGRADECIMENTOS
Ao Dr. André Luiz Lourenção, pela orientação, amizade, incentivo, auxílio e disponibilidade
durante todos esses anos.
À Dra. Maria Elisa Ayres Guidetti Zagatto Paterniani, pela coorientação, amizade,
contribuição científica, estímulo, auxílio e orientação na condução da pesquisa.
Às companheiras do Centro de Grãos e Fibras do IAC, Paula, Sara, Cristiane e Renata, pelo
auxílio e colaboração na condução e coleta de dados em Campinas. Muito obrigada pela
amizade, pelo companheirismo e pelo apoio.
Ao Dr. Paulo Boller Gallo e Ronaldo Silva, pela colaboração na condução e coleta de dados
em Mococa.
Ao Dr. José Djair Vendramim, pelo apoio, orientação e auxílio na condução da
experimentação no laboratório do Departamento de Entomologia e Acarologia da
ESALQ/USP.
À Dra. Marinéia de Lara Haddad, pelo apoio relativo às análises estatísticas.
Ao Departamento de Entomologia e Acarologia da ESALQ/USP, por ter disponibilizado casa
de vegetação e laboratório para a realização desta tese.
Ao Instituto Agronômico (IAC), ao Centro de Grãos e Fibras (CEGRAFI) e ao Programa de
Pós-Graduação em Agricultura Tropical e Sub-Tropical, pela oportunidade concedida para
que este trabalho fosse realizado.
Às funcionárias da Pós-Graduação do IAC, pelo auxílio e amizade no decorrer do curso.
iii
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS..................................................................................
LISTA DE FIGURAS...................................................................................
RESUMO.......................................................................................................
ABSTRACT..................................................................................................
1 INTRODUÇÃO..........................................................................................
2 REVISÃO DE LITERATURA..................................................................
2.1 A Cultura do Milho..................................................................................
2.2 Importância de Spodoptera frugiperda....................................................
2.3 Biologia de Spodoptera frugiperda.........................................................
2.4 Danos Ocasionados por Spodoptera frugiperda......................................
2.4.1 Milho convencional..............................................................................
2.4.2 Milho transgênico.................................................................................
2.5 Resistência de Plantas a Insetos...............................................................
2.5.1 Resistência de milho convencional a Spodoptera frugiperda..............
2.5.2 Resistência de milho transgênico a Spodoptera frugiperda.................
2.6 Genética da Resistência de Plantas a Insetos...........................................
2.6.1 Resistência de pragas a toxinas Bt........................................................
2.6.2 Manejo da resistência...........................................................................
3 MATERIAL E MÉTODOS........................................................................
3.1 Experimento em Campo..........................................................................
3.1.1 Locais dos experimentos......................................................................
3.1.2 Material vegetal....................................................................................
3.1.3 Delineamento experimental..................................................................
3.1.4 Avaliação dos danos ocasionados por Spodoptera frugiperda.............
3.1.5 Avaliações complementares.................................................................
3.2 Experimento em Laboratório...................................................................
3.2.1 Material vegetal....................................................................................
3.2.2 Experimento de antibiose.....................................................................
3.2.2.1 Obtenção das lagartas........................................................................
3.2.2.2 Cultivo das plantas.............................................................................
3.2.2.3 Instalação e condução do experimento..............................................
3.3 Análise dos Dados...................................................................................
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................
4.1 Experimentação em Campo.....................................................................
4.2 Experimentação em Laboratório.............................................................
5 CONCLUSÕES .........................................................................................
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................
v
viii
ix
xi
1
3
3
7
9
13
13
16
18
21
23
31
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39
39
39
39
40
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45
46
46
46
46
47
48
50
51
51
79
89
90
iv
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 -
Tabela 2 Tabela 3 -
Tabela 4 -
Tabela 5 -
Tabela 6 -
Tabela 7 -
Tabela 8 -
Tabela 9 -
Tabela 10 -
Tabela 11 -
Híbridos de milho, ciclo, uso, evento, marca e toxina Bt utilizados
nos experimentos em campo para avaliação da resistência a
Spodoptera frugiperda.......................................................................
41
Escala de notas de danos causados por Spodoptera frugiperda em
plantas de milho.................................................................................
43
Quadrados médios da análise de variância conjunta para notas de
danos de lagarta em quatro avaliações durante o ciclo vegetativo do
milho, referentes a dez híbridos simples de milho, em Campinas e
Mococa, na safra de 2010/2011.........................................................
52
Média de notas de danos de ataque de Spodoptera frugiperda, em
quatro épocas de avaliação, em híbridos de milho convencionais e
transgênicos, nas safras de verão de 2010/2011, em Campinas e
Mococa..............................................................................................
53
Quadrados médios da análise de variância conjunta para altura de
planta (AP), altura de espiga (AE), largura de folha (LF) e número
de fileira de grãos na espiga (NF), referentes a dez híbridos simples
de milho, em Campinas e Mococa, na safra de 2010/2011...............
57
Quadrados médios da análise de variância conjunta para
comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), massa de
100 grãos (M100), comprimento de folha (CF) e produtividade de
grãos (PG), referentes a dez híbridos simples de milho, em
Campinas e Mococa, na safra de 2010/2011.....................................
58
Média de dez híbridos de milho para altura de planta (AP), altura
de espiga (AE), largura de folha (FL) e número de fileiras de grãos
na espiga (NF), em Campinas e Mococa, na safra de verão de
2010/2011..........................................................................................
59
Média de dez híbridos de milho para comprimento de espiga (CE),
diâmetro de espiga (DE) e massa de 100 grãos (M100), em
Campinas e Mococa, na safra de verão de 2010/2011......................
60
Quadrados médios da análise de variância individual para
comprimento de folha (CF) e produtividade de grãos (PG),
referentes a dez híbridos simples de milho, em Campinas e
Mococa, na safra de 2010/2011.........................................................
61
Média de dez híbridos de milho para comprimento de folha (CF) e
produtividade de grãos (PG), em Campinas e Mococa, na safra de
verão de 2010/2011...........................................................................
62
Valores do teste t dos contrastes ortogonais entre as médias das
variáveis: altura de planta (AP), altura de espiga (AE),
comprimento da folha (CF), largura da folha (LF), comprimento de
espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), número de fileira de grãos
na espiga (NF), produtividade de grãos (PG) e massa de 100 grãos
(M100), dos híbridos de milho convencionais e seus isogênicos
transgênicos, da safra de 2010/2011..................................................
64
v
Tabela 12 -
Tabela 13 -
Tabela 14 -
Tabela 15 -
Tabela 16 -
Tabela 17 -
Tabela 18 -
Tabela 19 -
Tabela 20 -
Tabela 21 -
Tabela 22 -
Quadrados médios da análise de variância conjunta para notas de
danos de lagarta, em quatro avaliações, durante o ciclo vegetativo
do milho, em Campinas e Mococa, na safra de 2011/2012...............
66
Média de notas de danos de ataque de Spodoptera frugiperda, em
quatro épocas de avaliação, em híbridos de milho convencionais e
transgênicos, nas safras de verão de 2011/2012, em Campinas e
Mococa..............................................................................................
67
Quadrados médios da análise de variância conjunta para altura de
planta (AP), altura de espiga (AE), comprimento de folha (CF),
comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE) e
produtividade de grãos (PG), referentes a dez híbridos simples de
milho, das localidades de Campinas e Mococa, na safra de
2011/2012..........................................................................................
69
Quadrados médios da análise de variância individual para altura de
plantas (AP), altura de espiga (AE) e comprimento de folha (CF),
referentes a dez híbridos simples de milho, em Campinas e
Mococa, na safra de 2011/2012.........................................................
70
Quadrados médios da análise de variância individual para
comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE) e
produtividade de grãos (PG), referentes a dez híbridos simples de
milho, em Campinas e Mococa, na safra de 2011/2012....................
70
Média de dez híbridos de milho para altura de planta (AP) e altura
de espiga (AE), em Campinas e Mococa, na safra de verão de
2011/2012..........................................................................................
71
Média de dez híbridos de milho para comprimento de espiga (CE)
e diâmetro de espiga (DE), em Campinas e Mococa, na safra de
verão de 2011/2012...........................................................................
72
Média de dez híbridos de milho para comprimento de folha (CF) e
produtividade de grãos (PG), em Campinas e Mococa, na safra de
verão de 2011/2012...........................................................................
73
Quadrados médios da análise de variância conjunta para largura de
folha (LF), número de fileira de grãos na espiga (NF) e massa de
100 grãos (M100), referentes a dez híbridos simples de milho, em
Campinas e Mococa, na safra 2011/2012..........................................
75
Média de dez híbridos de milho para largura de folha (LF), número
de fileiras de grãos na espiga (NF) e massa de 100 grãos (M100),
em Campinas e Mococa, na safra de 2011/2012...............................
76
Valores do teste t dos contrastes ortogonais entre as médias das
variáveis: altura de planta (AP), altura de espiga (AE),
comprimento da folha (CF), largura da folha (LF), comprimento de
espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), número de fileira de grãos
na espiga (NF), produtividade de grãos (PG) e massa de 100 grãos
(M100), dos híbridos convencionais e seus isogênicos transgênicos,
da safra de 2011/2012........................................................................
77
vi
Tabela 23 -
Tabela 24 Tabela 25 Tabela 26 Tabela 27 Tabela 28 Tabela 29 -
Análise de variância da biomassa de Spodoptera frugiperda
alimentadas durante quatro dias, com seis híbridos de milho...........
79
Biomassa média de Spodoptera frugiperda alimentadas durante
quatro dias com seis híbridos de milho.............................................
80
Análise de variância para biomassa de Spodoptera frugiperda,
alimentadas durante nove dias com três híbridos de milho...............
82
Média da biomassa de Spodoptera frugiperda alimentadas durante
nove dias com três híbridos de milho................................................
82
Análise de variância para comprimento de Spodoptera frugiperda,
alimentadas durante nove dias, com três híbridos de milho..............
84
Comprimento médio de Spodoptera frugiperda, alimentadas
durante nove dias com três híbridos de milho...................................
85
Análise de variância para porcentagem de mortalidade de
Spodoptera frugiperda, alimentadas durante nove dias com três
híbridos de milho...............................................................................
86
vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 -
Áreas com plantio e produção de milho no Brasil................................
6
Figura 2 -
Ciclo biológico de Spodoptera frugiperda............................................
10
Figura 3 -
Mecanismo de ação de Bacillus thuringiensis......................................
25
Figura 4 -
Opções de configurações de área de refúgio.........................................
36
Figura 5 -
Área experimental para avaliação de danos de Spodoptera
frugiperda, em Campinas, SP, na safra de verão de 2010/2011...........
42
Área experimental para avaliação de danos de Spodoptera
frugiperda, em Mococa, SP, na safra de verão de 2010/2011..............
42
Escala visual de nota de danos ocasionada por Spodoptera
frugiperda..............................................................................................
44
Lagartas recém-eclodidas criadas em dieta artificial do Laboratório
de Biologia de Insetos da ESALQ/USP................................................
47
Figura 9 -
Híbridos de milho cultivados em vasos em casa de vegetação............
48
Figura 10 -
Tratamentos contendo folha de híbridos de milho e lagartas recémeclodidas................................................................................................
49
Figura 11 -
Disposição das unidades experimentais em laboratório.......................
49
Figura 12 -
Notas de danos ocasionados por Spodoptera frugiperda em quatro
épocas de avaliação, em Campinas e Mococa, na safra 2010/2011......
54
Folha de milho Bt (1) e não Bt (2) atacadas por Spodoptera
frugiperda.............................................................................................
54
Notas de danos ocasionados por Spodoptera frugiperda em quatro
épocas de avaliação, em Campinas e Mococa, na safra 2011/2012......
68
Biomassa de Spodoptera frugiperda alimentadas durante quatro dias
com diferentes híbridos de milho..........................................................
80
Biomassa de Spodoptera frugiperda alimentada durante nove dias
com diferentes híbridos de milho..........................................................
83
Diferença de tamanho entre lagartas alimentadas com milho
transgênico Bt (esquerda) e milho convencional (direita), aos nove
dias de experimentação.........................................................................
84
Comprimento de Spodoptera frugiperda alimentada durante nove
dias, com diferentes híbridos de milho.................................................
85
Mortalidade (%) de Spodoptera frugiperda durante o tempo,
alimentada com folhas de híbridos de milho Bt e não Bt, em
laboratório............................................................................................
87
Figura 6 Figura 7 Figura 8 -
Figura 13 Figura 14 Figura 15 Figura 16 Figura 17 -
Figura 18 Figura 19 -
viii
Resistência de híbridos de milho convencionais e isogênicos transgênicos a Spodoptera
frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae)
RESUMO
O uso de plantas geneticamente modificadas com gene Bt é uma alternativa para o controle de
lepidópteros-praga, tática que elimina grande parte dos inconvenientes advindos da utilização
de inseticidas. Em condições de campo é possível encontrar respostas diferenciadas em
relação ao controle da Spodoptera frugiperda com a utilização de diferentes eventos Bt, pois
dentro do mesmo grupo de insetos, a atividade de cada toxina Bt é diferenciada. Portanto, a
eficácia e a expressão da resistência na planta são complexas e podem ser influenciadas por
fatores bióticos e abióticos. O objetivo do estudo foi avaliar a infestação de Spodoptera
frugiperda (J. E. Smith) em híbridos de milho convencionais e seus isogênicos transgênicos e
seus efeitos em características agronômicas em campo, bem como comparar a resistência dos
genótipos transgênicos com os convencionais, em teste de antibiose, em laboratório. Os
experimentos em campo foram realizados em Campinas e Mococa, SP, nas safras de
2010/2011 e 2011/2012, em delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro
repetições, avaliando-se cinco híbridos de milho na versão convencional e sete transgênicos.
Para a avaliação dos danos ocasionados por S. frugiperda, foi verificada a intensidade dos
danos foliares através de escala visual de notas, com variação entre 0 e 9. Em campo, também
se verificou a altura da planta e da espiga, comprimento e largura da folha, comprimento e
diâmetro de espigas, número de fileiras de grãos na espiga, produtividade de grãos e massa de
100 grãos. Os ensaios em laboratório para estudo de antibiose em S. frugiperda foram
conduzidos no Laboratório de Biologia de Insetos da Escola Superior de Agricultura “Luiz de
Queiroz” (ESALQ/USP), em Piracicaba, SP, em delineamento inteiramente casualizado, com
60 repetições, onde se avaliaram os parâmetros biomassa das lagartas aos quatro e nove dias,
viabilidade da fase larval e o comprimento das lagartas aos nove dias, em quatro híbridos
transgênicos e dois híbridos convencionais de milho. Em campo, verificaram-se desempenhos
diferentes entre os híbridos em relação ao ataque de S. frugiperda. Híbridos convencionais
DAS2B710, DKB390 e P30F35 foram os mais danificados por S. frugiperda. Híbridos
convencionais Maximus e Impacto sofrem menos danos foliares ocasionados por S.
frugiperda do que demais híbridos convencionais, indicando apresentar presença de
resistência do tipo antixenose alimentar. Híbridos convencionais Maximus e Impacto
apresentam produtividade de grãos semelhante aos híbridos transgênicos sob infestação de S.
ix
frugiperda, em condições de campo. A maioria dos híbridos convencionais não difere em
produtividade de grãos de pelo menos uma de suas versões isogênicas transgênicas. Mesmo
híbridos de milho com eventos Bt diferentes podem apresentar desempenhos produtivos
diferentes em condições de campo. Em condições de laboratório, o híbrido Impacto Viptera
induz alta mortalidade de lagartas de 1º ínstar após 24 horas de alimentação em suas folhas,
em comparação com os híbridos transgênicos P30F35 YG, DAS2B710 HX e DKB390 PRO,
evidenciando alta eficiência dessa tecnologia na redução da sobrevivência da lagarta-docartucho. A biomassa e o comprimento de lagartas de S. frugiperda desenvolvidas em milho
com tecnologia Bt são menores do que aquelas desenvolvidas em milho não Bt.
Palavras chave: Zea mays L., lagarta-do-cartucho, resistência de plantas.
x
Resistance of conventional hybrid maize and isogenic transgenic to Spodoptera
frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae)
ABSTRACT
The use of genetically modified plants with Bt gene is an alternative for the control of
lepidopteran maize pests, tactics that eliminates a great part of the disadvantages arising from
the use of insecticides. In field conditions it is possible to find different responses in relation
to the control of Spodoptera frugiperda using different events Bt, because within the same
group of insects, the activity of each Bt toxin is differentiated. Therefore, the effectiveness
and the expression of resistance in the plant are complex and can be influenced by biotic and
abiotic factors. The objective of the study was to evaluate the infestation of Spodoptera
frugiperda (J. E. Smith) in conventional mayze hybrids and their isogenic transgenic and their
effects on agronomic traits in field and compare the resistance of transgenic genotypes with
conventional test of antibiosis, in laboratory conditions. The field experiments were
conducted in Campinas and Mococa, SP, in 2010/2011 and 2011/2012, in experimental
design of randomized complete blocks, with four replications, being evaluated five hybrids of
maize in conventional version and seven in transgenic version. To assess the damage caused
by S. frugiperda, was verified the intensity of foliar damage caused by the pest through visual
scale of notes, ranging from 0 and 9. In the field, it was also: plant and ear height, length and
width of the sheet, length and diameter of husked ears, number of kernel rows in the ear, grain
yield and weight of 100 grains. The tests in the laboratory to study antibiosis in S. frugiperda
were conducted in the Laboratory of Biology of insects in College of Agriculture "Luiz de
Queiroz" (ESALQ/USP), in Piracicaba, SP, in a completely randomized design, with 60
repetitions, which we assessed the biological parameters biomass of larvae at four and nine
days, viability of the larvae and the length of the caterpillars to nine days in four transgenic
hybrids and two conventional corn hybrids. In the field, there were differences in performance
between hybrids in relation to the attack of S. frugiperda. Conventional hybrid DAS2B710,
DKB390 and P30F35 were the most damaged by S. frugiperda. The conventional hybrid
Maximus and Impact suffer less foliar damage caused by S. frugiperda than other
conventional hybrids, indicating presence of resistance of antixenosis type food. Conventional
hybrid Maximus and Impact feature grain yield similar to transgenic hybrids under infestation
of S. frugiperda, in field conditions. The majority of conventional hybrid does not differ in
grain yield of at least one of its versions isogenic transgenic. Even maize hybrid with different
xi
Bt events may behave different productive in field conditions. Under laboratory conditions,
the hybrid Impact Viptera induces high larval mortality of larvae of first ínstar after 24 hours
of power in its leaves, in comparison with the hybrid transgenic P30F35 YG, DAS2B710 HX
and DKB390 PRO, showing high efficiency of this technology in reducing the survival of fall
armyworm. The biomass and the length of S. frugiperda fed with Bt maize are smaller than
the larvae developed in non-Bt maize.
Key Words: Zea mays L., fall armyworm; host plant resistance.
xii
1 INTRODUÇÃO
O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de milho, ocupando a terceira posição
com 72 milhões de toneladas na safra de 2013, sendo superado apenas pelos Estados Unidos e
China, com 350 e 211 milhões de toneladas, respectivamente (AGRIANUAL, 2014).
O milho no Brasil é cultivado em todo o território nacional e praticamente o ano todo,
com a divisão da produção em duas épocas de plantio, o plantio de verão, ou primeira safra, e
o plantio na segunda safra, ou safrinha. A maior parte da produção brasileira (91% da
produção) concentra-se nas regiões Centro-Sul, onde o Sul contribui com 34% da produção, o
Sudeste com 17% e o Centro-Oeste com 40% (AGRIANUAL, 2014).
A produção nacional em 2013, somadas as duas safras, foi 13,2% maior que a obtida
em 2012. Em termos absolutos, esse acréscimo foi de 9,4 mil toneladas com incremento na
área colhida de 7,7%. A safra recorde de milho de 2013 foi estimulada por bons preços
praticados desde a tomada de decisão para o plantio da primeira safra do produto, continuando
o incentivo no segundo período de plantio, aliado às boas condições climáticas ocorridas nas
principais regiões produtoras. Em 2013, o Mato Grosso foi o maior produtor nacional de
milho, participando com 25% do total produzido no Brasil (soma das duas safras), superando
o Paraná, que atualmente ocupa a segunda posição (22% da produção) (IBGE, 2013).
Apesar de sua expressiva importância para o uso industrial, um dos fatores que podem
comprometer o rendimento e a qualidade da produção de milho é a incidência de pragas.
Spodoptera frugiperda (J. E. Smith), pertence à ordem Lepidoptera, família Noctuidae, é uma
das mais importantes pragas da cultura do milho no Brasil. Alimenta-se da planta em todas
suas fases de crescimento, mas tem preferência por cartuchos de plantas jovens, podendo
causar perdas significativas à produção, se não controlada (CRUZ, 1995). Essa praga
oviposita preferencialmente nas folhas, principalmente na face adaxial (BESERRA et al.,
2002), porém, o sucesso das lagartas em completarem seu ciclo está submetido, entre outros
fatores, à restrição de nicho de alimentação e proteção (cartucho) permitindo o
desenvolvimento, normalmente, de apenas uma ou poucas lagartas por cartucho na planta de
milho (BARROS, 2009).
Segundo GALLO et al. (2002), S. frugiperda pode reduzir, através da destruição das
folhas, a produção de milho em até 20%, sendo o período crítico de seu ataque mais próximo
do florescimento.
1
O controle de S. frugiperda pode ser considerado um desafio, apesar dos inúmeros
estudos já realizados com os mais diversos métodos de controle. Nas últimas décadas a
engenharia genética possibilitou, com a técnica do DNA recombinante, importantes avanços
no melhoramento genético de várias culturas, devido à combinação de genes entre diferentes
espécies de organismos, obtendo-se assim, plantas geneticamente modificadas com alto
padrão de resistência a algumas espécies de lepidópteros-praga (Bt) (ARMSTRONG et al.,
1995; WALKER et al., 1997), como a S. frugiperda (BUNTIN et al., 2001; HUANG et al.,
2002).
Essas lagartas, ao se alimentarem do tecido foliar do milho geneticamente modificado,
ingerem essa toxina Bt, que atua nas células epiteliais do tubo digestivo dos insetos. A toxina
promove a ruptura osmótica dessas células, determinando a morte dos insetos, antes que os
mesmos consigam causar danos à cultura (GILL, 1995; MEYERS et al., 1997).
A tecnologia do milho transgênico foi lançada comercialmente nos EUA em 1996,
sendo nos anos seguintes, utilizada também no Canadá, Argentina, África do Sul, Espanha e
França (JAMES, 2000). Já no Brasil a liberação do primeiro evento de milho Zea mays L.
resistente a insetos expressando a proteína Cry1Ab de Bt (YieldGard®) ocorreu em 2007.
Segundo o relatório anual da International Service for the Acquisition of Agri-Biothec
Applications (ISAAA), o Brasil é o segundo maior produtor de transgênicos no mundo, com
40,3 milhões de hectares plantados; à frente da Argentina (com 24,4 milhões) e atrás dos EUA
(com 70,2 milhões). O aumento da área plantada com transgênicos no país em relação a 2012
foi de 10%. Com relação a cultura da soja, 92% da área de plantio já apresenta eventos
transgênicos; para a cultura do milho, a área plantada com transgênicos já é de 90% e, para o
algodão, 47% (ISAAA, 2013).
De acordo com MENDES & WAQUIL (2009), é possível que o produtor encontre em
condições de campo respostas diferenciadas em relação ao controle da lagarta-do-cartucho
com a utilização de eventos diferentes. Dentro do mesmo grupo de insetos, a atividade de
cada toxina é diferenciada. As toxinas Cry 1A(b) e Cry 1F têm atividade sobre os
lepidópteros-praga do milho e apresentam alta especificidade a esse grupo, embora estudos
toxicológicos revelem diferenças significativas em nível de toxicidade para cada espécie.
Poucas são as informações relacionadas ao uso da tecnologia Bt e aos eventos
contendo outras toxinas nas condições nacionais, havendo a necessidade de mais estudos em
condições de campo e laboratório para avaliar a eficácia da tecnologia Bt comparada a
híbridos comerciais não Bt (OMOTO et al., 2012).
2
Desse modo, considerando-se a importância de S. frugiperda como praga de milho,
bem como a escassez de estudos desse inseto em milho com diferentes toxinas Bt no Brasil, a
presente pesquisa tem por objetivo avaliar a infestação de S. frugiperda em genótipos de
milho convencional e suas versões isogênicas transgênicas com diferentes eventos Bt e seus
efeitos em características agronômicas em campo, bem como comparar a resistência dos
genótipos transgênicos com os convencionais em laboratório, em testes de antibiose.
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 A Cultura do Milho
O milho (Zea mays L.) é uma espécie diplóide e alógama, pertencente à família
Poaceae (Gramineae), originado aproximadamente de sete a dez mil anos atrás no México e
na América Central. É considerado uma das plantas cultivadas mais antigas e um dos vegetais
superiores
mais
estudados,
possuindo
caracterização
genética
mais
detalhada
comparativamente a outras espécies cultivadas (CAMPOS & CANÉCHIO FILHO, 1987).
Sua descendência tem sido bastante estudada e várias hipóteses foram propostas,
porém as mais consistentes são aquelas que demonstram que o milho descende do teosinte,
que é uma gramínea com várias espigas sem sabugo, que pode cruzar naturalmente com o
milho e produzir descendentes férteis (GALINAT, 1995).
Segundo PATERNIANI & CAMPOS (1999) e PATERNIANI et al. (2000), o milho é
provavelmente originário das Américas, mormente do México, sendo domesticado pelos
povos da América Central, que por seleção desenvolveram inúmeras raças ao longo dos
últimos 8.000 anos. Provavelmente, por ocasião do descobrimento da América, Cristovão
Colombo tenha conhecido o milho e levado sementes desse cereal para a Espanha. A partir
daí, tornou-se parte integrante da dieta dos mais variados povos, incrementando sua
importância econômica.
Estudos arqueológicos fornecem elementos que permitem afirmar que o milho já
existia como cultura, ou seja, em estado de domesticação, há cerca de 4.000 anos e já
apresentava as principais características morfológicas que o definem botanicamente na
atualidade. Logo após a descoberta da América, o milho foi levado para a Espanha, Portugal,
França, e Itália, onde era, a princípio, cultivado em jardins mais como planta exótica e
ornamental. Uma vez reconhecido seu valor alimentar, passou a ser cultivado como planta
3
econômica e difundiu-se para o resto da Europa, Ásia e Norte da África e, hoje em dia é
cultivado praticamente no mundo todo, exceto em regiões que apresentam limitações
climáticas (CAMPOS & CANÉCHIO FILHO, 1987).
Em função de sua composição química e valor nutricional, o milho se destaca como
um dos mais importantes cereais cultivados e consumidos em todo o mundo, tanto para
alimentação humana quanto para alimentação animal. Devido à multiplicidade de seu
emprego nos diversos segmentos da atividade humana, desempenha importante papel
socioeconômico,
além
de
constituir
matéria-prima
nos
diversificados
complexos
agroindustriais (NUSSIO, 1999).
A partir do milho, se obtém centenas de derivados, empregados em várias indústrias,
como: alimentícia e química (amido, dextrina, glicose, óleo, margarina, fermento etc); bebidas
(licores, refrigerantes, vinhos etc); fermentação (enzimas, acetonas e outros); química e
mecânica (fundição de metais, plásticos etc); e rações (utilizado na composição de rações
participando na forma de grãos moídos integralmente, farelo, gérmen, protenose e refinasil)
(CARDOSO et al., 2011).
O abastecimento de milho no mundo é realizado basicamente por três países: Estados
Unidos, Argentina e África do Sul. A principal vantagem desses países é a logística favorável,
decorrente principalmente da ótima estrutura de transporte, proximidade dos portos e dos
compradores. O Brasil eventualmente participa desse mercado, porém, a instabilidade cambial
e a deficiência da estrutura de transporte até os portos têm prejudicado o país na busca de uma
presença mais constante no comércio internacional de milho (AGRIANUAL, 2014; DUARTE
et al., 2008).
Os Estados Unidos são os maiores produtores e consumidores de milho, respondendo
por 36,5% da produção e 31,3% do consumo mundial nos últimos anos (AGRIANUAL,
2014). Nesse país, a maior parte do milho é destinada ao uso animal, porém, a cada ano
aumenta a utilização do cereal para produção do biocombustível etanol. A estimativa é que a
demanda norte-americana de milho para o etanol seja de aproximadamente 40% do total de
milho produzido no país. Na segunda posição está a China, responsável em média nos últimos
cinco anos por 22% da produção mundial e em terceiro lugar o Brasil com 7,5%
(AGRIANUAL, 2014).
Segundo o relatório da USDA - Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, a
produção mundial de milho atingiu 974 milhões de toneladas na safra de 2013/2014. Os
Estados Unidos, como maior produtor mundial, colheram cerca de 354 milhões de toneladas,
4
a China, cerca de 218 milhões de toneladas e o Brasil, 78 milhões de toneladas (ABIMILHO,
2014).
Embora o Brasil ocupe a terceira posição em área colhida de milho no mundo, os
níveis de produtividade são baixos quando comparados aos dois maiores produtores mundiais
(EUA e China) (AGRIANUAL, 2014). Na safra de 2013/2014, a produtividade média do
milho foi de 9.970 kg ha-1 nos Estados Unidos, 5.740 kg ha-1 na China e, 5.133 kg ha-1 no
Brasil (ABIMILHO, 2014).
A importância desta cultura ainda está relacionada ao aspecto social, pois, existem
ainda muitos produtores com baixos níveis de tecnologia, não possuindo grandes extensões de
terras, mas dependendo dessa produção para viver (EMBRAPA, 2002). Nesse contexto, podese afirmar que há uma clara dualidade na produção de milho no Brasil. Uma parcela de
produtores não tecnificados que não se preocupam com a produção comercial, e uma parcela
de produtores altamente tecnificados, usando mais terra, mais capital e mais tecnologia na
produção de milho (FERREIRA, 2008; SANTOS, 2009).
No Brasil, o milho é cultivado em praticamente todo o território nacional, onde é
explorado na maioria das propriedades agrícolas, desde a pequena propriedade rural, onde é
produzido com baixa tecnologia e com caráter de subsistência, até em grandes áreas, com
emprego de alta tecnologia e elevada produtividade (Figura 1) (AGRIANUAL, 2014;
EMBRAPA, 2006).
Na safra de 2014 no Brasil, a área plantada com milho, primeira safra e segunda safra,
totalizou 15,3 milhões de hectares, atingindo produção de 78,4 milhões de toneladas. No
período de dez anos a área de plantio com milho aumentou 30% e a produção em mais de
200% (ABIMILHO, 2014).
A cultura tem sido plantada durante o ano todo, com a divisão da produção em duas
épocas de plantio, o plantio de verão, ou primeira safra, realizados na época tradicional,
durante o período chuvoso (final de agosto na região Sul até os meses de outubro/novembro
no Sudeste e Centro Oeste); e o plantio na chamada segunda safra, ou safrinha, referente ao
milho de sequeiro, plantado extemporaneamente, em fevereiro ou março, geralmente em
sucessão à cultura de soja ou do próprio milho (TSUNECHIRO et al., 2006).
5
Figura 1 - Áreas com plantio e produção de milho total no Brasil (Fonte: CONAB, 2014).
No ranking nacional, Mato Grosso continua sendo o maior produtor de milho do
Brasil, com 18,7 milhões de toneladas de milho colhido e produtividade de 5.806 kg ha-1,
seguido do Paraná com 16,3 milhões e produtividade de 6.082 kg ha-1 e o Mato Grosso do
Sul, com 7,7 milhões, em terceiro lugar e com produtividade média de 5.154 kg ha-1
(ABIMILHO, 2014). Por safra, se destacam: Bahia, Goiás, Minas Gerais, Paraná e Santa
Catarina, na safra de verão, respondendo juntos por mais de 60% da produção brasileira; e na
segunda safra, o Paraná e o Mato Grosso com 56% da produção (SEAB, 2012).
No Estado de São Paulo em 2013/2014, a produção total de milho foi de 5,0 milhões
de toneladas, em uma área de 891 mil hectares, obtendo produtividade média de 5.606 kg ha-1
(ABIMILHO, 2014).
Na safra 2013/2014, foram disponibilizados 467 genótipos de milho para serem
plantados no Brasil, sendo que 253 cultivares convencionais e 214 cultivares transgênicas.
Considerando todas as cultivares (transgênicas e convencionais), 56% são híbridos simples;
19% híbridos triplos, 14% híbridos duplos e 11% variedades. Predominam as cultivares de
ciclo precoce (67%), seguidas pelas cultivares de ciclo superprecoce ou hiperprecoce (24%);
6
com as cultivares de ciclo semiprecoce ou normais representando apenas 9% (EMBRAPA,
2014).
2.2 Importância de Spodoptera frugiperda
A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda, foi relatada pela primeira vez em 1797,
na Geórgia, Estados Unidos. Inicialmente foi descrita com o nome de Phalaena frugiperda,
passando por várias denominações até receber o nome atual de S. frugiperda (BERTELS,
1970; CRUZ, 1995; PEDIGO, 1989).
Spodoptera frugiperda é uma praga de hábito noturno e críptico, migratória, endêmica
do Hemisfério Oeste (MARTINELLI et al., 2007), possuindo ampla distribuição nas
Américas e ocorrendo preferencialmente em regiões de clima quente (BERTELS, 1970;
PEDIGO, 1989). Essa espécie é nativa das zonas tropical e subtropical das Américas, sendo
que sua distribuição abrange desde o sul do Canadá até a Argentina (LEIDERMAN &
SAUER, 1953). Ela pode ser encontrada nas Américas e em algumas ilhas a oeste da Índia.
Nos Estados Unidos, S. frugiperda sobrevive, no inverno, nas regiões tropicais do sul
da Flórida e Texas. A partir destes locais, as mariposas migram durante a primavera, verão e
outono, podendo deslocar-se a grandes distâncias, atingindo as regiões ao norte do país até o
Canadá. No Brasil, em função da disponibilidade e diversificação de alimento o ano todo, e
das condições de clima favoráveis, sua distribuição é geral, em todas as regiões do território
nacional (CRUZ, 1995; WAQUIL, 2007).
O primeiro grande surto registrado de S. frugiperda na história ocorreu em 1899,
quando uma grande parte dos Estados Unidos foi invadida por essa lagarta, causando severos
danos em milho, feijão, arroz, sorgo e trigo. Mais tarde, essa praga foi encontrada causando
ataques intensos em aveia, algodão e pastagens. Em 1902, no Texas, aproximadamente 40.000
acres de pastagens foram altamente danificados pela praga. Naquele país, ataques intensos
também foram verificados em aveia e algodão. No Brasil, um surto foi relatado em 1964, com
enormes danos nas culturas de milho, arroz e em pastagens (CRUZ, 1995).
As espécies do gênero Spodoptera são amplamente distribuídas no mundo e das 30
espécies descritas, metade é considerada praga de variadas culturas de importância econômica
(POGUE, 2002). S. frugiperda é considerada também uma das mais importantes pragas do
milho na Colômbia, Venezuela, Guatemala, México, Peru e Chile.
Spodoptera frugiperda é comumente conhecida no Brasil como lagarta-militar,
lagarta-dos-milharais, lagarta-do-cartucho, lagarta-dos-capinzais, lagarta-dos-pastos e lagarta7
dos-arrozais (CARVALHO, 1970; SILVA et al., 1968); na América do Sul e Central pelos
nomes de gusano cogollero e barredora (ESTRADA, 1960; KERN, 1954; MARQUEZ et al.,
1963/1964; SIFUENTES, 1967) e, na América do Norte, por fall armyworm, grass worm,
overflow worm e grass armyworm (FENTON, 1952).
Além das culturas de importância econômica, mais de 60 variedades de plantas,
distribuídas em mais de 20 famílias botânicas, são relatadas como hospedeiras desse inseto
(CRUZ, 1995). Entre elas podem ser citadas, além das gramíneas, acelga (Beta vulgaris L.),
alcachofra (Cynara scolymus L.), algodão (Gossypium hirsutum L.), alface (Lactuca sativa
L.), almeirão (Cichorium intybus L.), amendoim (Arachis hypogaea L.), batata (Solanum
tuberosum L.), batata-doce (Ipomoea batatas Lam.), beldroega (Portulaca sp.), berinjela
(Solanum melongena L.), café (Coffea arabica L.), cebola (Allium cepa L.), chicória
(Cichorium endiva L.), citrus (Citrus spp.), couve (Brassica oleracea L. var. acephala), feijão
(Phaseolus vulgaris L.), maracujá (Passiflora spp.), melão (Cucumis melo L.), pêssego
(Prunus persica Sieb & Zucc), pimentão (Capsicum annuum L.), quiabo (Hibiscus esculentus
L.), repolho (Brassica oleracea L.), serralha (Sonchus oleraceus Linn.), seringueira (Hevea
brasiliensis Muell) e trevo (Trifolium sp.).
Apesar do grande número de plantas hospedeiras (POGUE, 1995), o milho é a planta
hospedeira preferencial de S. frugiperda, sendo considerada a principal praga dessa cultura no
Brasil (CRUZ et al., 1999; CRUZ & TURPIN, 1982), se alimentando da planta de milho em
todas suas fases de crescimento, mas preferencialmente por cartuchos de plantas jovens
(CRUZ, 1995).
A ampla gama de hospedeiros de S. frugiperda ocasionou mudanças comportamentais
e fisiológicas devido à utilização de um ou outro hospedeiro, permitindo a diferenciação de
raças de S. frugiperda. Raças de S. frugiperda foram identificadas em plantas de milho e
algodão (Raça C) e em plantas de arroz (Raça R) (PASHLEY et al., 1985). Estas duas raças já
foram identificadas e caracterizadas nos EUA (PASHLEY & MARTIN, 1987) e no Brasil
(BUSATO et al., 2005). Entretanto, para as plantas hospedeiras algodão e milho não foram
identificados nenhum agrupamento capaz de separar e associar as populações de S. frugiperda,
sugerindo a existência de um nível significativo de fluxo gênico entre as populações
provenientes dessas plantas hospedeiras (MARTINELLI et al., 2006). O entendimento da
estrutura genética e do nível intra-específico em populações de uma praga é essencial para o
estabelecimento e refinamento das estratégias de manejo de resistência de insetos a plantas Bt
(CAPRIO & TABASHNIK, 1992).
O sucesso de S. frugiperda como praga é consequência da elevada capacidade de
8
dispersão dos adultos ao longo da faixa de distribuição de suas plantas hospedeiras (SPARKS,
1979).
O milho apresenta elevada suscetibilidade ao ataque de S. frugiperda, em função
principalmente da anatomia do cartucho da planta, que propicia proteção para a lagarta,
dificultando seu controle, além da boa capacidade migratória do inseto (OVEJERO, 2001).
No Brasil, um dos fatores que contribui para a dificuldade do manejo de S. frugiperda
é a grande oferta de hospedeiros ao longo do ano, seja com sucessão de culturas, como milho
ou soja no verão, ou milho ou sorgo na safrinha. Além disso, nas regiões onde é utilizada alta
tecnologia, como no Centro-Oeste brasileiro, o plantio de milho irrigado com pivô central no
inverno aumenta a disponibilidade de hospedeiros nesse período (BARROS et al., 2010). O
plantio em áreas próximas de diferentes culturas com fenologias distintas, como é o caso da
soja, do milho e do algodão que são cultivados no verão, além de plantas de cobertura na
entressafra, como o milheto, pode favorecer a dispersão de S. frugiperda entre os cultivos
(NAGOSHI, 2009).
2.3 Biologia de Spodoptera frugiperda
O desenvolvimento de S. frugiperda é do tipo holometabólico, compreendendo as
fases de ovo, lagarta, pupa e adulto (Figura 2).
a. Ovo
Logo após a postura, os ovos de S. frugiperda são de coloração verde-clara, passando
a uma coloração alaranjada após 12 ou 15 horas. Eles são cobertos por uma camada fina e
longa de escamas, colocada pela fêmea por ocasião da postura. Os ovos são colocados em
massa, geralmente em duas camadas sobrepostas, na face superior das folhas (CRUZ, 1995).
Próximo à eclosão, o ovo mostra-se escurecido, devido à cabeça negra da lagarta, vista através
da casca. A fêmea pode colocar de 100 a 500 ovos por postura na face adaxial das folhas, num
total de 1.500 a 2.000 ovos durante sua vida (GALLO et al., 2002; VALICENTE &
TUELHER, 2009). O período de incubação dos ovos varia em função principalmente da
temperatura, sendo a média em torno de dois a quatro dias (CRUZ, 1995).
9
Figura 2 - Ciclo biológico de Spodoptera frugiperda. (Fotos: F. PEAIRS; J. KALISCH).
b. Fase larval
Conforme descrito por CRUZ (1995), as lagartas recém-eclodidas são esbranquiçadas
antes de se alimentarem e esverdeadas após a alimentação, possuem cabeça mais larga em
proporção ao tamanho do corpo e apresentam mais cerdas que as lagartas completamente
desenvolvidas. A lagarta passa por seis ínstares até chegar ao completo desenvolvimento,
sendo que a duração de cada ínstar depende das condições de temperatura e da
disponibilidade de alimento. Esse desenvolvimento larval é dividido em dois períodos, um
ativo de alimentação e outro de descanso, próximo a cada ecdise. Normalmente a duração do
período larval varia de 12 a 30 dias e ocorre principalmente dentro do cartucho da planta.
No primeiro ínstar, as lagartas medem 1,9 mm de comprimento, com cápsula cefálica
medindo 0,3 mm de largura. Essas lagartas recém-nascidas alimentam-se da própria casca do
ovo e depois raspam as folhas mais novas da planta. Após essa primeira alimentação
permanecem em repouso de duas a dez horas, antes de saírem em busca de outros alimentos.
Antes de se alimentar, as lagartas jovens são fototrópicas positivas, ou seja, são atraídas pela
luz (CRUZ, 1995).
10
No segundo ínstar, o corpo da lagarta possui coloração esbranquiçada com
sombreamento marrom no dorso. O comprimento do corpo varia de 3,5 mm a 4,0 mm e a
cápsula cefálica mede aproximadamente 0,4 mm (CRUZ, 1995; GALLO et al., 2002).
O terceiro ínstar larval é caracterizado por uma coloração marrom-clara no dorso e
esverdeada na parte ventral, com linhas dorsais e subdorsais brancas. O corpo atinge 6,3 mm a
6,5 mm e a cápsula cefálica cerca de 0,7 mm (CRUZ, 1995).
No quarto ínstar, a lagarta apresenta a cabeça marrom-avermelhada e o dorso do corpo
de coloração marrom-escura. O comprimento da lagarta chega a 10 mm e a largura da cápsula
cefálica a 1,1 mm. No quinto ínstar, o corpo é semelhante ao do ínstar anterior, porém um
pouco mais escuro. O comprimento do corpo é de aproximadamente 18 mm e a largura da
cápsula cefálica é de aproximadamente 1,8 mm (GALLO et al., 2002).
As lagartas de último ínstar apresentam o corpo cilíndrico, de coloração que varia de
marrom-acinzentada até quase preta no dorso, esverdeada na parte ventral e subventral, com
manchas de coloração marrom-avermelhada. As linhas dorsais e subdorsais são proeminentes.
Longitudinalmente, apresenta três finíssimas linhas de coloração branco-amareladas na parte
dorsal do corpo. Na parte lateral, abaixo da linha branco-amarelada, existe uma linha escura
mais larga e, mais abaixo desta, uma listra amarela irregular marcada com vermelho. A
cabeça possui coloração escura com suturas que se cruzam formando um "y" invertido, bem
característico da espécie (GALLO et al., 2002; NAKANO et al., 1981). Seu corpo mede cerca
de 50 mm de comprimento e, a cápsula cefálica, 2,7 mm a 2,8 mm de largura.
c. Pré-pupa e pupa
Após o término do período larval, as lagartas completamente desenvolvidas saem do
cartucho e penetram no solo, em profundidade de 2 cm a 8 cm, onde se transformam em prépupas e posteriormente, em pupas, e não se alimentam. Nesse momento a lagarta constrói um
casulo oval, formado por partículas do solo e seda, de 20 mm a 30 mm de comprimento
(CRUZ, 1995).
Após a formação, a pupa possui coloração verde-clara, sendo o tegumento
transparente, com as vísceras visíveis. Nessa fase, o corpo é frágil e muito sensível a danos.
Durante o desenvolvimento, a pupa apresenta aproximadamente 13 mm a 16 mm de
comprimento e cerca de 4,5 mm de largura e, passa por várias colorações, de alaranjada e
marrom-avermelhada, até ficar totalmente preta, sendo um indicativo da proximidade da
emergência do adulto. Essa fase pode durar apenas um dia, quando a temperatura é elevada,
11
mas em períodos amenos pode se estender por até cinco dias (CAPINERA, 2008; CRUZ,
1995).
d. Adulto
Segundo CRUZ (1995), as mariposas que emergem das pupas geralmente voam para
longe da área de origem, antes de fazer a postura. Quando indivíduos de sexos diferentes se
transformam em pupa em igualdade de condições, as fêmeas emergem cerca de um dia antes
dos machos.
Após a emergência, a mariposa adulta mede cerca de 35 mm a 38 mm de envergadura,
e apresentam dimorfismo sexual nas asas anteriores. As fêmeas têm coloração marromacinzentada uniforme, com as manchas orbiculares e reniformes pouco nítidas. Nos machos, a
coloração é mais escura, com manchas brancas características no ápice e entre as manchas
orbicular e reniforme (ROMANO, 2002; GALLO et al., 2002; NAKANO et al., 1981).
As mariposas apresentam hábito noturno, fazendo suas posturas durante a noite,
ovipositando, normalmente, na parte mediana da planta, na epiderme da folha de milho,
algodoeiro, gramíneas e outros vegetais que sejam alimento adequado às lagartas. A atividade
diária das mariposas começa ao pôr-do-sol e atinge o pico entre duas e quatro horas mais
tarde. O acasalamento ocorre nessa ocasião e a oviposição, durante o terceiro e o quarto dia
após a emergência da fêmea (CRUZ, 1995; GALLO et al., 2002). Após um período de préoviposição de três a quatro dias, a fêmea deposita normalmente a maioria dos seus ovos
durante os primeiros quatro a cinco dias de vida. Após a eclosão, as lagartas dispersam-se
para outras plantas, uniformizando o ataque na lavoura.
De acordo com CRUZ (1995), mariposas sem alimentação vivem aproximadamente
4,4 dias, enquanto que mariposas bem alimentadas vivem em torno de 13,3 dias,
independentemente do sexo.
O adulto apresenta um comportamento migratório com uma capacidade de alta
dispersão que permite a esse inseto se dispersar rapidamente ao longo de sua gama de plantas
hospedeiras (CAPINERA, 2008; MARTINELLI et al., 2006).
Normalmente, o período médio de duração das fases de ovo, lagarta, pupa e adulto, é
em torno de 3, 25, 5 e 12 dias, respectivamente (GASSEN, 1996). O ciclo completo do inseto
é de pouco mais de 30 dias durante o verão, podendo chegar até 50 dias em períodos mais
frios (CRUZ, 1995).
De modo geral, a faixa ótima de temperatura para o desenvolvimento e atividade dos
insetos situa-se entre 15°C e 38°C. Dentro dessa amplitude, a temperatura influencia, entre
12
outros fatores, a velocidade de desenvolvimento, que é maior em condições mais elevadas
(FERRAZ, 1982).
FERRAZ (1982) verificou que a temperatura influi de forma marcante em todas as
fases do ciclo biológico de S. frugiperda, prolongando-as em condições de baixas
temperaturas. Segundo o mesmo autor, a temperatura de 25ºC é considerada a mais favorável
ao desenvolvimento do inseto, sendo as exigências térmicas das fases de ovo, lagarta, prépupa e pupa de 47,58; 294,41; 44,57 e 131,94 graus-dia (GD), respectivamente, obtidas a
partir de temperaturas bases de 10°C; 10,7°C; 6,4°C e 12,5°C, respectivamente.
É comum encontrar apenas uma lagarta desenvolvida por cartucho devido ao
canibalismo, que se manifesta principalmente a partir do terceiro ínstar. Porém, podem ser
encontradas lagartas em diferentes ínstares dentro de um mesmo cartucho (ÁVILA et al.,
1997; BIANCO, 1991).
BESERRA et al. (2002) mostraram que os primeiros adultos aparecem com frequência
mais alta entre o 10º e o 41º dia após a emergência das plantas, quando as plantas se
encontram em seu estádio mais suscetível; diminuindo consideravelmente o surgimento
desses adultos após o 72º dia após a emergência dessas plantas. Segundo MELO et al. (2006),
após a chegada dos primeiros indivíduos adultos na área, a população permanece pequena por
um curto período, aumentando rapidamente em seguida, até atingir o tamanho máximo, por
volta de 25 a 30 dias após a emergência, provavelmente por questões intrínsecas à biologia da
praga como seu ciclo de vida (SILVA, 1999).
2.4 Danos Ocasionados por Spodoptera frugiperda
2.4.1 Milho convencional
O ataque da lagarta-do-cartucho pode ocorrer desde a fase de plântula até as fases de
pendoamento e espigamento do milho. No início do ataque, as lagartas jovens consomem
parte das folhas e mantêm a epiderme intacta, caracterizando o sintoma de raspagem. Lagartas
maiores perfuram as folhas e se desenvolvem nas folhas centrais da região do cartucho, o qual
pode ser totalmente destruído. Pela destruição do cartucho, principalmente na fase próxima ao
florescimento, podem causar danos expressivos que se acentuam em períodos de seca. Em
ataques tardios, as lagartas podem ser encontradas na espiga destruindo palha e grãos (ÁVILA
et al., 1997; CARVALHO, 1987).
Segundo SOUZA & REIS (2005), os prejuízos causados por S. frugiperda ocorrem
pela redução no porte das plantas e no tamanho das espigas. Isto poderá ocorrer com altas
13
infestações da praga no início do ciclo da cultura, a partir do estádio de plântula até os 40 dias
da germinação, período mais sensível pela pequena área foliar apresentada, principalmente em
período de estiagem.
É habitual no campo ocorrerem duas gerações de praga durante a safra de verão,
enquanto na safrinha esse número pode ser mais elevado (SÁ & PARRA, 1994). Na espiga, a
lagarta pode atacar os estilo-estigmas (“cabelo-do-milho”), os grãos em formação, na ponta da
espiga ou outras partes como a porção mediana ou basal (COSTA et al., 2005; GASSEN,
1996; PARRA et al., 1995). Orifícios na palha são um bom indicativo da presença da praga;
espigas caídas e/ou danos no ponto de inserção da espiga com o colmo também são sintomas
do ataque da lagarta (CARVALHO, 1970; WAQUIL et al., 1982).
A fenologia da planta influencia o número de posturas, ocorrendo maior concentração
de posturas durante o estádio vegetativo da planta, entre quatro e dez folhas (BESERRA et al.,
2002), sendo observadas maiores reduções na produção quando o ataque da lagarta-docartucho se dá na fase de oito a dez folhas (CRUZ & TURPIN, 1982).
Suscetíveis em praticamente todas as fases de desenvolvimento, as plantas de milho
convencionais ficam prejudicadas pela destruição do cartucho, reduzindo a área fotossintética
e comprometendo a produção. A lagarta-do-cartucho pode ainda atacar a base da espiga,
destruindo grãos ou abrindo caminho para microorganismos, e até mesmo provocando a
queda da espiga (CRUZ, 1999).
No Brasil, reduções no rendimento de milho convencional devido ao ataque da
lagarta-do-cartucho oscilam entre 34% e 40% (FERNANDES, 2003). Esse percentual de dano
varia em função da fase de desenvolvimento da planta, do tipo de cultivar utilizada, do local
de plantio e mesmo entre áreas adjacentes, de acordo com as práticas agronômicas adotadas.
Portanto, a relação entre os danos nas diferentes fases de desenvolvimento e rendimento é
muito complexa (CRUZ, 1993; CRUZ, 1995).
GASSEN (1994) enfatiza que os maiores danos ocorrem na fase em que a planta
apresenta de oito a dez folhas, podendo ocorrer uma redução de 19% no rendimento de grãos.
Na fase de até seis e a partir de 12 folhas, os danos são inferiores a 9% na produção de grãos.
Já GALLO et al. (2002) relatam que S. frugiperda pode reduzir, através da destruição das
folhas, a produção de milho em até 20%, sendo o período crítico de seu ataque mais próximo
do florescimento.
Os danos provocados por S. frugiperda podem ocasionar perdas superiores a 400
milhões de dólares anuais à produção de milho (CRUZ, 1998). No Brasil, estima-se que a
lagarta-do-cartucho seja responsável por mais de 25% dos prejuízos causados por pragas do
14
milho e pela maior parte dos 38,3 milhões de dólares gastos com pulverizações de inseticidas,
resultando em um custo anual de aproximadamente 250 milhões de dólares (WAQUIL &
VILELLA, 2003).
O ataque dessa praga nos últimos anos vem aumentando gradativamente, destacandose como causas principais para esse incremento a ampla área cultivada com milho e o
desequilíbrio ecológico ocasionado por repetitivas aplicações de inseticidas. O controle
químico dessa praga é dificultado quando o ataque ocorre em estágios mais avançados de
desenvolvimento da planta, pois não se consegue entrar com os equipamentos usuais na
lavoura (GALLO et al., 2002).
Devido à sua ampla gama de hospedeiros e sua grande capacidade de dispersão
durante o período de cultivo, o controle de S. frugiperda se torna difícil (KNIPLING, 1980).
Uma das dificuldades para o manejo dessa lagarta se deve aos problemas relativos à
tecnologia de aplicação, pois não é fácil atingir as lagartas no interior do cartucho com
inseticidas (BUSATO et al., 2005).
Normalmente o controle da S. frugiperda é feito através do uso de inseticidas
sintéticos, pela utilização de cultivares resistentes e pelo uso e plantas geneticamente
modificadas resistentes a insetos (CRUZ et al., 2010; GALLO et al., 2002; GASSEN, 1996;
GRÜTZMACHER et al., 2000). Apesar de sua eficiência, os inseticidas sintéticos podem
apresentar diversos problemas, como contaminação ambiental, altos níveis residuais em
alimentos, desequilíbrio biológico e surgimento de populações de insetos resistentes
(RODRÍGUEZ H. & VENDRAMIM, 1996). Nos campos brasileiros, tem-se realizado entre
10 e 14 aplicações de inseticidas químicos na cultura do milho (VALICENTE & TUELHER,
2009).
FERREIRA FILHO et al. (2010), estudando o dimensionamento do custo econômico
representado por S. frugiperda na cultura do milho no Brasil, verificaram que na média, na
safra de verão o valor econômico do controle da lagarta oscilou entre R$ 122,56 ha-1 e
R$ 97,28 ha-1; e que no agregado do Brasil, o custo econômico do controle dessa praga na
produção de milho, na safra de verão, ultrapassou os R$ 758 milhões.
O manejo de S. frugiperda com o uso de inseticidas era, e ainda é, um dos métodos
mais utilizado no Brasil para o controle da praga. Atualmente, ainda é um método utilizado
em altas infestações da praga, mesmo com o uso da tecnologia Bt, em função principalmente
da ocorrência da praga em praticamente todas as fases de desenvolvimento da cultura do
milho.
15
A princípio o controle químico visa controlar as lagartas, embora possa também ter
efeitos sobre os ovos e os adultos da praga, especialmente quando essas fases recebem a calda
inseticida por ocasião da pulverização. Os adultos também podem sofrer os efeitos do
inseticida, quando pousados sobre a folha tratada. A eficiência do produto mesmo quando
aplicado no alvo principal (lagartas), pode variar entre os produtos e inclusive para um mesmo
produto, dependendo das condições na época da aplicação. Fatores como tamanho da planta,
tipo de pulverizador, bico e pressão da aplicação e estádio de desenvolvimento da praga
podem ser responsáveis por diferenças na eficiência esperada (CRUZ, 2007).
O ponto de decisão para se entrar com medidas de controle da lagarta-do-cartucho
seria a determinação do índice de infestação da área baseada na amostragem em cinco pontos
ao acaso (100 plantas consecutivas por ponto) por hectare de milho ou, através de
monitoramento de adultos com uso de armadilhas, ou ainda uso de escala de notas de danos
ocasionados pela lagarta-do-cartucho (CRUZ, 1995; CRUZ & BIANCO, 2001).
No manejo integrado é fundamental a determinação precisa e antecipada da praga, ou
seja, antes mesmo que ocorra a oviposição. Para isso, utiliza-se a técnica de monitoramento de
adultos através de feromônio sexual sintético, posicionando no interior de armadilha contendo
uma base colante suficiente para aprisionar os insetos machos atraídos por esse feromônio.
Outras técnicas de manejo se baseiam na presença de lagartas e/ou seus danos, principalmente
considerando o número de amostragem a ser realizado (CRUZ, 2007; GALLO et al., 2002 ).
A coleta de três mariposas por hectare, em média, nas armadilhas, determina o ponto
de entrar com medidas de controle (CRUZ, 2007). Em amostragens por danos ocasionados
por lagartas, o controle com inseticida sistêmico normalmente é feito quando 20% das plantas
da área apresentar notas de danos a partir de 3 em escala variando de 0 e 9 até o 30° dia após
o planto, e 10% de plantas com folhas raspadas de 40° a 60° dias após o plantio (GALLO et
al., 2002).
Para a escolha do inseticida é fundamental a utilização dos princípios de seletividade
quando da escolha do produto químico. Eficiência, toxicidade para inimigos naturais, impacto
ambiental, riscos para a saúde, entre outros fatores, devem nortear a escolha de um produto
(CRUZ, 2007).
2.4.2 Milho transgênico
Segundo JAMES (2005), as plantas de milho geneticamente modificadas (Bt) que
apresentam resistência a insetos, como as que possuem a toxina Cry1Ab, como exemplo o
milho MON810, reduzem as perdas ocasionadas pelo ataque dos insetos e, com isso, diminui
16
as aplicações de inseticidas. Os ganhos com o gerenciamento dessas pragas podem levar à
redução no custo de produção, além de elevar os índices de produtividade do milho (ALVES
et al., 2009).
Além de serem cultivares com alto potencial genético, a utilização de milho Bt
resistente a insetos da ordem Lepidoptera tem sido a principal estratégia de controle de
lagartas, sobretudo para aquelas onde outras táticas de controle têm se mostrado ineficientes,
como para a broca-do-colmo. As cultivares transgênicas hoje comercializadas no Brasil não
dispensam o tratamento de sementes, o qual continua sendo necessário para o controle de
insetos sugadores e pragas subterrâneas (CRUZ et al., 2010).
No híbrido transgênico só ocorre a destruição da área foliar a ponto de causar danos
econômico, quando o ataque de lagartas é muito intenso e, portanto, se faz necessária a
aplicação de inseticidas (MANFROI et al., 2010).
Segundo DUARTE et al. (2009), a redução da produção de um híbrido convencional
de milho chega a 6% quando comparada com o uso da tecnologia transgênica. Ainda estimase que se perdem, em média, cerca de 2,7 milhões de toneladas de milho em grão nos milhos
convencionais com as infestações da lagarta-do-cartucho, representando aproximadamente
cerca de R$ 900 milhões de receita que deixa de ser recebida pelos produtores.
FRIZZAS (2003), comparando milho Bt com testemunhas tratadas com inseticidas,
confirmou a eficiência de Bt com a tecnologia MON810, no controle de S. frugiperda nas
plantas de milho, apontando um menor nível de dano para o tratamento com o MON810. O
maior dano observado com tecnologia Bt foi da ordem de 17%, enquanto que nos tratamentos
com inseticidas recomendados, o dano atingiu 40%, mostrando controle mais efetivo com as
plantas transgênicas, mesmo comparando-se com testemunhas tratadas com inseticidas.
Experimentos em campo realizados no Brasil sugeriram um ganho médio em
produtividade para o milho Bt em torno de 24% quando comparado ao milho convencional
(JAMES, 2003a; JAMES, 2003b).
Na Argentina, JAMES (2003a) verificou que a produtividade de plantas de milho Bt
foi em média 10% superior que às plantas de milho convencional. Para TRIGO & CAP
(2003), o plantio do milho Bt na Argentina propiciou aumento em 5% da produtividade de
grãos nesse país. Nos Estados Unidos, um dos impactos mais significativos da utilização de
milho Bt foi o aumento na produtividade da cultura quando comparada a plantas
convencionais, onde, por meio de estudos realizados no cinturão do milho nos Estados Unidos,
avaliando o impacto do milho Bt, verificou-se ganho em produtividade das plantas
transgênicas na ordem de 332,1 kg ha-1 a 935,3 kg ha-1 (MARRA et al., 2002).
17
GRUÈRE et al. (2007) analisaram diversos trabalhos que mostravam os efeitos na
produtividade do milho quando estes apresentavam genes de resistência a insetos, além dos
efeitos na redução de utilização de insumos e a percentagem de adoção em cada um dos
países. O efeito variou entre 5% e 34% na produtividade das culturas de milho transgênico,
além de uma redução de defensivos de até 31%. Além dos ganhos em produtividade, a
utilização de culturas geneticamente modificadas proporciona menor utilização de defensivos
químicos.
Para o Brasil, PEREIRA et al. (2007) estimaram que se as lavouras brasileiras de
milho tivessem adotado 50% de milho Bt em 2005, os produtores teriam ganhado US$ 161
milhões com o aumento da produtividade e US$ 31 milhões com a redução de inseticidas para
controlar a lagarta-do-cartucho, considerando um aumento de 10% da produtividade e um
preço mínimo por tonelada de US$ 91,62.
Embora a tecnologia Bt resulte em menor custo no controle de pragas, com ausência
ou redução de pulverizações com inseticidas para o controle de S. frugiperda, ela apresenta
um maior custo em termos de sementes. Portanto, é relevante mensurar se é vantajoso
economicamente adotar esta tecnologia quando os benefícios econômicos são maiores que o
custo dessa tecnologia, no caso, o custo mais elevado de sementes transgênicas. Por outro
lado, o dimensionamento dos benefícios líquidos da adoção da tecnologia Bt do milho
depende de uma série de vaiáveis e suas variações ao longo do tempo (MIGUEL et al., 2013).
Na safra de 2012/2013 o preço da semente de milho transgênico variava entre R$ 320,00 até
R$ 460,00 o saco em função do evento Bt da semente, enquanto que uma saca de milho
convencional era vendida desde R$ 120,00 até R$ 250,00 (MIGUEL et al., 2013).
2.5 Resistência de Plantas a Insetos
Segundo ROSSETTO (1973), “planta resistente é aquela que devido à sua constituição
genotípica é menos danificada que outra, em igualdade de condições”.
BOIÇA JUNIOR et al. (2013) definem planta resistente como aquela que, devido à
soma de seus genes constitutivos, expressa características físicas, morfológicas e/ou químicas
que as fazem ser menos infestadas ou injuriadas do que outras (suscetíveis) em igualdade de
condições, proporcionando aos insetos alterações em seu comportamento, fisiologia e biologia,
ou apenas apresentando maior capacidade de suportar seu ataque, sem qualquer efeito sobre o
fitófago.
18
VENDRAMIM & NISHIKAWA (2001) relatam que a resistência é relativa, não
existindo uma escala objetiva para medi-la, o que torna necessário, para sua caracterização, a
comparação entre genótipos; a resistência é hereditária, ou seja, as progênies de uma
variedade resistente devem manter o seu comportamento quando testadas nas mesmas
condições em que a resistência foi constatada; a resistência é específica, já que uma variedade
resistente a uma praga normalmente é suscetível a outras pragas; a variedade resistente é
aquela menos danificada e não, necessariamente, menos atacada, pois um genótipo pode ser
mais atacado que outro, e ainda assim ser menos danificado (resistente) por apresentar
tolerância; a resistência ocorre em determinadas condições, podendo ou não ser mantida
quando as condições são alteradas; a resistência pode ocorrer tanto em materiais comerciais
como em selvagens ou não cultivados.
Segundo LARA (1991), as plantas podem apresentar diferentes níveis de resposta
quanto à alimentação de um inseto. O autor denomina esses diferentes níveis como graus de
resistência, cuja classificação se baseia no nível de injúria observados em: a) Imunidade:
conceito meramente teórico, uma vez que a simples atividade do inseto raspar, mastigar, furar
ou ovipositar no tecido da planta já descarta essa característica; b) Alta resistência: genótipo
que apresenta injúria bem menor que a injúria média sofrida pelos demais; c) Resistência
moderada: genótipo que apresenta injúria um pouco menor do que aquela observada nos
outros genótipos testados; d) Suscetibilidade: genótipo igualmente injuriado em relação à
injúria média presente nos demais; e) Alta suscetibilidade: genótipo que apresenta injúria
média bem superior àquelas visualizadas nos demais.
Segundo BUENO (2006), a manifestação da resistência das plantas pode ser
condicionada pela idade e pela parte infestada, em fases diferentes de seu ciclo, podendo
apresentar reações diversas ao ataque, e dependendo da parte atingida os danos podem ser
maiores ou menores.
Os estudos sobre a resistência de plantas a insetos se iniciaram por volta do séc. XIX
quando a França conseguiu controlar o inseto Daktulosphaira vitifoliae (Fitch, 1854)
(=Phylloxera vitifoliae), com o uso de porta-enxertos resistente. Na década de 40 os Estados
Unidos obtiveram três cultivares de trigo resistente à mosca-de-Hesse (Mayetiola destructor)
e cultivares de alfafa resistente ao pulgão Therioaphis maculata (Buckton). No Brasil foram
desenvolvidas cultivares de sorgo resistentes à mosca Stenodiplosis sorghicola (Coquillett)
(=Contarinia sorghicola), praga que causava 80%-100% de perdas na lavoura (BUENO,
2006).
19
Entre as vantagens do método de resistência de plantas, pode-se citar sua fácil
utilização, sua contribuição com as reduções da densidade populacional do inseto abaixo do
nível de dano econômico, sua harmonia com o ambiente, seu modo de ação, sua não
interferência com outras práticas agrícolas e sua compatibilidade com outras táticas em
estratégias dentro de programas de manejo integrado de pragas (BOIÇA JUNIOR et al., 2013).
Em função dos diferentes mecanismos de que as plantas se utilizam para serem menos
infestadas e injuriadas pelas pragas, pode-se classificar a resistência em três tipos, quais sejam:
não-preferência ou antixenose, antibiose e tolerância. Deve-se ressaltar que uma mesma
planta pode apresentar um ou mais tipos de resistência, governadas por um ou mais genes que
irão expressar na planta as características responsáveis por resistir ao ataque da praga (BOIÇA
JUNIOR et al., 2013).
A resistência do tipo não-preferência ocorre quando a planta é menos utilizada pelo
inseto, para alimentação, oviposição ou abrigo, do que outra planta em igualdade de
condições, podendo ser de natureza física, química e/ou morfológica (BOIÇA JUNIOR et al.,
2013; BUENO, 2006; CHRISPIM & RAMOS, 2006).
A resistência do tipo antibiose ocorre quando o inseto se alimenta normalmente da
planta e esta exerce um efeito adverso sobre a sua biologia, afetando direta ou indiretamente
seu potencial de reprodução. Geralmente, essa influência negativa ocorre devido à presença
de compostos químicos que dificultam o crescimento e o desenvolvimento do inseto,
provocando alterações como prolongamento do ciclo biológico, deformações e mortalidade
em diferentes fases de desenvolvimento, redução de peso e tamanho dos indivíduos, entre
outros (BOIÇA JUNIOR et al., 2013; BUENO, 2006; CHRISPIM & RAMOS, 2006).
A mortalidade das formas jovens criadas sobre plantas com resistência do tipo
antibiose geralmente é observada durante os primeiros dias de vida do inseto. Para LARA
(1991), é uma das variáveis mais características da ocorrência desse tipo de resistência, aliada
à redução do tamanho e peso dos indivíduos.
Já a resistência do tipo tolerância consiste na capacidade própria da planta para
suportar ou recuperar-se dos danos produzidos por uma população de insetos, a qual
normalmente causaria prejuízos à outra variedade da mesma planta. Deve-se ressaltar que esse
tipo de resistência não afeta o comportamento ou a biologia da praga, o que é de grande
interesse para a seleção de genótipos, pela ausência de pressão de seleção sobre o fitófago,
evitando-se, assim, o surgimento de biótipos resistentes (BOIÇA JUNIOR et al., 2013;
BUENO, 2006; CHRISPIM & RAMOS, 2006).
20
Dos três mecanismos de resistência, tolerância é o mais difícil de quantificar.
Basicamente, envolve uma comparação de certo número de insetos e do dano subsequente na
planta. Consequentemente, o número de insetos a ser colocado na planta tem de ser
inicialmente determinado e relacionado a um dano visível, e eventualmente ao rendimento
(JOHNSON & TEETES, 1979 apud CRUZ & VENDRAMIM, 1998).
2.5.1 Resistência de milho convencional a Spodoptera frugiperda
A resistência genética, através da seleção natural ou dirigida, vem sendo
intensivamente utilizada pelo homem, no controle de pragas e doenças, desde que as plantas
foram domesticadas, há mais de 11 mil anos (HARLAN, 1975).
Durante a década de 1980 foram obtidas, nos EUA, diversas linhagens de milho
resistentes a insetos: MpSWCB-4, resistente a Diatraea grandiosella (Dyar) (SCOTT &
DAVIS, 1981), Mp496, com resistência a S. frugiperda e Ostrinia nubilalis (Hübner)
(SCOTT & DAVIS, 1981) e Mp701 e Mp702 (SCOTT et al., 1982), Mp704 (WILLIAMS &
DAVIS, 1982), Mp705, Mp706 e Mp707 (WILLIAMS & DAVIS, 1984) e Mp 708
(WILLIAMS et al., 1990) resistentes a D. grandiosella e S. frugiperda. Esses genótipos foram
testados em vários ensaios nos EUA, em condições de campo, identificando-se sua
capacidade de diminuir o peso e a viabilidade de lagartas de S. frugiperda, além de serem
menos preferidos para oviposição e sofrerem menor dano foliar (NG et al., 1990; SCOTT et
al., 1977; SCOTT & DAVIS, 1981; VIDELA et al., 1992; WILLIAMS & DAVIS, 1984).
Com relação a S. frugiperda, o uso de variedades resistentes é um método de controle
que pode reduzir as perdas causadas por essa praga, sendo mecanismos de resistência, como a
antibiose e a não-preferência para alimentação, encontrados em diferentes genótipos de milho
(CARVALHO, 1970; WISEMAN et al., 1981).
De acordo com SCRIBER & SLANSKY JUNIOR (1981), a quantidade e a qualidade
de alimento consumido durante a fase larval da S. frugiperda afetam a taxa de crescimento, o
tempo de desenvolvimento, o peso corporal, entre outras. Muitas vezes, a resistência de uma
planta pode ser manifestada na biologia do inseto, prejudicando o crescimento de sua
população (LARA, 1991).
Existe na literatura um considerável volume de informações sobre a resistência de
milho a S. frugiperda. Os países que mais se destacam nessa área são os EUA, sobretudo os
Estados do Mississipi e Geórgia, e o México, onde diversos materiais têm sido identificados
como portadores de genes para resistência à lagarta-do-cartucho (SILVEIRA et al., 1997).
21
Segundo WISEMAN & DAVIS (1979), o primeiro genótipo com reconhecida
resistência à lagarta-do-cartucho foi o Mp496, disponibilizado por SCOTT et al. (1977), com
origem em Antigua 2D e obtido sob fortíssima pressão de seleção da praga.
WISEMAN et al. (1981) avaliaram o efeito do genótipo resistente Antigua 2D-118
sobre a alimentação e sobrevivência de S. frugiperda e observaram que o mesmo manteve a
resistência durante os três anos em que foram conduzidos os estudos, encontrando como
principal mecanismo de resistência, o de não-preferência.
Nos últimos 15 anos, mais de 30 cultivares de milho resistentes a S. frugiperda e a
outras pragas foram registradas e distribuídas. Destacam-se, como fontes de resistência a S.
frugiperda, genótipos provenientes principalmente do grupo chamado Antigua, tornando
assim a base genética muito estreita (WILLIAMS et al., 1997).
Não têm sido encontradas outras fontes com alto nível de resistência à lagarta-docartucho. Com resistência múltipla a várias espécies de Lepidoptera, vêm sendo citados os
genótipos Antigua 2D-118, MpSWCB-4, Pio. X304C, Zapalote Chico 2451 e Mp 701 a 707,
Zapalote Chico e TL 87-A- 1855-7. Milhos tropicais, como CMS 23, CMS 14C e CMS 24,
foram os menos danificados, em uma coleção de 64 entradas avaliadas em Sete Lagoas- MG
(VIANA & GAMA, 1988). Antibiose e não-preferência são os tipos de resistência a S.
frugiperda observados nessas fontes (DAVIS & WILLIAMS, 1997; VIANA & POTENZA,
1992).
FORNASIERI FILHO et al. (1980), observando danos ocasionados por S. frugiperda
em milho, concluíram que os genótipos 'HMD 7974', 'Flint Composto', 'Centralmex', 'Piranão'
e 'IAC I 02VI' foram mais tolerantes que 'Pionner 309B', 'Pionner X-307', 'Dentado Composto
Branco', 'Pérola Piracicaba' e 'IAC-1-XII'. BOIÇA JR. et al. (1993), também observando
danos ocasionados por S. frugiperda, verificaram que genótipos de milho precoces 'TL 87-A1855-7' e 'Zapalote 2508' sofreram menos prejuízos por S. frugiperda que os genótipos 'AG
302-A' e 'Opaco'.
SILVEIRA et al. (1997) verificaram que os genótipos 'Mp 707' e 'Zapalote Chico'
foram os menos adequados para o desenvolvimento de S. frugiperda, enquanto que
'IAC103N', 'IAC701N' e 'Mp496' foram os mais adequados.
VENDRAMIM & FANCELLI (1988) observaram efeitos negativos sobre o
lepidóptero com os genótipos 'Zapalote Chico' e 'Cateto Palha Roxa'. Os autores verificaram,
em condições de laboratório, diminuição do peso na fase larval, aumento da fase larval,
diminuição do peso de lagartas e de pupas e diminuição na viabilidade de ovo, lagarta e pupa,
demonstrando que esses materiais apresentam certo grau de resistência à lagarta-do-cartucho.
22
Os tipos de resistência têm sido constatados em diferentes genótipos de milho.
WILLIAMS et al. (1983) e WISEMAN et al. (1981) encontraram alto nível de antibiose e
não-preferência para alimentação para o genótipo resistente 'MpSWCB-4' e baixo nível de
antibiose associado a não-preferência para alimentação para o 'Antigua 2D-118'. Foi também
encontrada antibiose em tecidos foliares liofilizados de milho resistente, prejudicando
sensivelmente o desenvolvimento da lagarta, devido à quantidade reduzida de substâncias
essenciais na planta (WILLIAMS et al., 1990; WILLIAMS & BUCKLEY, 1992). A nãopreferência para alimentação de lagartas por folhas de milho resistente foi descrita por YANG
et al. (1993), WISEMAN et al. (1983), WISEMAN & ISENHOUR (1988). A causa da
resistência foi relacionada ao teor de lipídeos na cutícula das folhas.
DAVIS et al. (1995) relataram que a principal diferença encontrada entre genótipos
resistentes e suscetíveis para S. frugiperda foi a espessura da cutícula e da parede celular dos
genótipos.
Apesar de serem encontrados na natureza genótipos de milho resistentes a lagarta-docartucho, seu uso comercial se torna inviável em virtude de sua baixa produtividade em
campo em relação aos híbridos disponibilizados no mercado atual.
2.5.2 Resistência de milho transgênico a Spodoptera frugiperda
Nas últimas décadas a engenharia genética possibilitou, com a técnica do DNA
recombinante, importantes avanços no melhoramento genético de várias culturas, devido à
combinação de genes entre diferentes espécies de organismos, obtendo-se assim, as plantas
geneticamente modificadas também chamadas de plantas transgênicas (NASCIMENTO et al.,
2012). Genes que conferem resistência a insetos podem ser introduzidos em plantas de
interesse para reduzir sua suscetibilidade. Esses genes podem ser obtidos de plantas, bactérias
ou de outra origem (WALKER et al.,1997). Na cultura do milho, o gene de Bacillus
thuringiensis (Bt) foi introduzido em alguns genótipos, dando origem ao milho geneticamente
modificado, conferindo alto padrão de resistência da planta a algumas espécies de
lepidópteros-praga (ARMSTRONG et al., 1995).
Bacillus thuringiensis é uma bactéria de solo que foi descoberta em 1902 no Japão; no
entanto, foi isolada e descrita pela primeira por Berliner, em 1911, quando esse pesquisador
isolou o bacilo em Anagasta kuehniella. Posteriormente, ele a nomeou Bacillus thuringiensis
em homenagem à província de Thuringen (Alemanha), onde o primeiro inseto infectado foi
encontrado. Embora esta seja a primeira descrição utilizando o nome de Bacillus thuringiensis,
não foi o primeiro isolamento desse patógeno. Em 1901, o biólogo S. Ishiwata isolou a
23
bactéria que era o agente causal da sotto-disease. Em 1908, Iwabuchi a denominou B. sotto
Ishiwata, que posteriormente foi considerado nome inválido e o nome mais recente (Bacillus
thuringiensis) foi mantido (FEITELSON et al., 1992; GLARE & O’CALLAGHAN, 2000).
O processo de obtenção de uma planta Bt é bastante complexo. Primeiramente, uma
cepa de Bt que é ativa contra os insetos-praga é identificada e os genes que produziram a
proteína são isolados. Esses genes geralmente não expressam a proteína Bt em níveis
suficientemente elevados, então versões truncadas do gene são sintetizadas mediante
alterações no códon e eliminação de certas sequências. Plantas na fase de cultura de tecido são
então transformadas via Agrobacterium tumefaciens ou biobalística, com o gene Bt,
juntamente com um marcador selecionado, o qual é utilizado para identificar as plantas em
que o gene Bt foi inserido de forma estável no genoma. Comumente são utilizados marcadores
que conferem resistência a antibióticos (ex. kanamicina), ao herbicida ou que expressam
determinadas substâncias químicas para identificação das células transformadas (ex. bglucoronidase) (FISCHHOFF, 1987).
A grande maioria das plantas geneticamente modificadas resistentes a insetos expressa
genes derivados da bactéria B. thuringiensis. Insetos e Bt têm coexistido por milhões de anos,
já que B. thuringiensis é uma bactéria gram-positiva, esporulante e anaeróbica facultativa, em
forma de bastonete que habita naturalmente o solo. O Bt ocorre naturalmente em diversos
hábitats incluindo solo, filoplano, resíduos de grãos, poeira, água, matéria vegetal e insetos
(BOUCIAS & PENDLAND, 1998; MONNERAT & BRAVO, 2000).
A atividade entomopatogênica desse microrganismo (Bt) deve-se a uma introdução
cristalina produzida durante a esporulação (pró-toxinas). O cristal, composto por proteínas
denominadas δ-endotoxina ou proteínas cristal (Cry), apresenta ação extremamente tóxica a
altamente específica para lagartas de insetos de três ordens: Lepidoptera, Diptera e Coleoptera,
dependendo da proteína. Constam na base de dados, mais de 400 genes cry descritos, os quais
estão distribuídos em 55 classes de proteínas (MONNERAT & BRAVO, 2000; PINTO &
FIUZA, 2008).
Os genes cry estão localizados em plasmídios (moléculas circulares duplas de DNA
capazes de se reproduzir independentemente do DNA cromossômico) e muitos isolados
possuem diversos genes cry responsáveis pela síntese de diferentes proteínas inseticidas
(LERECLUS et al., 1993), as quais foram classificadas como cry1 a cry55, dependendo da
especificidade do hospedeiro e do grau de homologia de seus aminoácidos (CRICKMORE,
2006; HÖFTE & WHITELEY, 1989).
24
Já foram isoladas milhares de cepas de B. thuringiensis, as quais, na sua maioria,
produzem uma ou mais δ-endotoxinas com atividade específica às ordens de insetos avaliadas
(GAO et al., 2008; MONNERAT et al., 2007; PINTO & FIUZA, 2002; SCHNEPF et al.,
1998).
Estudos sobre o mecanismo de ação têm identificado as toxinas cristalinas do B.
thuringiensis como agentes tóxicos que agem no sistema digestivo das lagartas. O mecanismo
de ação dessas proteínas denominadas Cry tem sido estudado extensivamente em lepidópteros
(Figura 3), dípteros e coleópteros (SILVA-FILHO & FALCO, 2001).
Figura 3 - Mecanismo de ação de Bacillus thuringiensis. (Fonte: WHO, 1999).
Eles envolvem a solubilização do cristal no intestino médio do inseto, a ação de
proteases sobre a protoxina, a aderência da proteína Cry aos receptores do intestino médio e a
sua inserção dentro da membrana criando canais de íons ou poros (TOJO & AIZAWA, 1983).
As lagartas, ao se alimentarem do tecido foliar do milho geneticamente modificado com Bt,
ingerem os cristais de proteína, que se dissolvem, e as pró-toxinas dissolvidas são então
clivadas pelas proteinases intestinais do tipo tripsina (MILNE & KAPLAN, 1993), ativando
as toxinas. As toxinas ativadas ligam-se às células da superfície do intestino médio, causando
aumento de volume e ruptura das mesmas e, consequentemente, destruindo as células
epiteliais do intestino médio. A destruição do epitélio do intestino médio ocorre devido à
mudança no seu equilíbrio osmótico. O mecanismo exato ainda não está totalmente claro:
duas possibilidades que têm sido propostas são a formação de poros nas membranas celulares
25
pela própria toxina e a interação com as proteínas responsáveis pelo transporte de sódio e
potássio presentes na membrana (HIMENO, 1987).
A função dos esporos na patogênese é classificada em três tipos de reação. A reação
do tipo I designa aquelas larvas que morrem muito rapidamente, dentro de 1 a 7 horas. Nessas
larvas, o pH do intestino médio seria maior que 9,5. Após a dissolução da parede do intestino
pela toxina, o suco digestivo penetra no hemocele, onde os esporos germinam dentro dos
insetos e o Bt prolifera. No tipo II (pH intestinal entre 8,0 e 9,5) o inseto leva de 2 a 4 dias
para morrer e os esporos germinam antes da morte. Se o pH do intestino da larva for menor
que 8,0 (tipo III), a toxina abre o caminho para a invasão do hemocele pela bactéria, causando
morte por infecção bacteriana generalizada (HAIN & SCHREIER, 1996).
As proteínas Bt são sintetizadas como protoxinas, que não possuem atividade tóxica. A
toxina só se torna ativa quando ingerida pelo inseto porque, devido às condições alcalinas (pH
acima de 8) do tubo digestivo, ocorre a quebra da proteína, liberando o núcleo ativo. Ressaltase que essa toxina é inócua a humanos e a vertebrados, que possuem o pH intestinal ácido, em
que a proteína é rapidamente degradada (MENDES et al., 2008).
Em 1987, foi produzida a primeira planta de tomate com genes de Bt (FISCHHOFF,
1987). Em 1995, o milho MaximizerTM da Novartis, o algodão BollgardTM e a batata
NewleafTM da Monsanto foram introduzidas no mercado norte-americano, sendo
genericamente conhecidas como plantas-Bt (JOUANIN et al., 1998).
A tecnologia do milho geneticamente modificado foi lançada comercialmente nos
EUA, em 1996, e vem sendo utilizada também em outros países. Atualmente, o milho-Bt é a
planta transgênica mais cultivada no mundo, ocupando 15% da área global cultivada com
transgênicos em países como EUA, Canadá, Argentina, África do Sul, Espanha e França. Em
2008, as áreas de cultivo ocupadas com organismos geneticamente modificados no mundo
foram de 125 milhões de hectares, sendo 24 milhões de hectares ocupados por milho Bt
(BROOKES, 2009).
No Brasil, o primeiro evento de milho transgênico resistente a insetos foi aprovado em
2007, sendo que esse evento expressava a proteína Cry1Ab de B. thuringiensis (Bt).
Posteriormente, foram aprovados outros eventos que expressam outras proteínas de Bt, tais
como Cry1F e Vip3A, bem como os eventos que expressam mais de uma proteína:
Cry1A.105/Cry2Ab2, Cry1b/Vip3A, Cry1Ab/Cry1F e Cry1A.105Cry2Ab2/Cry1F (OMOTO
et al., 2012).
Estudos divulgados pela consultoria Céleres em 2013 mostraram que a área plantada
com sementes geneticamente modificadas de soja, milho e algodão cresceu 14% no Brasil, no
26
último ano, chegando a 37,1 milhões de hectares, um aumento de 4,6 milhões em relação ao
ano anterior. O IBGE e a consultoria Céleres estimaram que os cultivos transgênicos
responderam por cerca de 54,8% de toda a área cultivada na safra de 2012/2013 no país (BBC
BRASIL, 2013).
Na safra de 2012/2013, o uso de híbridos de milho transgênicos na safra de verão e
segunda safra atingiram 12,2 milhões de hectares plantados, ocupando cerca de 33% das
terras brasileiras apenas com essa gramínea (ABRASEM, 2013), concretizando seu lugar no
ranking dos países que mais utilizam a tecnologia dos organismos geneticamente modificados,
ficando atrás somente dos Estados Unidos.
No Brasil, na segunda safra de 2011, a adoção de milho geneticamente modificado já
havia atingido 80% da área cultivada com esse cereal (OMOTO et al., 2012). No Estado de
São Paulo, a adoção de milho com algum evento Bt para controle de insetos chegou a atingir
86% das áreas de cultivo (CÉLERES, 2013).
A utilização de plantas geneticamente modificadas com gene Bt é uma alternativa que
elimina grande parte dos inconvenientes advindos da utilização de inseticidas, pois essa
tecnologia tem alta especificidade, e é restrita apenas ao grupo de lepidópteros-praga, sendo,
dessa forma, compatível com o controle biológico entre outros métodos de controle. Os genes
cry1, cry2 e cry9 são específicos em relação aos lepidópteros; cry2 são ativos contra
lepidópteros e dípteros; cry3, cry7 e cry8 contra coleópteros; cry5, cry12, cry13 e cry14
contra nematoides; e cry4A, cry10, cry11, cry17, cry19, cry24, cry25, cry27, cry29, cry30,
cry32 são ativos contra dípteros (CARNEIRO et al., 2009).
Nas plantas geneticamente modificadas as toxinas são expressas constitutivamente,
controlando as pragas-alvo durante todos os estádios de desenvolvimento fenológico da
cultura; com isso, ocorre substancial redução no uso de inseticidas nas lavouras geneticamente
modificadas, bem como favorecimento das populações de inimigos naturais presentes nos
agrossistemas (REED et al., 2001). Além do mais, os insetos-praga são controlados nas fases
mais críticas da cultura, independentemente de condições climáticas, pois a ação inseticida é
confinada à planta e não há o risco de deriva. Assim, apenas os insetos-alvo suscetíveis que se
alimentam diretamente dessas plantas são afetados, e as toxinas expressas nas plantas são
biodegradáveis e não se acumulam no ambiente, ao contrário de muitos inseticidas sintéticos
(ROMEIS et al., 2006).
A atual geração de organismos geneticamente modificados tem incorporado às novas
cultivares dois efeitos causados pelas tecnologias na produção de um determinado bem. O
primeiro efeito está relacionado à redução dos custos de produção e o segundo está
27
relacionado à redução nas perdas causadas por algum agente. A mudança nas práticas
culturais e a redução do uso de agroquímicos podem reduzir os custos e diminuir os riscos de
perdas na produção da cultura, possibilitando o aumento da renda do agricultor (DUARTE,
2009).
Embora tenha sido anunciada como uma tecnologia capaz de aumentar a
produtividade das lavouras, a transgenia tem como maiores efeitos, em termos econômicos, a
redução dos custos e a diminuição das perdas causadas por fatores bióticos que atuam no meio
ambiente, onde estas são cultivadas. Na realidade, os dados de pesquisa nos Estados Unidos
indicam que, quando se compara a produção de cultivares semelhantes, transgênicos e
convencionais, constata-se que, controlando outros fatores, em condições onde não há pressão
de pragas do meio ambiente no desenvolvimento das lavouras, a produtividade do cultivo
convencional é igual ou ligeiramente superior à produtividade do cultivo com transgênico
(DUARTE, 2001; NILL, 2003; SHOEMAKER et al., 2001).
Os ganhos dos cultivos de organismos geneticamente modificados são derivados da
redução do custo de uso de defensivos e da diminuição da perda de produtividade causada
pela infestação de pragas. No caso de materiais com Bt, o retorno, em termos de
produtividade, é maior nos anos em que as infestações são mais agudas e menores em anos
em que as infestações são mais baixas (FERNANDEZ-CORTEJO & MCBRIDE, 2000;
MARRA et al., 1998).
Estudos apontam que híbridos transgênicos com a tecnologia Bt podem reduzir
significativamente os prejuízos causados por S. frugiperda, proporcionando reduções nas
perdas de 15% a 20% quando comparado com cultivares convencionais (PURCINO et al.,
2009).
Comparando-se as versões transgênicas (que expressam a proteína Cry1Ab) com as
normais, de oito híbridos simples de milho da Northrup King, avaliados para resistência a S.
frugiperda e D. grandiosella, tanto em teste de campo como em bioensaios, WILLIAMS et al.
(1997) verificaram que a área foliar destruída, a sobrevivência e o desenvolvimento dos
insetos foram significativamente menores nos híbridos transgênicos. Os autores concluíram
que a expressão do gene Bt Cry1Ab produziu características de alta resistência a S. frugiperda
e quase imunidade a D. grandiosella.
Além da redução das perdas diretas causadas pelos danos das lagartas, outras
vantagens do uso do milho Bt incluem a redução da aplicação de agrotóxicos, a comodidade
para o produtor, a diminuição da incidência de micotoxinas e, consequentemente, a oferta de
alimentos mais saudáveis para humanos e criações (PURCINO et al., 2009).
28
Estudos demonstraram a ação tóxica de Cry1Ab para lepidópteros. Bioensaios foram
realizados por WILLIAMS et al. (1998), com o objetivo de avaliar a resistência de milhos
geneticamente modificados, que expressam a toxina Cry1Ab, a alguns lepidópteros-praga do
milho. Entre as pragas estudadas, lagartas de S. frugiperda apresentaram menor sobrevivência
e alongamento do desenvolvimento larval, em dietas contendo palha e estilo-estigma
liofilizados provenientes de espigas do milho modificado.
LYNCH et al. (1999), em teste de campo, nos Estados Unidos, com o milho doce Bt11
(toxina Cry1Ab), confirmaram os efeitos adversos da toxina, presente nas folhas, no
desenvolvimento biológico de S. frugiperda. Os dados de campo indicaram adequada
proteção de folhas e espigas aos danos dessa praga no milho Bt11.
Em estudos de campo, BUNTIN et al. (2001) avaliaram a eficiência dos milhos
geneticamente modificados MON810 e Bt11 (proteína Cy1Ab) e milho convencional no
controle de S. frugiperda. Os autores verificaram ocorrência de atraso no desenvolvimento
das lagartas infestantes do milho geneticamente modificado e redução nas infestações e nos
danos nos cartuchos das plantas. Além disso, lagartas alimentadas em milho geneticamente
modificado apresentaram tamanho menor (correspondente ao terceiro e quarto ínstares)
quando comparadas com as lagartas alimentadas em milho convencional (tamanho
correspondente ao quinto e sexto ínstares), demonstrando assim o efeito deletério da proteína
Cry1Ab no desenvolvimento desse lepidóptero.
WAQUIL et al. (2002), estudando a eficiência de nove híbridos de milho
geneticamente modificados com expressão das toxinas Cry 1A(b), Cry 1A(c), Cry 9C, Cry 1F,
nos EUA, observaram diferentes níveis de resistência dos híbridos a S. frugiperda, e os que
expressavam as toxinas Cry 1F, Cry 1A(b), Cry 1A(c) e Cry 9C foram considerados altamente
resistente, resistente, moderadamente resistente e suscetível, respectivamente.
De acordo com MENDES & WAQUIL (2009), é possível que o produtor encontre em
condições de campo respostas diferenciadas em relação ao controle da lagarta-do-cartucho
com a utilização de eventos diferentes. Dentro do mesmo grupo de insetos, a atividade de
cada toxina é diferenciada. As toxinas Cry 1A(b) e Cry 1F têm atividade sobre os
lepidópteros-praga do milho e apresentam alta especificidade a esse grupo, embora estudos
toxicológicos revelem diferenças significativas em nível de toxicidade para cada espécie.
FERNANDES et al. (2003) verificaram, para as cultivares comerciais DKB806 YG e
DKB909 YG que expressam a toxina Cry 1A(b), em condições de campo, apresentaram
níveis diferentes de infestação de S. frugiperda, de acordo com o estádio fenológico da cultura,
29
a época do ano e a localização geográfica do cultivo. Portanto, a eficácia e a expressão da
resistência na planta são complexas e podem ser influenciadas por fatores bióticos e abióticos.
Na safra de 2013/2014 verificou-se que as cultivares transgênicas atualmente no
mercado são resultantes de seis eventos transgênicos para o controle de lagartas: o evento TC
1507, marca Herculex I®; o evento MON 810, marca registrada YieldGard®; o evento Bt11,
marca Agrisure TL®; o evento MIR162, marca TL VIP® e dois eventos transgênicos que
conferem resistência ao herbicida glifosato aplicado em pós-emergência: o NK603, marca
registrada Roundup Ready®, e o GA 21 –TG (EMBRAPA, 2014).
Existem, no mercado internacional, três marcas de milho Bt para o controle de lagartas
de lepidópteros: YieldGard® da Monsanto; Agrisure® da Syngenta; e Herculex® I
desenvolvido pela Dow AgroSciences em conjunto com a Pioneer®. Os dois primeiros
contêm a proteína Cry1Ab e, o último a proteína Cry1F, tendo os três como alvo as lagartas
da ordem Lepidoptera (SCHIOCHET & MARCHIORO, 2011).
O gene cry1Ab expressa a característica de resistência durante todo o ciclo da cultura
para algumas espécies de insetos-praga da ordem Lepidoptera, promovendo o controle da
Diatraea saccharalis (broca-do-colmo) e a supressão da S. frugiperda (lagarta-do-cartucho) e
da Helicoverpa zea (lagarta-da-espiga). O produto da expressão do gene cry1Ab é a proteína
Cry1Ab, que exerce efeito inseticida, quando ingerida pelas pragas-alvo, protegendo as
plantas dos danos causados por essas pragas (MONSANTO, 2010a).
O gene cry1F expressa a proteína Cry1F, que é uma delta-endotoxina que deve ser
ingerida para que cause a morte do inseto alvo. A Cry1F é letal, portanto, somente quando
ingerido pelas larvas de certos lepidópteros e sua especificidade de ação é devido à presença
de sítios específicos de ligação no trato digestivo dos insetos-alvo (DOW AGROSCIENCES,
2013).
Existem no mercado brasileiro, 168 cultivares de milho Bt, resistentes a insetos da
ordem Lepidoptera, sendo que 54 são cultivares com a marca YieldGard VT PRO® (evento
MON 89034); 54 são cultivares com a marca Herculex I® (evento TC 1507); 38 são
cultivares com a marca YieldGard® (evento MON 810); 18 são cultivares com a marca
Agrisure TL® (evento BT11), 4 são cultivares com a marca TL VIP® (evento MIR 162)
(EMBRAPA, 2014). O YieldGard® (YG, Y) expressa a toxina Cry 1Ab; YielGard VT PRO®
expressa a Cry 1A105 (1Ab, 1Ac, 1F) + Cry 2Ab2; o evento Herculex I® (HX, H) expressa a
toxina Cry 1F; o evento Agrisure TL® (TL) expressa a Cry 1Ab e o TL VIP® o evento
VIP3Aa20 (EMBRAPA, 2014).
30
O evento MON89034 pertence à segunda geração de plantas de milho resistentes a
insetos, em que duas proteínas derivadas do Bacillus thuringiensis (proteínas Cry1A.105 e
Cry2Ab2) foram introduzidas nas linhagens MON89034, proporcionando um controle ainda
mais efetivo em relação às primeiras gerações transgênicas. Sua vantagem é produzir duas
proteínas com efeitos diferentes nos insetos alvo, em que num eventual desenvolvimento de
resistência do inseto a uma das proteínas restará a segunda para controlá-lo (ALVES et al.,
2009).
2.6 Genética da Resistência de Plantas a Insetos
A resistência de muitas variedades é efetiva somente por um período de tempo devido
ao desenvolvimento de novos biótipos da praga, aos quais as variedades resistentes são
suscetíveis (VENDRAMIM & NISHIKAWA, 2001).
A resistência que é controlada efetivamente por um ou poucos genes, resultando em
classes distintas de fenótipos, em termos de presença ou ausência do caráter, sem estágios
intermediários, é denominada resistência vertical (VAN DER PLANK, 1963) ou específica
(FEHR, 1987). Esse tipo de resistência ocorre quando o ataque em uma série de variedades de
uma espécie vegetal, infestada por uma série de biótipos de um inseto, apresenta interação
diferencial. A resistência vertical é controlada por genes maiores ou oligogenes; é mais fácil
de ser incorporada em novas variedades e, geralmente, proporciona um alto nível de
resistência contra insetos herbívoros. A maior desvantagem é que este tipo de resistência pode
ser o ponto de partida para a seleção de novos biótipos, os quais podem ser capazes de atacar
as variedades resistentes. O uso contínuo dessa variedade resistente pode resultar em um
aumento na frequência de biótipos, aos quais, essa variedade é suscetível e a praga pode então,
causar prejuízos maiores (VENDRAMIM & NISHIKAWA, 2001).
Uma característica importante da resistência vertical é que existem genes específicos
de resistência na planta, assim como a praga também tem genes específicos para a capacidade
de ataque. Este fenômeno é conhecido como relação gene-a-gene, onde cada gene de
resistência no hospedeiro coresponderia a um cadeado e, cada gene de agressividade no
parasita, corresponderia a uma chave. De modo que quando um parasita ataca o hospedeiro,
sua chave pode ou não servir no cadeado da planta. Caso sirva, o ataque tem sucesso, pois a
porta da resistência foi aberta, e, portanto, a resistência vertical foi quebrada (VENDRAMIM
& NISHIKAWA, 2001).
31
Já a resistência denominada horizontal ou geral é controlada por vários genes e
considerada quantitativa, apresentando distribuição contínua e ocorrendo em vários níveis
entre um máximo e um mínimo. Esse tipo de resistência ocorre quando o ataque de uma série
de variedades de uma espécie vegetal, infestada por uma série de biótipos de um inseto, não
apresenta interação diferencial. A resistência horizontal apresenta um controle genético
poligênico, é mais estável, porém de nível inferior em relação à resistência vertical e,
geralmente, com baixa herdabilidade, o que resulta em maior dificuldade da incorporação no
material vegetal (VENDRAMIM & NISHIKAWA, 2001).
A grande vantagem da resistência horizontal consiste na sua habilidade em controlar
um amplo espectro de biótipos do inseto. Novos biótipos tem grande dificuldade em transpor
as barreiras impostas pelos vários alelos de resistência. A grande desvantagem dessa
resistência consiste na dificuldade de transferi-la de um genótipo para outro, pois a
probabilidade de se transferir todos os alelos desejados de um genótipo resistente a um
suscetível é muito baixa quando um grande número de genes está envolvido (VENDRAMIM
& NISHIKAWA, 2001).
Conforme salientado por LOURENÇÃO et al. (2009), como toda a tecnologia, os
benefícios econômicos do uso do milho Bt serão alcançados somente se for aplicada de
maneira adequada, seguindo-se as recomendações de órgãos de pesquisa e empresas.
Especificamente o milho Bt visa ao controle da lagarta-do-cartucho do milho, S. frugiperda,
da lagarta-da-espiga, H. zea (Boddie) e da broca da cana-de-açúcar, D. saccharalis (Fabricius).
Uma das grandes preocupações do uso do milho Bt está na quebra da resistência das
cultivares por biótipos (raças) de insetos resistentes às toxinas do Bt. Esta é uma possibilidade
real, pois, assim como há variabilidade genética no melhoramento das diferentes espécies
cultivadas, como as diferenças entre as cultivares de milho, ela também existe nas populações
selvagens dos insetos-praga. Portanto, com o sucesso da tecnologia Bt no controle das lagartas,
há uma tendência do uso intensivo dessa tecnologia em extensas áreas, o que promoverá um
controle expressivo da população selvagem das espécies-alvo. Entretanto, insetos resistentes
às toxinas do Bt já presentes, mas em frequência muito baixa nas populações selvagens
presentes no agroecossistema, sobreviverão. Se houver cruzamentos entre esses raros
sobreviventes nas lavouras Bt, surgirá uma nova raça (biótipo) de insetos resistentes.
2.6.1 Resistência de pragas a toxinas Bt
A evolução da resistência em populações de insetos-praga a práticas de controle é uma
realidade e vem chamando a atenção em todos os seguimentos de controle de pragas.
32
Resistência é definida como a capacidade adquirida por meio de um processo
evolutivo, de um organismo sobreviver, em resposta à pressão de seleção imposta pela
exposição a algum agente tóxico (ILSI/HESI, 1998). A evolução da resistência consiste na
seleção dos indivíduos resistentes e no aumento da frequência destes indivíduos ou de seus
genes na população da praga, e, portanto, na limitação da eficiência das tecnologias para o
manejo da praga (ABRASEM, 2014).
Pragas-alvo evoluem em resposta à seleção natural imposta pelos métodos de controle
limitando sua eficiência e viabilidade em longo prazo (HAWTHORNE, 1998). Os casos de
resistência não se limitam a inseticidas sintéticos, mas incluem uma ampla gama de produtos
naturais incluindo reguladores de crescimento e agentes de controle biológico, entre eles a
toxina produzida pelo B. thuringiensis. Estimativas atuais indicam que cerca de 500 espécies
de insetos desenvolveram raças resistentes a um ou mais pesticidas (ROUSH, 2000).
No caso específico do milho Bt, as lagartas naturalmente resistentes podem sobreviver
no campo e transmitir a resistência para gerações futuras. Entretanto, o risco de amento da
resistência pode ser minimizado com a adoção de medidas apropriadas. A melhora maneira de
se preservar os benefícios da tecnologia Bt seria adotar o uso de ferramentas do Manejo de
Resistência de Insetos (MRI) (ABRASEM, 2014).
Para proteínas inseticidas de Bt, o primeiro caso de evolução da resistência de insetos
foi reportado em 1985 para uma população de laboratório de Plodia interpunctella (Hübner),
a qual apresentou uma razão de resistência de 100 vezes após ser criada por 15 gerações em
dieta artificial tratada com inseticida biológico de Bt (MCGAUGHEY, 1985). Estudos
bioquímicos indicaram que a população resistente possuía uma alteração no sítio de ligação da
proteína inseticida no intestino médio (VAN RIE et al., 1990). Posteriormente, houve relatos
de evolução de resistência a inseticidas biológicos de Bt para populações de campo de traça
das crucíferas, Plutella xylostella (Linnaeus), nas Filipinas. Outros relatos apontaram falhas
de controle da traça das crucíferas também em áreas dos EUA, Japão, América Central e
China (TABASHNIK et al., 1997), sendo este considerado o primeiro caso de resistência de
insetos a inseticidas biológicos em campo (FERRÉ & VAN RIE, 2002).
Populações de várias espécies de lepidópteros, coleópteros e dípteros, têm
desenvolvido resistência à toxina Bt em condições de laboratório (NEPPL, 2000; ROUSH,
2000). LIANG et al. (1998) detectaram resistência à toxina Bt em algumas populações de
Helicoverpa armigera na China. SHELTON et al. (2000) observaram em experimentos de
campo, populações da traça das crucíferas sobrevivendo em crucíferas transgênicas
33
expressando altos níveis de Cry1Ac. Esses resultados alertam para a possibilidade de insetos
desenvolverem resistência a culturas transgênicas inseticidas contendo toxinas Bt.
Até o momento, todos os casos de evolução da resistência de insetos a proteínas de Bt
restringiam-se a inseticidas biológicos de Bt aplicados em pulverização ou devido à seleção de
linhagens resistentes em condições de laboratório. No entanto, a partir de 2007 foram
reportados vários casos de evolução da resistência a campo de pragas-alvo de plantas Bt,
como no caso de resistência de Busseola fusca (Fuller) à proteína Cry1Ab expressa em milho,
na África do Sul (VAN RENSBURG, 2007), evidência de evolução da resistência de
Helicoverpa zea (Boddie) à proteína Cry1Ac expressa em algodão, nos EUA (TABASHNIK
et al., 2008), resistência de S. frugiperda à proteína Cry1F expressa em milho, em Porto Rico
(STORER et al., 2010), Pectinophora gossypiella (Saunders) à proteína Cry1Ac expressa em
algodão, na Índia (DUHRUA & GUJAR, 2011) e Diabrotica virgifera virgifera Le Conte à
proteína Cry3Bb1 expressa em milho, nos EUA (GASSMANN et al., 2011).
A evolução da resistência em populações de B. fusca em milho que expressa Cy1Ab
na África do Sul ocorreu em menos de 10 anos de uso da tecnologia. A evolução da
resistência foi confirmada após relatos de danos de B. fusca em milho Cry1Ab cultivado em
sistema irrigado. Esse sistema de cultivo pode ter contribuído para aumentar a pressão de
seleção e favorecido a evolução da resistência, uma vez que as mariposas apresentam
preferência por ambientes de alta umidade. A progênie de algumas populações da praga
coletada em sistema de cultivo irrigado sobreviveu em vários híbridos de milho Cry1Ab
durante todo o período larval, enquanto que, a progênie de populações da praga de áreas de
milho em sequeiro morreu antes do 8º dia da infestação das plantas (VAN RENSBURG,
2007).
O desenvolvimento de resistência a plantas transgênicas Bt anularia os benefícios
dessa nova tecnologia que é cultivada em milhões de hectares em todo o mundo. Entre os
benefícios do cultivo de plantas Bt está a redução no uso de inseticidas de alta toxicidade para
o homem (MAIA, 2003).
A evolução da resistência de S. frugiperda a toxina Cry1F ocorreu apenas quatro anos
após a liberação comercial do milho Bt, tornando esse, até o momento, o caso mais rápido de
evolução da resistência a campo para uma cultura Bt. A possível causa da evolução da
resistência em período tão curto se deve ao fato da expressão em baixa dose da proteína
Cry1F, a geografia da ilha (isolamento das populações) e a elevada pressão populacional da
praga (STORER et al., 2010).
A evolução da resistência é o resultado da pressão de seleção que, consequentemente
34
pode ocasionar mudanças na composição genética das populações aumentando a frequência
relativa de alguns indivíduos "pré-adaptados" (CROW, 1957). Nesse contexto, resistência é
definida como o desenvolvimento de uma habilidade herdada de um organismo de tolerar
doses de tóxicos que seriam letais para a maioria dos indivíduos da espécie (CROFT & VAN
DE BANN, 1988). No caso de plantas Bt, significa dizer que um indivíduo pode crescer e se
desenvolver se alimentando apenas da planta Bt, e em seguida, acasalar e produzir
descendentes viáveis (ANDOW, 2008).
2.6.2 Manejo da resistência
Manejo da resistência de insetos é o termo usado para descrever um conjunto de
práticas cujo objetivo é reduzir o potencial para o desenvolvimento de resistência das pragas a
inseticidas. Entre as várias estratégias que tem sido propostas para evitar ou retardar a
evolução da resistência, uma estratégia bastante utilizada é a expressão de altas doses da
proteína inseticida nos tecidos da planta e o plantio e manutenção de áreas de refúgio (plantas
não Bt) (ALSTAD & ANDOW, 1995; GOULD, 1994; GOULD, 1998; HUANG et al., 2011).
O tamanho e arranjo do refúgio são fatores chave no manejo da resistência. Estão
intrinsecamente relacionados com a habilidade de dispersão da praga (ILSI/HESI, 1998). O
uso de controle químico ou biológico no refúgio influencia sua eficiência, pois altera o
número de indivíduos susceptíveis disponíveis para acasalamento com os resistentes na área
da cultura transgênica. A rotação de culturas também pode ser empregada com o mesmo
objetivo, podendo ser feita entre diferentes espécies hospedeiras ou não hospedeiras da pragaalvo ou ainda, entre materiais genéticos transgênicos e não transgênicos da mesma espécie
(MAIA, 2003).
Há basicamente dois tipos de estratégias para manejo da resistência de pragas alvo em
culturas transgênicas inseticidas: prevenção ou remediação. As estratégias preventivas
incluem: (i) expressão de toxinas em alta dose e adoção de refúgios estruturados; (ii)
expressão de múltiplas toxinas Bt na mesma planta; (iii) expressão de toxinas Bt em baixas
doses e controle biológico; (iv) toxinas com expressão seletiva; e (v) rotação de culturas
transgênicas Bt e não-transgênicas (ANDOW & ALSTAD, 1998; GOULD, 1998; SCHÜTTE,
2000).
A área de refúgio consiste no plantio de milho convencional como parte da área a ser
plantada com milho transgênico (Bt), com o intuito de preservar a eficiência da tecnologia do
milho transgênico (MONSANTO, 2010b). Desse modo, indivíduos da praga-alvo, dessa
população sensível, irão se acasalar com qualquer indivíduo resistente que possa ter
35
sobrevivido na lavoura de milho Bt, transmitindo a suscetibilidade ao Bt para gerações futuras
desse inseto.
Assim, a área de refúgio seria aquela em que a praga-alvo irá sobreviver e reproduzirse sem a exposição à toxina Bt. Os insetos oriundos dessa área poderão se acasalar com os
insetos sobreviventes das áreas plantadas com milho transgênico (Bt), possibilitando a
manutenção da suscetibilidade à toxina Bt e, evitando assim a possibilidade de evolução da
resistência na população de insetos-alvo (MONSANTO, 2010b).
No Brasil, para a cultura do milho, a recomendação técnica da área de refúgio depende
do evento, variando normalmente entre 5% e 20% de milho não Bt plantado na área total.
Essa recomendação é influenciada, especialmente, pela eficácia da proteína utilizada,
sobretudo se o evento possui proteínas piramidadas (LEITE et al., 2011). Além disso, a área
de refúgio deve estar a menos de 800 metros da área a ser plantada com milho Bt (resistente a
insetos) (Figura 4), pois essa seria a distância máxima verificada pela dispersão dos adultos de
S. frugiperda no campo (VILARINHO, 2007). Todas as recomendações são no sentido de
sincronizar os cruzamentos dos possíveis adultos sobreviventes na área de milho Bt com
suscetíveis emergidos na área de refúgio (LEITE et al., 2011).
Figura 4 - Opções de configurações de área de refúgio (Fonte: MONSANTO, 2010a).
Recomenda-se que o refúgio seja plantado com um híbrido convencional de ciclo
vegetativo similar e, ao mesmo tempo, e na mesma propriedade do plantio do milho Bt
(MONSANTO, 2010b). A área de coexistência pode ser contabilizada para área de refúgio,
desde que obedecidos os 800 metros de distância.
36
Nessa área, é possível plantar outro tipo de milho transgênico, como o tolerante a
herbicida, mas, nesse caso, não poderá contabilizar como área de isolamento segundo a norma
de distâncias mínimas. Portanto, apenas milho convencional poderá ser utilizado na área de
refúgio para cumprir a norma das distâncias mínimas (MONSANTO, 2009).
Segundo o relatório do Science Advisory Panel, refúgios estruturados para uma
determinada praga alvo incluem todas as culturas hospedeiras adequadas para este fim,
plantadas e manejadas pelo homem. Algumas das estratégias descritas acima podem ser
combinadas entre si, como por exemplo, a estratégia alta dose/refúgio estruturado com
híbridos expressando múltiplas toxinas. Agentes de controle biológico como parasitoides do
gênero Trichogramma, baculovírus, fungos entomófagos ou ainda a liberação de indivíduos
estéreis das pragas alvo podem ser utilizados, apenas na área da cultura transgênica, quando o
híbrido expressar baixa dose da toxina (SCHÜTTE, 2000).
É necessário que não haja preferência dos agentes por presas ou hospedeiros
suscetíveis em relação aos resistentes. Dependendo da mobilidade do agente, isso pode não
ser possível, pois se os insetos susceptíveis forem atingidos antes do acasalamento, a
eficiência do refúgio será comprometida (MAIA, 2003).
Variedades expressando toxinas em altas doses e adoção de refúgio como a própria
denominação indicam, referem-se ao uso de um híbrido ou variedade que expresse a toxina Bt
em alta concentração em todos os tecidos da planta combinado com a adoção de refúgios
estruturados (MAIA, 2003). Entende-se por alta dose a expressão da proteína inseticida em
concentração de pelo menos 25 vezes a que seria necessária para matar 99% de uma
população suscetível de referência (CAPRIO et al., 2000; TABASHNIK, 1994). A alta dose
permite maiores opções de manejo de resistência de insetos, como a utilização de áreas de
refúgio de menor tamanho, as quais são mais facilmente implementadas, em comparação a
áreas de refúgio para baixa dose (STORER et al., 2003).
Por sua vez, o refúgio compreende a área onde a praga não é exposta à pressão de
seleção pela mesma proteína inseticida presente no campo Bt, na qual pode sobreviver,
reproduzir e acasalar-se com os indivíduos sobreviventes no campo Bt. Desse modo, a
evolução da resistência pode ser retardada se: (i) os raros insetos homozigotos resistentes (RR)
da cultura Bt acasalarem com os insetos homozigotos suscetíveis (SS) da área de refúgio e, (ii)
se o heterozigoto (RS) resultante do acasalamento for morto pela alta dose da proteína
inseticida expressa na planta Bt (BRAVO & SOBERÓN, 2008). Em outras palavras, a alta
dose torna a resistência funcionalmente recessiva, o resultado final é uma baixa sobrevivência
37
de insetos heterozigotos (RS), os quais, no início do processo de evolução da resistência são
os principais carreadores dos alelos da resistência (GOULD, 1998).
A estratégia do uso de materiais genéticos expressando duas ou mais toxinas são
expressas na mesma variedade transgênica e os alelos de resistência são herdados e atuam de
modo independente. A teoria prediz que a evolução da resistência pode ser significativamente
retardada (MAIA, 2003). No algodão Bollgard IITM foi utilizada essa estratégia, com a
inserção das toxinas Cry1Ac e Cry2Ab. No entanto, quando ocorre resistência cruzada, como
tem sido observado em algumas pragas com relação às toxinas Cry1Ab e Cry1Ac, essa
estratégia se torna ineficiente.
Segundo MAIA (2003), genótipos expressando toxinas em baixas doses e controle
biológico seria uma abordagem similar ao uso de resistência parcial no melhoramento
genético clássico. Esse método deve ser combinado com outros métodos de controle, tais
como inimigos naturais. Essa estratégia é necessária quando a toxina não é expressa em dose
suficientemente alta, como é o caso dos híbridos de milho MON810 e Bt11 para o controle de
S. frugiperda. Essa estratégia requer refúgios muito maiores que aqueles recomendados para
híbridos que expressam a toxina em alta dose para a praga de interesse.
Na estratégia de expressão seletiva de toxinas, a produção de toxinas em apenas
alguns tecidos da planta e/ou declínio da concentração ao longo do ciclo da cultura pode
reduzir a pressão de seleção sobre a praga alvo e retardar o surgimento de resistência. Essa
estratégia só funciona quando parte da população da praga não é exposta à toxina, ou seja, os
tecidos que não expressam a toxina funcionam como refúgio. Esse tipo de estratégia não seria
efetivo para insetos que se alimentam de diferentes tecidos da planta, sequencialmente,
durante sua fase imatura. Se a concentração da toxina não for uniformemente alta, haverá
intensa seleção para resistência. Em alguns híbridos de milho, como o proveniente do evento
176, onde o declínio da concentração da toxina ocorre após a liberação do pólen, a segunda
geração de algumas pragas-alvo poderá ser exposta a baixas doses, aumentando assim o risco
de resistência (MAIA, 2003).
Na estratégia preventiva com uso de rotação de culturas transgênicas Bt e não
transgênicas, o efeito da rotação de culturas sobre a evolução da resistência não está muito
claro. A rotação de milho transgênico com outra cultura não hospedeira da praga-alvo
assegura que os indivíduos resistentes necessitam migrar para outra área para reproduzir. Caso
o acasalamento ocorra na área de origem, antes da dispersão, não haverá efeito na evolução da
resistência; já se ocorrer após a dispersão, com indivíduos suscetíveis, o efeito será benéfico
(MAIA, 2003).
38
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Experimento em Campo
3.1.1 Locais dos experimentos
Os experimentos de campo foram conduzidos no Estado de São Paulo na Fazenda
Santa Elisa, pertencente ao Instituto Agronômico (IAC), em Campinas (latitude 22º 53' 20" S
longitude 47º 5' 34" W e altitude de 600 m; e solo classificado como Latossolo Vermelho
distroférrico A moderado (LVdf), textura argilosa, segundo o Sistema Brasileiro de
Classificação de Solos) (EMBRAPA, 2006), e no Polo Regional Nordeste Paulista – APTA,
em Mococa (latitude 21º 28' S longitude 47º 01' W e altitude de 665 m; e solo classificado
como Argissolo Vermelho eutrófico de textura média (PVe)) (EMBRAPA, 2006), nas safras
de verão de 2010/2011 e 2011/2012.
Segundo a classificação climática de Köppen, o clima da região de Campinas
apresenta transição entre os tipos climáticos Cwa e Cfa, característico de clima tropical de
altitude, ou seja, com temperaturas inferiores a 18ºC e, verão quente, com temperaturas
superiores a 22ºC e com chuvas. Já em Mococa, na região Noroeste do Estado de São Paulo, o
clima é do tipo Aw, ou seja, clima tropical com estação seca de inverno, com temperatura
média do mês mais frio superior a 18ºC; e, apresentando estação chuvosa no verão, de
novembro a abril, e nítida estação seca no inverno, de maio a outubro, sendo julho o mês mais
seco (CEPAGRI, 2014; CNPF/EMBRAPA, 2014).
3.1.2 Material vegetal
Foram utilizados 12 híbridos simples de milho nos experimentos realizados em campo,
sendo sete na versão transgênica e cinco na versão convencional (Tabela 1). Os híbridos
utilizados no estudo e suas toxinas Bt foram pré-selecionados em função da existência dos
híbridos convencionais e isogênicos transgênicos no mercado.
Todas as sementes utilizadas nos experimentos foram obtidas diretamente junto às
empresas produtoras dos materiais.
39
3.1.3 Delineamento experimental
O delineamento experimental utilizado foi de blocos completos casualizados, com
quatro repetições. Cada parcela apresentou área de 63 m2, sendo constituída de oito linhas de
dez metros de comprimento, espaçadas a 0,9 m entre si, totalizando cerca de 62.500 plantas
ha-1. Foram consideradas parcelas úteis apenas quatro linhas centrais dos híbridos avaliados,
excluindo-se 1,5 m de cada extremidade das linhas.
Os experimentos foram semeados em sistema convencional de plantio, nas datas
29/11/2010 e 27/12/2011 em Campinas (Figura 5); e 26/11/2010 e 10/11/2011 em Mococa
(Figura 6). As colheitas dos experimentos foram realizadas ao redor dos 150-160 dias após a
semeadura, quando as cultivares apresentaram 18% de umidade de grãos.
Após a realização da análise de solo foram realizadas calagem e adubação para a
cultura do milho, de acordo com RAIJ et al. (1997). Assim, em Campinas, na safra 2010/2011,
foram utilizados 450 kg ha-1 da fórmula 4-14-8 (NPK) no plantio, e 200 kg ha-1 de sulfato de
amônia em cobertura; e na safra 2011/2012, 400 kg ha-1 da fórmula 4-14-8 (NPK) no plantio,
e em cobertura 200 kg ha-1 de sulfato de amônia.
Em Mococa, na safra de 2010/2011, foram utilizados 400 kg ha-1 da fórmula 4-14-8
(NPK) no plantio, e 200 kg ha-1 de sulfato de amônia em cobertura; e na safra de 2011/2012,
500 kg ha-1 da fórmula 4-14-8 (NPK) no plantio; e em cobertura 350 kg ha-1 de sulfato de
amônia
40
Tabela 1 - Híbridos de milho, ciclo, uso, evento, marca e toxina Bt utilizados nos experimentos em campo para avaliação da resistência a
Spodoptera frugiperda.
Híbrido
Ciclo
Uso
Evento
Marca (Sigla)
Toxina Bt
Empresa
Precoce
Grão
-
-
-
Du Pont do Brasil S.A
P30F35 YG(2)
Precoce
Grão
MON 810
YieldGard® (YG)
Cry 1Ab
(2)
Precoce
Grão
TC 1507
Herculex® (HX)
Cry 1F
Du Pont do Brasil S.A
DKB390(1)
Precoce
Grão
-
-
-
Dekalb
DKB390 YG(2)
Precoce
Grão
MON 810
YieldGard® (YG)
Cry 1Ab
Dekalb
DKB390 PRO(2)
Precoce
YieldGard VTPro®
Cry 1A105 (1Ab, 1Ac, 1F) +
Grão
MON 89034
(Pro)
Cry2Ab2
DAS2B710(1)
Precoce
Grão
-
-
-
DowAgroscience
DAS2B710 HX(2)
Precoce
Grão
TC 1507
Herculex® (HX)
Cry 1F
DowAgroscience
Maximus(1)
Precoce
Grão/Silagem
-
-
-
Syngenta Seeds Ltda.
Maximus Viptera(2)
Precoce
Grão/Silagem
MIR 162
Viptera® (VIP)
VIP3Aa20
Syngenta Seeds Ltda.
Impacto(1)
Precoce
Grão/Silagem
-
-
Precoce
Grão/Silagem
MIR 162
Viptera® (VIP)
P30F35(1)
P30F35 HX
Impacto Viptera
(1)
(2)
Híbrido Simples Convencional;
(2)
Du Pont do Brasil S.A
Dekalb
Syngenta Seeds Ltda.
VIP3Aa20
Syngenta Seeds Ltda.
Híbrido Simples Transgênico. (Fonte: EMBRAPA, 2014).
41
Figura 5 - Área experimental para avaliação de danos de Spodoptera frugiperda, em
Campinas, SP, na safra de verão de 2010/2011. (Foto: Andrea Moraes).
Figura 6 - Área experimental para avaliação de danos de Spodoptera frugiperda, em
Mococa, SP, na safra de verão de 2010/2011. (Foto: Andrea Moraes).
42
O controle de plantas daninhas foi realizado, quando necessário, com capinas manual e
uso do herbicida tembotriona (Soberan® a 240 ml ha-1) juntamente com a mistura do
adjuvante éster metílico de óleo de soja (Áureo® a 1,0 l ha-1) e atrazina (Atrazina Nortox 500
SC a 1.000 g i.a. ha-1).
Não foi utilizado nenhum tipo de inseticida para controle de lagarta-do-cartucho ou de
outros insetos nas áreas experimentais.
3.1.4 Avaliação dos danos ocasionados por Spodoptera frugiperda
As avaliações dos danos ocasionados por S. frugiperda foram realizadas
quinzenalmente, a partir dos quinze dias após a semeadura do milho e estendendo-se até o
início do florescimento das plantas.
Foram tomadas, ao acaso, dez plantas por parcela, atribuindo-se visualmente a cada
uma delas uma nota de uma escala com variação entre 0 e 9 (Tabela 2 e Figura 7), adaptada
de DAVIS & WILLIAMS (1989), para verificar a intensidade dos danos foliares provocados
pela praga.
Foram utilizados três avaliadores independentes para dar as notas de danos em cada
época de avaliação.
Tabela 2 - Escala de notas de danos causados por Spodoptera frugiperda em plantas de milho
(Adaptada de DAVIS & WILLIAMS, 1989).
Nota
Descrição do dano
0
Sem danos visíveis.
1
Pequenas perfurações em poucas folhas.
2
Pequenos danos em forma de furos em poucas folhas.
3
Danos em forma de furos em várias folhas.
4
Danos em forma de furos em várias folhas e lesões em poucas folhas.
5
Lesões em várias folhas.
6
Grandes lesões em várias folhas.
7
Grandes lesões em várias folhas e porções comidas (dilaceradas) em poucas folhas.
8
Grandes lesões e grandes porções comidas (dilaceradas) em várias folhas.
9
Grandes lesões e grandes porções comidas (dilaceradas) na maioria das folhas.
43
Figura 7 - Escala visual de nota de danos ocasionada por Spodoptera frugiperda.
(Foto: Andrea Moraes)
44
3.1.5 Avaliações complementares
Foram avaliados os seguintes caracteres agronômicos, de acordo com as normas de
VCU (Valor de Cultivo e Uso) para a cultura do milho:
a) Altura da planta (AP): medida realizada após o completo florescimento das plantas
competitivas amostradas de cada parcela, por meio de régua desenvolvida para essa finalidade,
medindo-se a distância entre o nível do solo até a inserção da última folha (folha bandeira),
em centímetros (cm), em cinco plantas ao acaso de cada parcela;
b) Altura de inserção da espiga (AE): medida realizada após o completo florescimento das
plantas competitivas, amostradas de cada parcela, por meio de régua desenvolvida para essa
finalidade, medindo-se a distância entre o nível do solo até a inserção da espiga principal, em
centímetros (cm), em cinco plantas ao acaso de cada parcela;
c) Comprimento da folha (CF): medida realizada com auxílio de régua, medindo-se a
distância entre a base e a ponta de folha da planta logo abaixo da primeira espiga;
d) Largura da folha (LF): medida realizada com auxílio de régua, na parte central da planta,
medindo-se a largura na parte do meio da folha, em cinco plantas ao acaso de cada parcela;
e) Comprimento da espiga (CE): comprimento médio, de ponta a ponta da espiga, em
centímetros (cm), de cinco espigas sem palha, obtidas aleatoriamente de cada parcela, com o
uso de régua;
f) Diâmetro da espiga (DE): diâmetro médio das espigas, em milímetro (mm), obtido na parte
do meio da espiga, em cinco espigas ao acaso de cada parcela, com uso de paquímetro digital;
g) Número de fileiras de grãos na espiga (NF): número médio de fileiras de grãos nas espigas,
obidas através de contagem, em cinco espigas ao acaso de cada parcela;
h) Produtividade de grãos (PG): massa em kg ha-1 dos grãos resultantes da debulha de duas
linhas centrais de cada parcela e do total de espigas da parcela, com auxílio de balança
eletrônica. Os dados foram corrigidos para 13% de umidade;
i) Massa de 100 grãos (M100): contagem e posterior pesagem de 100 grãos ao acaso de cada
parcela, em gramas (g), através de balança eletrônica.
45
3.2 Experimento em Laboratório
O experimento foi conduzido no Laboratório de Biologia de Insetos do Departamento
de Entomologia e Acarologia da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”,
Universidade de São Paulo (ESALQ/USP), em Piracicaba, SP, em condições ambientais
controladas (temperatura: 25ºC ±1ºC; umidade relativa: 60% ±10% e fotofase: 14 h).
3.2.1 Material vegetal
Os híbridos de milho utilizados nos experimentos realizados em laboratório foram:
P30F35 YG, DAS2B710 HX, DKB390 PRO, Impacto Viptera, DAS2B710 e Impacto.
Para este estudo, objetivou-se avaliar um híbrido simples de milho de cada tecnologia
Bt, previamente avaliado em campo, totalizando quatro toxinas distintas de Bt (Cry 1Ab, Cry
1F, Cry1A105 + Cry2Ab2 e VIP3Aa20) e dois híbridos convencionais, sem a toxina Bt, como
testemunhas.
3.2.2 Experimento de antibiose
3.2.2.1 Obtenção das lagartas
As lagartas de S. frugiperda utilizadas na experimentação foram obtidas de criação de
manutenção em dieta artificial (NALIN, 1991), do Laboratório de Biologia de Insetos do
Departamento de Acarologia e Entomologia da Escola Superior de Agricultura "Luiz de
Queiroz" - ESALQ/USP (Figura 8).
46
Figura 8 - Lagartas recém-eclodidas criadas em dieta artificial do
Laboratório de Biologia de Insetos da ESALQ/USP. (Foto: Andrea Moraes).
3.2.2.2 Cultivo das plantas
Para experimentação em laboratório, foram realizadas duas semeaduras, espaçadas em
13 dias. Os híbridos de milho foram semeados em vasos plásticos com capacidade de 20 kg
de solo, preenchidos com mistura de terra e composto, e adubados e corrigidos o pH, de
acordo com as recomendações da cultura do milho (RAIJ et al., 1997), conforme os resultados
de análise desse solo.
Foram utilizados dez vasos por tratamento em cada época de semeadura, totalizando
20 vasos para cada tratamento, com duas plantas por vaso, de modo a se ter disponibilidade de
folhas para a realização do experimento. Os híbridos de milho foram mantidos em casa de
vegetação (Figura 9).
47
Figura 9 - Híbridos de milho cultivados em vasos em casa de vegetação. (Foto: Andrea
Moraes).
3.2.2.3 Instalação e condução do experimento
Em 11/11/2013 realizou-se a instalação do experimento em laboratório, onde lagartas
recém-eclodidas, provenientes de criação mantida em dieta artificial, foram individualizadas em
recipientes de vidro (8,5 cm de altura x 2,5 cm de diâmetro) tampados com algodão hidrófugo e,
alimentadas com folhas dos híbridos de milho selecionados (Figura 10).
Foram fornecidas 12 cm2 de folhas de milho às lagartas, as quais foram primeiramente
lavadas, mantidas em imersão na água por cerca de 10 minutos, retirando-se posteriormente o
excesso de água com o auxílio de toalhas de papel, antes de serem colocadas nos recipientes de
criação. Diariamente substituíram-se as folhas de milho, independentemente do consumo pela
lagarta.
Foram avaliados os seguintes parâmetros: biomassa das lagartas aos quatro e nove dias;
viabilidade da fase larval e comprimento das lagartas aos nove dias.
O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com 60 repetições, sendo
cada lagarta considerada uma repetição (Figura 11).
48
Figura 10 - Tratamentos contendo folha de híbridos de milho e lagartas recémeclodidas. (Foto: Andrea Moraes).
Figura 11 - Disposição das unidades experimentais em laboratório. (Foto: Andrea
Moraes).
49
Para a obtenção da biomassa das lagartas foi utilizada balança de precisão analítica da
marca Mettler AC100. Cada repetição, quando possível, foi pesada individualmente e, em
repetições onde a biomassa da lagarta não era detectada pela balança, pesou-se mais de uma
lagarta por vez até se obter um valor detectável. Esse valor, posteriormente, foi dividido pelo
número de lagartas pesadas em conjunto.
Para a viabilidade das lagartas, contou-se o número de lagartas mortas diariamente, em
cada tratamento, a partir da instalação do experimento em laboratório, até a mortalidade total
de todos os tratamentos contendo alguma toxina Bt.
Para a medição do comprimento das lagartas utilizou-se régua com graduação em
centímetros (cm).
3.3 Análise dos Dados
Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância individuais e conjuntas,
considerando-se o modelo fixo, e os valores médios foram comparados pelo teste de Tukey,
ao nível de 5% de probabilidade de erro, pelo software SAS (SAS, 1999).
As médias de danos ocasionados por S. frugiperda foram transformadas em
xe
comparadas pelos testes de Tukey ao nível de 5% de probabilidade, utilizando o software SAS.
As avaliações realizadas em laboratório foram transformadas em
x e comparadas
pelos testes de Tukey ao nível de 5% de probabilidade, utilizando também o software SAS.
Posteriormente, foram realizados contrastes ortogonais, para comparar os híbridos
convencionais e seus isogênicos transgênicos, pelo teste t de Student.
50
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Experimentação em Campo
a) Safra 2010/2011
Não foi possível a realização da análise conjunta das duas safras agrícolas (2010/2011
e 2011/2013), em virtude da alteração de um par de híbridos (convencional e seu isogênico
transgênico) na segunda safra, devido à indisponibilidade das sementes convencionais desse
híbrido no mercado. Assim, os híbridos Maximus e Maximus Viptera foram substituídos na
segunda safra pelos híbridos Impacto e Impacto Viptera, com o intuito de se continuar o
estudo com o mesmo evento Bt (Viptera).
Na Tabela 3 está apresentada a análise de variância conjunta para notas de danos,
ocasionados por S. frugiperda, nos experimentos realizados na safra de 2010/2011 em
Campinas e Mococa, em quatro avaliações durante o ciclo vegetativo do milho.
Foram detectadas diferenças significativas entre as datas de avaliações dos danos
ocasionados pela lagarta (p<0,01), tanto em Campinas quanto em Mococa (Tabela 3).
Verificaram-se diferenças significativas entre os tratamentos; entre os tratamentos
dentro de cada época de avaliação; e entre os híbridos transgênicos e os híbridos
convencionais nas duas localidades avaliadas. Desse modo, pode-se concluir que a lagarta-docartucho afeta de maneira distinta os híbridos de milho avaliados e que o nível de infestação
da lagarta em campo também é variável (Tabela 3).
Os danos provocados por S. frugiperda foram mais severos nos híbridos convencionais
de milho do que em suas versões isogênicas transgênicas nas duas localidades (Tabela 4 e
Figura 12). Tais valores foram representados por plantas com poucas folhas raspadas a plantas
com pequenos furos em poucas folhas para os híbridos Bt e, plantas com grandes lesões e
furos em várias folhas para os híbridos convencionais (Figura 13).
51
Tabela 3 - Quadrados médios da análise de variância conjunta para notas de danos de lagarta
em quatro avaliações durante o ciclo vegetativo do milho, referentes a dez híbridos simples de
milho, em Campinas e Mococa, na safra de 2010/2011.
FV
GL
Quadrados médios
Campinas
Mococa
Blocos/Avaliações danos
12
0,11
0,11
Avaliações danos
3
78,75**
50,45**
Tratamentos
9
48,76**
33,13**
Transgênico
5
1,36**
0,50**
Convencional
3
2,12**
3,83**
Transgênico vs Convencional
1
425,73**
284,16**
Tratamentos x Avaliações danos
27
3,06**
1,41**
Tratamentos /Avaliações danos
36
14,48**
9,34**
Tratamento x Avaliação 15 dias
9
1,17**
3,05**
Tratamento x Avaliação 30 dias
9
15,50**
6,06**
Tratamento x Avaliação 45 dias
9
22,56**
9,62**
Tratamento x Avaliação 60 dias
9
18,70**
18,64**
Resíduo
108
0,08
0,09
Total
159
Média
2,62
2,34
CV (%)
11,07
12,59
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
As maiores médias de notas de danos foliares foram verificadas para os híbridos
convencionais, DAS2B710, DKB390, P30F35 e Maximus, tanto em Campinas como em
Mococa (Tabela 4 e Figura 12).
Segundo ÁVILA et al. (1997) e CARVALHO (1987), o ataque da lagarta-do-cartucho
pode ocorrer desde a fase de plântula até as fases de pendoamento e espigamento do milho.
No início do ataque, as lagartas jovens consomem parte das folhas e mantêm a epiderme
intacta, caracterizando o sintoma de raspagem. Lagartas maiores perfuram as folhas e se
desenvolvem nas folhas centrais da região do cartucho, o qual pode ser totalmente destruído.
52
Tabela 4 - Média de notas de danos de ataque de Spodoptera frugiperda, em quatro épocas de
avaliação, em híbridos de milho convencionais e transgênicos, nas safras de verão de
2010/2011, em Campinas e Mococa.
Híbrido
P30F35
P30F35 YG
P30F35 HX
DKB390
DKB390 YG
DKB390 PRO
DAS2B710
DAS2B710 HX
Maximus
Maximus Viptera
Média
DMS 5%
Campinas 2010/2011(1)
Épocas de Avaliação (dias após a semeadura - DAS)
15
30
45
60
1,3 aC
3,9 bB
6,5 aA
6,6 aA
0,5 bD
1,1 cC
2,0 cB
2,7 cdA
0,4 bC
0,8 cC
1,3 dB
1,9 eA
1,4 aC
4,4 bB
6,5 aA
6,6 aA
0,4 bD
1,2 cC
2,1 cB
3,1 cA
0,4 bC
0,6 cC
1,3 dB
2,8 cdA
1,7 aD
5,4 aC
6,2 aB
6,8 aA
0,3 bB
0,7 cB
1,7 cdA
2,1 deA
1,2 aC
4,5 bB
5,3 bA
5,7 bA
0,3 bB
0,6 cB
1,3 dA
1,5 eA
0,8 D
2,3 C
3,4 B
4,0 A
0,43
0,82
0,58
0,89
Mococa 2010/2011(1)
Híbrido
P30F35
P30F35 YG
P30F35 HX
DKB390
DKB390 YG
DKB390 PRO
DAS2B710
DAS2B710 HX
Maximus
Maximus Viptera
Média
DMS 5%
(1)
2,4 aD
0,5 bC
0,6 bB
2,4 aD
0,9 bB
0,4 bC
2,3 aD
0,8 bC
1,9 aC
0,4 bC
1,3 D
0,47
3,3 abC
0,8 dBC
1,0 dB
3,9 aC
1,2 dB
0,7 dC
3,1 bC
1,2 dBC
2,4 cC
0,7 dBC
1,8 C
0,82
4,3 aB
1,4 cB
1,0 cB
4,6 aB
1,2 cB
1,4 cB
4,2 abB
1,5 cB
3,6 bB
1,1 cB
2,4 B
0,71
6,5 aA
2,0 defA
2,6 cdA
6,6 aA
1,9 efA
2,9 cA
6,8 aA
2,4 cdeA
5,2 bA
1,7 fA
3,9 A
0,82
Médias seguidas de letras minúsculas distintas nas colunas indicam diferenças estatísticas (p<0,05) pelo teste
de Tukey entre os híbridos e letras maiúsculas distintas nas linhas representam diferenças estatísticas (p<0,05)
entre as épocas de avaliações de danos. Escala de notas de danos de lagarta-do-cartucho variando de 0 e 9
(adaptada de Davis & Williams, 1989).
53
Notas de danos ocasionados pela lagarta
P30F35 YG
DKB 390
DKB390 PRO
DAS2B710 HX
Maximus Viptera
P30F35
P30F35 HX
DKB 390 YG
DAS2B710
Maximus
7
P30F35
P30F35 HX
DKB 390 YG
DAS2B710
Maximus
7
6
6
Campinas
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
P30F35 YG
DKB 390
DKB390 PRO
DAS2B710 HX
Maximus Viptera
Mococa
0
0
0
15
30
45
60
0
Avaliações (DAS)
15
30
45
60
Avaliações (DAS)
Figura 12 - Notas de danos ocasionados por Spodoptera frugiperda em quatro épocas de
avaliação, em Campinas e Mococa, na safra 2010/2011.
Figura 13 - Folha de milho Bt (1) e não Bt (2) atacadas por Spodoptera
frugiperda. (Foto: Andrea Moraes)
54
MENDES et al. (2008), avaliando a incidência e os danos da lagarta-do-cartucho em
milho Bt e milho não Bt em parcelas experimentais sob infestação artificial, verificaram
diferença significativa entre as versões Bt e não Bt para as plantas infestadas com a praga. Os
autores observaram que nos híbridos com versões Bt, houve predomínio de plantas com nota
zero; enquanto nas versões não Bt, predominaram notas acima de três e quatro, em uma escala
de danos ocasionados por S. frugiperda variando de 0 e 5.
Na avaliação realizada aos 60 dias após a semeadura (DAS), os híbridos transgênicos
atingiram nota máxima de sintoma de ataque, mas esse dano não ultrapassou a nota 3,1
(híbrido DKB390 YG, em Campinas) (Tabela 4 e Figura 12). É importante lembrar que, para
a toxina do Bt se tornar ativa, ela precisa ser ingerida pelo inseto; assim, alguns sintomas de
danos nas folhas do milho Bt são claramente visíveis. Como esse valor só foi obtido no
híbrido Bt em época próxima a seu florescimento, não haveria a necessidade de se fazer o
controle químico da lagarta-do-cartucho, uma vez que esse nível de dano não acarretaria
prejuízos graves à produtividade da planta de milho e também porque a partir desse estádio de
desenvolvimento do milho, o controle da praga não seria efetivo.
Houve infestação de lagartas durante todo o ciclo da cultura, nos tratamentos
convencionais e transgênicos. O mesmo foi constatado por ARMSTRONG et al. (1995);
BUNTIN et al. (2001); FERNANDES et al. (2003); KOZIEL et al. (1993); WAQUIL et al.
(2002); WILLIAMS et al. (1997).
A menor nota de dano, entre os híbridos transgênicos, na última avaliação, foi
observada nos híbridos contendo a tecnologia Viptera®, mas essa tecnologia não diferiu na
média dos híbridos da tecnologia Herculex®, em Campinas, e da tecnologia YieldGard® em
Mococa (Tabela 4).
MICHELOTTO et al. (2011), avaliaram os danos ocasionados pela lagarta-docartucho em híbridos comerciais de milho nas versões convencional e transgênica, contendo
diferentes tecnologias no controle de lepidópteros-praga, utilizando-se escala de notas visuais
de danos variando de 0 e 9. Os autores observaram que materiais transgênicos foram menos
atacados pela lagarta-do-cartucho e, ainda, que os híbridos transgênicos, diferiram entre si
com relação ao ataque da lagarta. Além disso, os autores verificaram que os híbridos contendo
a tecnologia Herculex® apresentaram as menores notas, portanto, menor ataque em
comparação com as notas apresentadas pelos híbridos contendo a tecnologia YieldGard® e
Agrisure TL®.
Para a maioria dos híbridos transgênicos em Campinas não houve diferença
significativa entre as duas primeiras avaliações de notas de danos, aos 15 DAS e 30 DAS,
55
com exceção dos híbridos com tecnologia YieldGard® (Tabela 4). Para 'DAS2B710 HX' e
'Maximus Viptera' não foram detectadas diferenças também entre a terceira (45 DAS) e a
quarta avaliações (60 DAS), demonstrando que as lagartas chegam a testar esses híbridos, mas
que esse consumo alimentar não acarreta danos severos para essas plantas (Tabela 4).
Em Mococa não foram detectadas diferenças entre as duas primeiras avaliações, para
todos os híbridos transgênicos, ou seja, a S. frugiperda não apresentou um aumento de
consumo alimentar nesse período, para esses híbridos (Tabela 4).
De acordo com SOBERÓN et al. (2009), a toxina Bt é expressa continuamente nos
tecidos da planta, o que explica a eficácia de controle dessa tecnologia. Os baixos valores de
notas obtidas neste trabalho com o tratamento transgênico concordam com relatos da
literatura (BUNTIN et al., 2001; FERNANDES et al., 2003; WAQUIL et al., 2002;
WILLIAMS et al., 1997).
De modo geral, tanto para Campinas como Mococa, observou-se um aumento
significativo das notas de danos no decorrer do tempo, mas mais pronunciadas nos híbridos
convencionais que em suas versões isogênicas transgênicas (Tabela 4 e Figura 12).
Para a maioria dos híbridos convencionais, em Campinas, exceto para o híbrido
DAS2B710, não houve diferença entre a terceira (45 DAS) e a quarta (60 DAS) avaliação de
danos (Tabela 4).
Em Mococa, verificou-se diferença entre as épocas de avaliações para os híbridos
convencionais, com exceção do híbrido Maximus cujas notas médias de dano não diferiram
entre as avaliações aos 15 DAS e 30 DAS, mostrando que para esse híbrido, a infestação de
lagarta nesse período não foi tão expressiva quanto nos demais híbridos convencionais
(Tabela 4).
Entre os híbridos convencionais, o híbrido Maximus se destacou positivamente
apresentando a menor nota de dano a partir dos 45 DAS, diferindo dos demais híbridos
convencionais, nas duas localidades (Tabela 4). Esse fato pode ser um indicativo de algum
tipo de resistência do tipo não-preferência para alimentação desse híbrido em relação à
lagarta-do-cartucho.
A resistência do tipo não-preferência ocorre quando a planta é menos utilizada pelo
inseto, para alimentação, oviposição ou abrigo, do que outra planta em igualdade de
condições, podendo ser de natureza física, química e/ou morfológica (BOIÇA JUNIOR et al.,
2013; BUENO, 2006; CHRISPIM & RAMOS, 2006).
Na Tabela 5 encontram-se os resultados dos quadrados médios da análise de variância
conjunta para altura de planta, altura de espiga, largura de folha e número de fileira de grãos
56
na espiga, dos experimentos de Campinas e Mococa na safra de 2010/2011. Na Tabela 6
encontram-se os quadrados médios da análise de variância conjunta do comprimento de
espiga, diâmetro de espiga, massa de 100 grãos, comprimento de folha e produtividade de
grãos.
Os dados indicam que houve diferenças significativas pelo teste F, entre os
tratamentos, para essas variáveis avaliadas na safra de 2010/2011 (Tabelas 5 e 6).
Não ocorreu interação entre tratamento x ambiente para as variáveis avaliadas, com
exceção das variáveis comprimento de folha e produtividade de grãos (Tabelas 5 e 6).
Os coeficientes de variação (CV) das análises conjuntas agrupadas foram, em geral, de
magnitude baixa a mediana, segundo a classificação proposta por SCAPIM et al. (1995). Esse
resultado evidencia boa precisão na tomada dos dados dos experimentos, o que é bastante
desejável, porque permite a obtenção de uma melhor resposta experimental.
Tabela 5 - Quadrados médios da análise de variância conjunta para altura de planta (AP),
altura de espiga (AE), largura de folha (LF) e número de fileira de grãos na espiga (NF),
referentes a dez híbridos simples de milho, em Campinas e Mococa, na safra de 2010/2011.
Quadrados médios
FV
GL
AP
AE
LF
NF
cm
cm
cm
-
Blocos/Ambiente
6
343,58
40,09
0,16
0,93
Tratamentos
9
1646,23**
619,09**
1,70**
6,12**
Ambientes
1
509,04
1262,46**
0,01
1,80
Tratamento x Ambiente
9
189,62
129,14
0,90
0,96
Resíduo Médio
54
92,36
148,66
0,59
1,41
Total
79
Média
231,2
128,5
12,1
17,1
CV (%)
4,3
9,3
6,2
7,0
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
57
Tabela 6 - Quadrados médios da análise de variância conjunta para comprimento de espiga
(CE), diâmetro de espiga (DE), massa de 100 grãos (M100), comprimento de folha (CF) e
produtividade de grãos (PG), referentes a dez híbridos simples de milho, em Campinas e
Mococa, na safra de 2010/2011.
Quadrados médios
FV
GL
CE
DE
M100
CF
PG
cm
mm
g
cm
kg ha-1
41,18
676841,47
Blocos/Ambiente
6
1,90
4,26
30,00
Tratamentos
9
7,98**
24,03**
30,42*
136,77** 3805034,30**
Ambientes
1
0,70
0,30
20,00
928,20**
4344984,20*
Tratamento x Ambiente
9
1,04
0,92
5,42
61,20**
961770,70*
Resíduo Médio
54
1,10
2,75
14,03
18,61
374950,86
Total
79
Média
15,67
52,55
38,00
88,90
7.945
CV (%)
6,68
3,15
9,86
4,85
7,71
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
Houve diferença entre as médias dos híbridos, pelo teste de Tukey, para as variáveis:
altura de planta, altura de espiga, largura de folha e número de fileiras de grãos na espiga
(Tabela 7).
A maior altura de planta foi verificada no híbrido P30F35 HX, diferindo dos híbridos
P30F35, DKB390, DKB390 YG, DAS2B710, DAS2B710 HX e Maximus (Tabela 7). A
média de altura das plantas na safra de 2010/2011 ficou ao redor de 232,2 cm para os híbridos
avaliados.
Destacou-se com maior altura de inserção da primeira espiga, o híbrido DKB390 PRO,
diferindo, no entanto, apenas do híbrido DAS2B710 com a menor altura (Tabela 7).
A maior largura de folha foi observada no híbrido DKB390 YG, diferindo
estatisticamente apenas do híbrido Maximus (Tabela 7).
58
Tabela 7 - Média de dez híbridos de milho para altura de planta (AP), altura de espiga (AE),
largura de folha (FL) e número de fileiras de grãos na espiga (NF), em Campinas e Mococa,
na safra de verão de 2010/2011.
AP(1)
AE(1)
LF(1)
cm
mm
cm
-
P30F35
227,7 bcd
120,0 ab
11,6 ab
17,3 abc
P30F35 YG
248,5 ab
132,4 ab
12,0 ab
16,0 c
P30F35 HX
256,6 a
129,1 ab
11,7 ab
16,2 c
DKB390
222,1 cd
134,3 ab
12,5 ab
16,4 bc
DKB390 YG
223,3 cd
123,8 ab
12,7 a
16,0 c
DKB390 PRO
234,3 abcd
143,0 a
12,3 ab
17,1 abc
DAS2B710
215,0 d
114,1 b
11,8 ab
18,5 a
DAS2B710 HX
214,1 d
122,1 ab
12,4 ab
18,2 ab
Maximus
226,6 bcd
128,2 ab
11,5 b
17,4 abc
Maximus Viptera
243,9 abc
138,3 ab
12,5 ab
17,6 abc
Híbrido
NF(1)
Média
232,2
128,5
12,1
17,1
DMS 5%
22,4
28,5
1,2
1,9
(1)
Médias seguidas de letras minúsculas distintas nas colunas indicam diferenças estatísticas (p<0,05) pelo
teste de Tukey entre os híbridos.
No número de fileira de grãos na espiga, observou-se que os híbridos apresentam
média de 17,1 fileiras de grãos na espiga, com destaque para o híbrido DAS2B710, diferindo
dos híbridos P30F35 YG, P30F35 HX, DKB390 e DKB390 YG (Tabela 7).
Não houve diferença entre os híbridos convencionais e seus isogênicos transgênicos,
para todos esses caracteres avaliados (Tabela 7), uma vez que os híbridos simples são os
mesmos, apresentando as mesmas características genéticas, apenas acrescidos da tecnologia
Bt nas versões transgênicas.
A Tabela 8 apresenta os resultados do teste de Tukey para as médias da análise
conjunta do comprimento de espiga, diâmetro de espiga e massa de 100 grãos dos dez
híbridos avaliados.
Houve diferença entre as médias dos híbridos, para comprimento de espiga na safra de
2010/2011, com DKB390 apresentando espigas mais compridas, diferindo apenas dos
59
híbridos DAS2B710, DAS2B710 HX e Maximus (Tabela 8). Não houve diferença estatística
entre os híbridos convencionais e seus isogênicos transgênicos para essa variável.
Verificou-se que o diâmetro de espiga médio foi de 52,6 mm, destacando-se 'P30F35'
com o maior diâmetro e 'DKB390 YG', 'Maximus' e 'Maximus Viptera' com os menores
diâmetros (Tabela 8). Não foram detectadas diferenças entre as médias dos híbridos
convencionais e seus isogênicos transgênicos para o diâmetro de espiga, pelo teste de Tukey a
5%.
Para massa de 100 grãos, foram observadas diferenças entre os híbridos avaliados
(Tabela 8). Verificou-se que o híbrido transgênico Maximus Viptera foi o que obteve a maior
média na massa de 100 grãos, mas diferindo apenas do híbrido convencional P30F35, com a
menor massa (Tabela 8). Na média, a massa de 100 grãos nessa safra ficou ao redor de 38 g,
sendo que apenas os híbridos P30F35, DKB390 PRO e DAS2B710 ficaram abaixo dessa
média.
Tabela 8 - Média de dez híbridos de milho para comprimento de espiga (CE), diâmetro
de espiga (DE) e massa de 100 grãos (M100), em Campinas e Mococa, na safra de verão
de 2010/2011.
CE(1)
DE(1)
M100(1)
cm
mm
g
P30F35
16,1 ab
55,7 a
34,4 b
P30F35 YG
15,4 ab
53,0 ab
38,1 ab
P30F35 HX
15,3 ab
53,6 ab
38,1 ab
DKB390
17,6 a
53,2 ab
38,1 ab
DKB390 YG
17,0 ab
51,5 b
38,8 ab
DKB390 PRO
15,9 ab
52,1 ab
37,5 ab
DAS2B710
14,6 b
53,1 ab
35,6 ab
DAS2B710 HX
14,8 b
53,3 ab
38,1 ab
Maximus
14,7 b
49,9 b
40,0 ab
15,3 ab
50,2 b
41,3 a
Média
15,7
52,6
38,0
DMS 5%
2,44
3,87
7,1
Híbrido
Maximus Viptera
(1)
Médias seguidas de letras minúsculas distintas nas colunas indicam diferenças estatísticas (p<0,05) pelo
teste de Tukey entre os híbridos.
60
Na Tabela 9 encontram-se os resultados dos quadrados médios da análise de variância
individual para comprimento de folha e produtividade de grãos, dos experimentos de
Campinas e Mococa na safra de 2010/2011, uma vez que houve interação significativa entre
tratamento x ambiente na análise conjunta (Tabela 6).
Os dados indicam que houve diferenças significativas pelo teste F, para o
comprimento de folha entre os tratamentos, apenas para a localidade de Campinas em
2010/2011 (Tabelas 9).
Para a produtividade de grãos nessa safra, nota-se que houve diferença significativa ao
nível de 5% entre os tratamentos avaliados tanto na localidade de Campinas quanto em
Mococa (Tabela 9).
Tabela 9 - Quadrados médios da análise de variância individual para comprimento de folha
(CF) e produtividade de grãos (PG) referentes a dez híbridos simples de milho, em Campinas
e Mococa, na safra de 2010/2011.
Quadrados médios
FV
GL
CF
PG
Campinas
Mococa
Campinas
Mococa
Tratamentos
9
165,97**
32,00
2017406,66**
2749707,27**
Repetição
3
42,75*
39,61
962044,64*
391587,99
Resíduo
27
12,64
24,57
324528,09
425486,48
Total
39
Média
92,3
85,5
7.711
8.177
CV (%)
3,9
5,8
7,4
8,0
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
Houve diferença entre as médias dos híbridos, pelo teste de Tukey, para comprimento
de folha apenas em Campinas, onde se destacou o híbrido P30F35 HX que não diferiu apenas
dos híbridos P30F35 YG e DKB390 PRO (Tabela 10). Mococa apresentou na média menor
comprimento de folha do que Campinas (Tabela 10).
Para a produtividade de grãos, observou-se que em Campinas o híbrido Maximus
Viptera apresentou a maior produtividade, mas não diferindo dos híbridos transgênicos
P30F35 HX, DKB390 YG, e DKB390 PRO e, do híbrido convencional Maximus (Tabela 10).
61
Em Mococa, os destaques com maior produtividade foram os híbridos Maximus
Viptera, DAS2B710 HX, DKB390 PRO e P30F35 HX que diferiram apenas dos híbridos
convencionais P30F35 e DKB390 (Tabela 10).
Verificou-se que o híbrido convencional Maximus, em Campinas, diferiu dos três
híbridos convencionais (P30F35, DKB390 e DAS2B710), e foi superior ao híbrido
transgênico DAS2B710 HX; além disso, Maximus não diferiu dos demais híbridos
transgênicos na produtividade de grãos (Tabela 10). Esses dados indicam certa resistência
desse híbrido à lagarta-do-cartucho, uma vez que mesmo sofrendo danos pela praga, esse
híbrido apresentou produtividade de grãos semelhante ao seu isogênico transgênico e não
diferiu dos demais híbridos transgênicos, ou seja, mesmo não apresentando um evento Bt esse
híbrido não perdeu tanto em produtividade quanto os demais híbridos convencionais (Tabela
10).
Tabela 10 - Média de dez híbridos de milho para comprimento de folha (CF) e
produtividade de grãos (PG), em Campinas e Mococa, na safra de verão de 2010/2011.
Híbrido
CF (cm)(1)
PG (kg ha-1)(1)
Campinas
Mococa
Média
Campinas
Mococa
Média
P30F35
90,5 c
86,8 a
88,7
7.167 c
7.043 bc
7.105
P30F35 YG
99,6 ab
91,3 a
95,5
7.503 bc
8.358 ab
7.931
P30F35 HX
103,3 a
85,1 a
94,2
8.147 abc
8.933 a
8.540
DKB390
92,5 bc
84,2 a
88,3
7.052 c
6.568 c
6.810
DKB390 YG
88,1 cd
87,8 a
88,0
7.633 abc
8.368 ab
8.000
DKB390 PRO
94,9 abc
84,8 a
90,0
7.607 abc
8.828 a
8.218
DAS2B710
93,2 bc
83,5 a
88,3
7.114 c
7.559 abc
7.337
DAS2B710 HX
93,6 bc
87,0 a
90,3
7.090 c
8.699 a
7.895
Maximus
80,3 d
81,6 a
80,9
8.854 ab
8.577 ab
8.716
87,3 cd
82,9 a
85,1
8.940 a
8.836 a
8.888
Média
92,3
85,5
88,9
7.711
8.177
7.944
DMS 5%
8,7
12,1
-
1.386
1.587
-
Maximus Viptera
(1)
Médias seguidas de letras minúsculas distintas nas colunas indicam diferenças estatísticas (p<0,05) pelo teste
de Tukey entre os híbridos.
62
Em Campinas, os híbridos convencionais P30F35, DKB390, DAS2B710 e Maximus
não diferiram de pelo menos uma de suas versões transgênicas em termos de produtividade de
grãos (Tabela 12). Esse fato demonstra que nem sempre um híbrido transgênico é vantajoso
em relação a um híbrido convencional, ou seja, nessa condição de infestação de S. frugiperda
alguns híbridos Bt não permitiram que o fator praga fosse anulado de forma que o híbrido
pudesse expressar todo seu potencial produtivo (Tabela 10).
De acordo com MICHELOTTO et al. (2011 e 2013), é importante ressaltar que essa
tecnologia Bt é protetora da produtividade, ou seja, seu uso não aumenta a produtividade, mas
tem por finalidade proteger a planta das pragas para que elas possam expressar ao máximo seu
potencial produtivo. Dessa forma, quanto maior o ataque das lagartas, maior será sua resposta
em relação aos híbridos convencionais e, em casos em que não ocorrer a praga, os híbridos
transgênicos terão as mesmas produtividades que seus respectivos híbridos convencionais.
Na Tabela 11 encontram-se os valores do teste t dos contrastes ortogonais entre as
médias das variáveis: altura de planta (AP), altura de espiga (AE), comprimento da folha (CF),
largura da folha (LF), comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), número de
fileira de grãos na espiga (NF), produtividade de grãos (PG) e massa de 100 grãos (M100),
entre os híbridos convencionais (P30F35, DKB390, DAS2B710 e Maximus) e seus
isogênicos transgênicos (P30F35 YG, P30F35 HX, DKB390 YG, DKB390 PRO, DAS2B710
HX, Maximus Viptera), da safra de 2010/2011.
Para os híbridos P30F35 e DKB390 o primeiro contraste testado refere-se à
comparação do híbrido convencional com seus dois isogênicos transgênicos. Logo, o
contraste de interesse é Y1= 2m1-m2-m3. O segundo contraste para esses híbridos, refere-se à
comparação apenas entre os dois isogênicos transgênicos, sem levar em conta o híbrido
convencional. Assim, o contraste de interesse é Y2= m2-m3 (Tabela 11).
Para os híbridos DAS2B710 e Maximus o único contraste testado refere-se à
comparação do híbrido convencional com seu isogênico transgênico. Logo, o contraste de
interesse é Y1= m1-m2 (Tabela 11).
O contraste do híbrido P30F35 demonstra que o híbrido convencional não difere de
seus isogênicos transgênicos apenas para as variáveis largura de folha e comprimento de
espiga. Para as demais variáveis observam-se diferenças entre o híbrido convencional e pelo
menos um de seus isogênicos transgênicos apesar de os híbridos serem os mesmos, acrescidos
apenas da tecnologia Bt, nos transgênicos (Tabela 11). Ocorrem diferenças entre os dois
híbridos Bt para a maioria das variáveis analisadas em campo. Só não foram identificadas
63
diferenças estatísticas pelo teste t entre os dois híbridos transgênicos para as variáveis largura
de folha, comprimento de espiga e massa de 100 grãos.
Para o híbrido DKB390, observa-se que no contraste entre o híbrido convencional e
seus isogênicos transgênicos a maioria das variáveis avaliadas em campo não diferiu entre os
híbridos, com exceção do comprimento de folha, comprimento de espiga e produtividade de
grãos (Tabela 11). Já quando se compararam apenas os dois híbridos isogênicos transgênicos,
verificou-se que houve diferença entre eles apenas para comprimento de folha e produtividade
de grãos (Tabela 11).
Tabela 11 - Valores do teste t dos contrastes ortogonais entre as médias das variáveis: altura
de planta (AP), altura de espiga (AE), comprimento da folha (CF), largura da folha (LF),
comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), número de fileira de grãos na espiga
(NF), produtividade de grãos (PG) e massa de 100 grãos (M100), dos híbridos de milho
convencionais e seus isogênicos transgênicos, da safra de 2010/2011.
P30F35
DKB390
DAS2B710
Maximus
Y1= 2m1-m2-m3
Y2= m2-m3
Y1= 2m1-m2-m3
Y2= m2-m3
Y1= m1-m2
Y1= m1-m2
AP
-5,83**
-4,22**
-1,26 ns
-1,43 ns
0,20 ns
-3,63**
AE
-2,94*
-2,93*
0,64 ns
0,97 ns
-1,07 ns
-2,84*
CF
-2,37*
-2,26*
-2,24*
-2,50*
-0,95 ns
-2,79*
LF
-0,87ns
-1,27ns
1,32 ns
-0,07 ns
-1,46 ns
-2,92*
CE
1,77 ns
1,34 ns
3,52**
1,56 ns
-0,39 ns
-0,99 ns
DE
4,55**
4,42**
-0,24 ns
0,07 ns
-0,26 ns
-0,54 ns
NF
2,40*
2,24*
-1,08 ns
-0,13 ns
0,74 ns
-1,01 ns
PG
-7,53**
-4,76**
-2,10*
-2,36*
-2,05 ns
-0,40 ns
M100
-2,26*
-1,96 ns
0,18 ns
-0,32 ns
-1,31 ns
-0,60 ns
(**; *) Significativo a 1% e 5% de probabilidade; ns Não significativo. Para os contrastes: m1 = média do híbrido
convencional; m2 = média do híbrido transgênico; m3 = média do segundo híbrido transgênico (quando houver).
64
O contraste entre o híbrido convencional DAS2B710 e seu isogênico transgênico
DAS2B710 HX mostrou que para nenhuma das variáveis de campo foram detectadas
diferenças entre o híbrido na versão convencional e na versão transgênica (Tabela 11).
No caso do híbrido convencional Maximus e seu isogênico transgênico Maximus
Viptera as diferenças entre os híbridos só foram detectadas para altura de planta, altura de
espiga, comprimento de folha e largura de folha. Para as demais variáveis não houve
diferença pelo teste t entre milho Bt e não Bt (Tabela 11).
b) Safra 2011/2012
Na Tabela 12 são apresentados os resultados da análise de variância conjunta para
notas de danos ocasionados por S. frugiperda, nos experimentos realizados na safra de
2011/2012 em Campinas e Mococa, em quatro avaliações durante o ciclo vegetativo do milho.
Verificou-se diferença significativa (p<0,01), para as avaliações de notas de danos
ocasionados por S. frugiperda, para os tratamentos avaliados, para a interação transgênico x
convencional e para a interação tratamentos x avaliações de danos, tanto em Campinas quanto
em Mococa (Tabela 12).
Na safra agrícola de 2011/2012 detectou-se, como ocorrido na safra 2010/2011, que as
maiores notas de dano foliar ocasionado por S. frugiperda foram verificadas aos 60 dias após
a semeadura (DAS), nos híbridos convencionais DAS2B710 e DKB390 nas duas localidades,
e ainda, no híbrido P30F35 em Mococa (Tabela 13 e Figura 14).
Os dados obtidos corroboram os verificados por PEREIRA et al. (2012) que
observaram que plantas de milho convencional apresentaram folhas do cartucho com maiores
sinais de dano a partir do estádio fenológico V2. Todavia, a intensidade desse dano no milho
convencional seria significativamente maior nos estádios V4 e V6, denotando o
comportamento inicial de alimentação de S. frugiperda, com prejuízos ao desenvolvimento
das plantas.
Notou-se um aumento progressivo das notas de danos ao longo do tempo, o que pode
ser explicado pela ausência de controle da praga com inseticida na área experimental e pela
disponibilidade de alimento para a lagarta (Figura 14).
65
Tabela 12 - Quadrados médios da análise de variância conjunta para notas de danos de lagarta,
em quatro avaliações, durante o ciclo vegetativo do milho, em Campinas e Mococa, na safra
de 2011/2012.
FV
GL
Quadrados médios
Campinas
Mococa
Blocos/Avaliações danos
12
0,09*
0,12
Avaliações danos
3
52,87**
35,50**
Tratamentos
9
17,63**
13,99**
Transgênico
5
0,90**
1,22**
Convencional
3
2,59**
1,81**
Transgênico vs Convencional
1
146,33**
114,40**
Tratamentos x Avaliações danos
27
0,36**
0,54**
Tratamentos /Avaliação danos
36
4,68**
3,90**
Tratamento x Avaliação 15 dias
9
3,81**
2,01**
Tratamento x Avaliação 30 dias
9
3,17**
2,50**
Tratamento x Avaliação 45 dias
9
4,63**
4,48**
Tratamento x Avaliação 60 dias
9
7,09**
6,61**
0,07
0,11
Média
2,43
2,71
CV (%)
11,1
12,06
Resíduo
108
Total
159
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
Os híbridos transgênicos apresentaram menores notas de danos ocasionados pela
lagarta-do-cartucho que os híbridos convencionais (Tabela 13 e Figura 14), fato esse em
virtude de os híbridos transgênicos apresentarem tecnologia Bt para controle de lepidópteros.
Aos 60 dias após a semeadura, as menores notas de danos foram obtidas pelos híbridos
transgênicos P30F35 YG, P30F35 HX, DKB390 YG, DKB390 PRO e Impacto Viptera,
diferindo, pelo teste de Tukey, de todos os híbridos convencionais e do híbrido transgênico
DAS2B710 HX, em Campinas. Em Mococa, nessa mesma época de avaliação de dano, a
menor nota foi obtida pelos híbridos transgênicos DKB390 YG e Impacto Viptera que
diferiram estatisticamente apenas dos híbridos convencionais e do híbrido transgênico
DAS2B710 HX (Tabela 13).
66
Tabela 13 - Média de notas de danos de ataque de Spodoptera frugiperda, em quatro épocas
de avaliação, em híbridos de milho convencionais e transgênicos, nas safras de verão de
2011/2012, em Campinas e Mococa.
Campinas 2011/2012(1)
Híbrido
Épocas de Avaliação (dias após a semeadura - DAS)
15
30
45
60
P30F35
2,2 aD
3,4 aC
4,1 aB
4,8 bcA
P30F35 YG
0,3 bC
1,4 cdB
2,5 cdA
2,5 eA
P30F35 HX
0,2 bC
1,3 dB
1,6 fB
2,6 eA
DKB390
2,1 aD
3,5 aC
4,6 aB
5,4 abA
DKB390 YG
0,2 bC
1,6 cdB
2,4 cdeA
2,6 eA
DKB390 PRO
0,1 bC
1,7 cdB
2,2 deA
2,4 eA
DAS2B710
2,0 aD
3,4 aC
4,3 aB
5,7 aA
DAS2B710 HX
0,2 bC
2,0 bcB
2,9 bcA
3,3 dA
Impacto
1,8 aD
2,4 bC
3,4 bB
4,5 cA
Impacto Viptera
0,1 bC
1,5 cdB
1,8 efB
2,3 eA
Média
0,9 D
2,2 C
3,0 B
3,6 A
DMS 5%
0,49
0,82
0,99
0,78
Mococa 2011/2012(1)
Híbrido
P30F35
2,1 abcD
3,3 abC
4,6 aB
5,4 aA
P30F35 YG
0,8 efC
1,7 deB
2,4 cdA
2,7 cdA
P30F35 HX
1,3 defB
1,7 deB
2,5 cdA
2,8 cdA
DKB390
2,4 abD
3,6 aC
4,5 aB
5,3 aA
DKB390 YG
1,4 cdeB
2,2 cdA
2,3 cdA
2,5 dA
DKB390 PRO
0,6 fB
2,2 cdA
2,5 cdA
2,7 cdA
DAS2B710
2,6 aC
3,3 abB
4,8 aA
5,3 aA
DAS2B710 HX
1,0 efC
2,6 bcB
3,0 cAB
3,3 cA
1,9 bcdC
3,1 abB
3,8 bA
4,3 bA
1,0 efB
1,3 eB
2,1 dA
2,2 dA
Média
1,5 D
2,5 C
3,2 B
3,6 A
DMS 5%
1,20
1,23
1,20
0,67
Impacto
Impacto Viptera
(1)
Médias seguidas de letras minúsculas distintas nas colunas indicam diferenças estatísticas (p<0,05) pelo teste
de Tukey entre os híbridos e, letras maiúsculas distintas nas linhas representam diferenças estatísticas (p<0,05)
entre as datas de avaliações. Escala de notas de danos de lagarta variando de 0 a 9 (adaptada de Davis &
Williams, 1989).
67
Notas de danos ocasionados pela lagarta
Avaliações (DAS)
Avaliações (DAS)
Figura 14 - Notas de danos ocasionados por Spodoptera frugiperda em quatro épocas de
avaliação, em Campinas e Mococa, na safra 2011/2012.
Os dados demonstram uma não-preferência para alimentação nos híbridos Bt, ou ainda,
grande eficiência dessa tecnologia o que acabou por matar as lagartas que se alimentavam
nestes híbridos.
MENDES et al. (2008) observaram que o milho Bt reduz significativamente os danos
causados pela lagarta-do-cartucho, em comparação ao milho não Bt e, ainda, que a toxina Bt
pode oferecer proteção equivalente ou superior à realização de quatro pulverizações com
inseticida em determinados híbridos.
Segundo OTA et al. (2011), menor dano foliar indica menor consumo pela lagarta-docartucho, evidenciando, desse modo, resistência do tipo não-preferência para alimentação, e
assim, o uso de cultivares com esse tipo de resistência, poderia auxiliar na manutenção da
população da praga em níveis moderados, otimizando seu manejo.
Verificou-se infestação de S. frugiperda durante todo o ciclo da cultura, em todos os
tratamentos (Tabelas 13), e, assim, como relatado por WAQUIL et al. (2002), é esperado
68
algum tipo de dano nas folhas dos milhos transgênicos, uma vez que, para ser controlado, o
inseto deve ingerir a toxina Bt, por ocasião de sua herbivoria.
Para a maioria dos híbridos transgênicos, nas duas localidades, verificou-se que as
notas de danos entre os 45 DAS e os 60 DAS não diferiram significativamente entre si,
mostrando que o dano provocado pela lagarta-do-cartucho não evoluiu a partir dos 45 DAS
para esses híbridos (Tabela 13 e Figura 14). Esse fato pode ser um indicativo que a partir
desse período a lagarta passa a se alimentar bem mais lentamente desses híbridos transgênicos,
ou ainda, que essas lagartas que se alimentavam desses híbridos já haviam morrido.
MENDES et al. (2008) relatam que, nas plantas de versão Bt, mesmo onde há
sobrevivência inicial de lagarta-do-cartucho, o dano não evolui ao seu nível de prejuízo
significativo, quando ultrapassa nota três, de uma escala de 0 e 5.
Uma vez que houve significância na análise de variância para os fatores tratamento x
local para as variáveis altura de planta (AP), altura de espiga (AE), comprimento de folha
(CF), comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE) e produtividade de grãos (PG)
(Tabela 14), as médias dos híbridos para essas variáveis foram comparadas em cada local
individualmente.
Tabela 14 - Quadrados médios da análise de variância conjunta para altura de planta (AP),
altura de espiga (AE), comprimento de folha (CF), comprimento de espiga (CE), diâmetro de
espiga (DE) e produtividade de grãos (PG), referentes a dez híbridos simples de milho, das
localidades de Campinas e Mococa, na safra de 2011/2012.
Quadrados médios
FV
GL
AP
AE
CF
CE
DE
PG
cm
cm
cm
cm
mm
kg ha-1
0,94
193175,03
Blocos/Ambiente
6
68,17
21,57
12,28
0,99
Tratamentos
9
199,56**
126,11
49,30**
2,33**
Ambientes
1
25776,2**
14796,8**
206,72**
40,76**
0,40
931608,61
Tratamento x Ambiente
9
177,53**
277,99*
65,08**
2,97**
15,80**
362409,92*
Resíduo Médio
54
57,20
97,21
16,96
0,85
1,08
153173,34
Total
79
Média
214,5
116,35
95,62
16,21
49,58
9.086
CV (%)
3,53
8,47
4,31
5,70
2,09
4,31
11,99** 2216977,12**
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
69
São apresentados nas Tabelas 15 e 16 os resultados dos quadrados médios das análises
de variância individuais por locais para essas variáveis avaliadas na safra de 2011/2012.
Tabela 15 - Quadrados médios da análise de variância individual para altura de plantas (AP),
altura de espiga (AE) e comprimento de folha (CF), referentes a dez híbridos simples de
milho, em Campinas e Mococa, na safra de 2011/2012.
Quadrados médios
FV
GL
AP
AE
CF
Campinas
Mococa
Campinas
Mococa
Campinas Mococa
Tratamentos
9
184,88
192,21**
159,50
244,60**
87,74**
26,64
Repetição
3
76,70
59,63
41,77
1,37
12,73
11,83
Resíduo
27
82,44
31,97
101,06
3,34
9,49
24,44
Total
39
Média
196,55
232,45
102,75
129,95
94,01
97,23
CV (%)
4,62
2,43
9,78
1,41
3,28
5,08
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
Tabela 16 - Quadrados médios da análise de variância individual para comprimento de espiga
(CE), diâmetro de espiga (DE) e produtividade de grãos (PG), referentes a dez híbridos
simples de milho, em Campinas e Mococa, na safra de 2011/2012.
Quadrados médios
FV
GL
CE
Campinas
DE
Mococa
PG
Campinas Mococa
20,82**
Campinas
6,97** 1754149,08**
Mococa
Tratamentos
9
1,24
4,05**
825237,96**
Repetição
3
0,61
1,37
1,74
0,13
6675,09
379674,97
Resíduo
27
0,91
0,80
1,37
0,79
167176,07
139170,61
Total
39
Média
15,50
16,93
49,65
49,51
8.978
9.194
CV (%)
6,15
5,27
2,35
1,79
4,55
4,06
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo Teste F.
70
Pela análise de variância foi possível detectar diferenças significativas entre os
tratamentos (p<0,01), em pelo menos um dos locais avaliados, para os caracteres altura de
planta (AP), altura de espiga (AE), comprimento de folha (CF), comprimento de espiga (CE),
diâmetro de espiga (DE) e produtividade de grãos (PG) na safra de 2011/2012 (Tabelas 14, 15
e 16).
Para a variável altura de planta, não houve diferença entre as médias dos híbridos pelo
teste de Tukey para Campinas (Tabela 17). Em Mococa, maiores alturas de planta foram
observadas nos híbridos P30F35 YG e Impacto Viptera, que foram estatisticamente superiores
apenas dos híbridos DKB390 YG e DAS2B710 HX (Tabela 17).
Tabela 17 - Média de dez híbridos de milho para altura de planta (AP) e altura de espiga
(AE), em Campinas e Mococa, na safra de verão de 2011/2012.
Híbrido
AP (cm)(1)
Campinas
Mococa
P30F35
190,3 a
230,3 abc
P30F35 YG
191,8 a
P30F35 HX
AE (cm)(1)
Campinas
Mococa
Média
210,3
100,8 a
122,0 de
111,4
242,8 a
217,3
99,0 a
137,5 b
118,3
204,5 a
232,3 abc
218,4
113,3 a
122,0 de
117,6
DKB390
190,8 a
236,0 abc
213,4
94,8 a
135,0 bc
114,9
DKB390 YG
204,0 a
225,0 bc
214,5
108,5 a
124,3 de
116,4
DKB390 PRO
195,0 a
234,0 abc
214,5
96,5 a
142,0 a
119,3
DAS2B710
193,0 a
237,0 ab
215,0
103,5 a
121,0 e
112,3
DAS2B710 HX
196,3 a
224,0 bc
210,1
100,5 a
131,8 b
116,1
Impacto
191,0 a
232,8 abc
206,9
99,3 a
126,0 d
112,6
Impacto Viptera
209,0 a
240,5 a
224,8
111,5 a
138,0 ab
124,8
Média
196,6
233,5
214,5
102,8
130,0
116,4
DMS 5%
22,08
13,75
24,45
4,45
(1)
Média
-
-
Médias seguidas de letras minúsculas distintas nas colunas indicam diferenças estatísticas (p<0,05) pelo teste
de Tukey entre os híbridos.
71
Com relação aos seus pares, não houve diferença em termos de altura dos híbridos
convencionais e seus isogênicos transgênicos. A média de altura dos híbridos avaliados ficou
em 196,6 cm, para Campinas e 233,5 cm, para Mococa (Tabela 17).
Na altura de espiga, também não houve diferença significativa entre os híbridos em
Campinas (Tabela 17). O híbrido transgênico DKB390 PRO se destacou com a maior altura
de inserção da primeira espiga, diferindo de todos os demais híbridos, com exceção do híbrido
Impacto Viptera em Mococa (Tabela 17).
Houve diferença significativa entre as médias dos híbridos para comprimento de
espiga apenas para a localidade de Mococa, com destaque para os híbridos P30F35 YG,
DKB390, DKB390 YG que diferiram dos híbridos DAS2B710 HX e Impacto (Tabela 18). Na
média, as espigas foram menores em Campinas (15,5 cm) do que em Mococa (16,9 cm), nessa
safra (Tabela 18). Esse fato se deve ao plantio tardio do milho na localidade de Campinas,
acarretando períodos de estiagem mais longos nesse experimento.
Tabela 18 - Média de dez híbridos de milho para comprimento de espiga (CE) e diâmetro de
espiga (DE), em Campinas e Mococa, na safra de verão de 2011/2012.
Híbridos
CE (cm)(1)
Campinas
Mococa
DE (cm)(1)
Média
Campinas
Mococa
Média
P30F35
15,0 a
17,5 ab
16,2
50,6 a
48,4 bc
49,5
P30F35 YG
16,0 a
18,1 a
17,0
50,9 a
48,3 bc
49,6
P30F35 HX
15,8 a
16,0 ab
15,9
50,7 a
46,6 c
48,7
DKB390
15,1 a
18,0 a
16,6
51,5 a
50,9 a
51,2
DKB390 YG
15,7 a
18,1 a
16,9
50,9 a
50,7 a
50,8
DKB390 PRO
15,5 a
17,2 ab
16,3
50,9 a
50,0 ab
50,5
DAS2B710
14,5 a
16,5 ab
15,5
45,8 b
50,1 ab
47,9
DAS2B710 HX
15,2 a
15,9 b
15,5
46,6 b
50,3 ab
48,4
Impacto
16,2 a
15,4 b
15,8
46,8 b
49,7 ab
48,2
Impacto Viptera
16,1 a
16,6 ab
16,4
51,7 a
50,2 ab
51,0
Média
15,5
16,9
16,2
49,7
49,5
49,6
DMS 5%
2,32
2,18
-
2,85
2,16
-
(1)
Médias seguidas de letras minúsculas distintas nas colunas indicam diferenças estatísticas (p<0,05) pelo teste
de Tukey entre os híbridos.
72
Foram detectadas diferenças entre os híbridos para diâmetro de espiga tanto em
Campinas, quanto em Mococa (Tabela 18).
Em Campinas, os menores diâmetros foram verificados nos híbridos DAS2B710,
DAS2B710 HX e Impacto. Em Mococa, se destacaram com os maiores diâmetros de espiga
DKB390 e DKB390 YG que diferiram apenas dos híbridos P30F35, P30F35 YG e P30F35
HX. Praticamente não houve diferença nas médias de diâmetro de espiga entre as duas
localidades, mostrando que essa variável não foi influenciada pelo ambiente de cultivo
(Tabela 18).
Houve diferença entre as médias dos híbridos para o comprimento de folha apenas na
localidade de Campinas (Tabela 19), com destaque para o hibrido P30F35 HX com maior
comprimento, diferindo dos híbridos P30F35 YG, DKB390, Impacto e Impacto Viptera, com
os menores comprimentos.
Tabela 19 - Média de dez híbridos de milho para comprimento de folha (CF) e
produtividade de grãos (PG), em Campinas e Mococa, na safra de verão de 2011/2012.
Híbrido
CF (cm)(1)
Campinas Mococa
PG (kg ha-1)(1)
Média
Campinas
Mococa
Média
P30F35
97,6 ab
99,8 a
98,7
8.136 d
9.037 abcd
8.587
P30F35 YG
85,2 d
102,8 a
94,0
8.690 cd
9.187 abcd
8.939
P30F35 HX
101,1 a
97,8 a
99,4
9.412 abc
9.587 ab
9.499
DKB390
89,3 cd
94,5 a
91,9
8.210 d
8.461 d
8.336
DKB390 YG
97,1 ab
96,8 a
96,9
8.932 bcd
8.931 bcd
8.932
DKB390 PRO
97,8 ab
98,3 a
98,0
9.695 ab
9.394 abc
9.545
DAS2B710
94,3 abc
94,3 a
94,3
8.556 cd
8.556 cd
8.556
DAS2B710 HX
94,4 abc
95,8 a
95,1
8.565 cd
9.466 ab
9.015
Impacto
91,8 bcd
97,0 a
94,4
9.485 abc
9.420 abc
9.453
Impacto Viptera
91,8 bcd
95,5 a
93,7
10.099 a
9.900 a
10.000
Média
94,0
97,2
95,6
8.978
9.194
9.086
DMS 5%
7,49
12,02
-
994,46
907,35
(1)
-
Médias seguidas de letras minúsculas distintas nas colunas indicam diferenças estatísticas (p<0,05) pelo teste
de Tukey entre os híbridos.
73
As maiores produtividades de grãos foram verificadas nos híbridos transgênicos
Impacto Viptera (10.099 kg ha-1), DKB390 PRO (9.695 kg ha-1) e P30F35 HX (9.412 kg ha-1);
e pelo híbrido convencional Impacto (9.485 kg ha-1), em Campinas (Tabela 19).
O híbrido convencional Impacto diferiu pelo teste de Tukey de dois outros híbridos
convencionais (P30F35 e DKB390) e não apresentou diferença em termos de produtividade
de grãos de todos os híbridos transgênicos avaliados em Campinas (Tabela 19), indicando que
mesmo com esse nível de infestação de S. frugiperda e sem a realização de seu controle, esse
híbrido não perde tanto em produtividade quanto os demais híbridos convencionais.
Em Mococa, altas produtividades de grãos foram verificadas no híbrido transgênico
Impacto Viptera (9.900 kg ha-1), que diferiu na média apenas dos híbridos DAS2B710 (8.556
kg ha-1), DKB390 YG (8.931 kg ha-1) e DKB390 (8.461 kg ha-1) (Tabela 19).
Pesquisas realizadas nos EUA indicam que, quando se compara a produção de
cultivares semelhantes, transgênicos e convencionais, constata-se que, em condições onde não
há pressão de pragas do meio ambiente durante o desenvolvimento das lavouras, a
produtividade do cultivo convencional é praticamente igual ou ligeiramente superior à
produtividade do cultivo com transgênico (DUARTE, 2001; NILL, 2003; SHOEMAKER et
al., 2001).
Esse fato pôde ser observado entre os híbridos convencionais e pelo menos uma de
suas versões transgênicas nas duas safras agrícolas avaliadas, onde não foram detectadas
diferenças em termos de produtividade, nessa condição de infestação de S. frugiperda
(Tabelas 10 e 19).
Na análise de variância conjunta na safra 2011/2012 os resultados mostraram
diferenças significativas (p<0,01) pelo teste F, entre os ambientes, para largura de folha e
massa de 100 grãos, indicando que pelo menos um dos locais avaliados apresentou diferença
em relação a essas variáveis avaliadas. O fator tratamento não foi significativo apenas para o
número de fileira de grãos na espiga, mostrando que para essa variável não houve diferença
entre os dez híbridos de milho avaliados (Tabela 20).
74
Tabela 20 - Quadrados médios da análise de variância conjunta para largura de folha (LF),
número de fileira de grãos na espiga (NF) e massa de 100 grãos (M100), referentes a dez
híbridos simples de milho, em Campinas e Mococa, na safra 2011/2012.
Quadrados médios
FV
GL
LF
NF
M100
Blocos/Ambiente
6
0,81
5,65
6,82
Tratamentos
9
1,59**
3,17
22,41*
Ambientes
1
39,2**
25,09
130,05**
Tratamento x Ambiente
9
1,01
2,93
16,47
Resíduo
54
0,56
1,84
9,91
Total
79
Média
11,65
16,63
38,53
CV (%)
6,43
8,16
8,17
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
Verificou-se diferença entre as médias dos híbridos para largura de folha, com
destaque para o híbrido DAS2B710 HX com a maior largura e, P30F35 e P30F35 YG com as
menores larguras (Tabela 21).
Para número de fileira de grãos na espiga, não houve diferença entre as médias dos
tratamentos, mas verificou-se que na média, o número de fileiras foi de 16,6 em 2011/2012
(Tabela 21).
Não foram detectadas diferenças entre as médias dos tratamentos para massa de 100
grãos, com os híbridos apresentando na média 38,5 g de massa (Tabela 21).
75
Tabela 21 - Média de dez híbridos de milho para largura de folha (LF), número de
fileiras de grãos na espiga (NF) e massa de 100 grãos (M100), em Campinas e
Mococa, na safra de 2011/2012.
LF
NF
M100(1)
cm
-
g
P30F35
11,0 b
17,5 a
37,5 a
P30F35 YG
11,2 b
16,2 a
38,4 a
P30F35 HX
11,5 ab
16,1 a
40,6 a
DKB390
11,6 ab
16,0 a
37,6 a
DKB390 YG
11,6 ab
17,0 a
37,1 a
DKB390 PRO
12,1 ab
16,3 a
39,5 a
DAS2B710
12,1 ab
17,1 a
38,9 a
DAS2B710 HX
12,5 a
17,7 a
35,6 a
Impacto
11,3 ab
16,6 a
38,8 a
Impacto Viptera
11,6 ab
16,0 a
41,3 a
Média
11,7
16,6
38,5
DMS 5%
1,75
3,17
7,35
Híbrido
(1)
Médias seguidas de letras minúsculas distintas nas colunas indicam diferenças estatísticas
(p<0,05) pelo teste de Tukey entre os híbridos.
Na Tabela 22 encontram-se os valores do teste t dos contrastes ortogonais entre as
médias das variáveis: altura de planta (AP), altura de espiga (AE), comprimento da folha (CF),
largura da folha (LF), comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), número de
fileira de grãos na espiga (NF), produtividade de grãos (PG) e massa de 100 grãos (M100),
entre os híbridos convencionais (P30F35, DKB390, DAS2B710 e Impacto) e seus isogênicos
transgênicos (P30F35 YG, P30F35 HX, DKB390 YG, DKB390 PRO, DAS2B710 HX,
Impacto Viptera), da safra de 2011/2012.
Para os híbridos P30F35 e DKB390 o primeiro contraste testado refere-se à
comparação do híbrido convencional com seus dois isogênicos transgênicos. Logo, o
contraste de interesse é Y1= 2m1-m2-m3 (Tabela 22).
O segundo contraste para esses híbridos, refere-se à comparação apenas entre os dos
isogênicos transgênicos, sem levar em conta o híbrido convencional. Assim, o contraste de
interesse é Y2= m2-m3 (Tabela 22).
76
Para os híbridos DAS2B710 e Impacto o único contraste testado refere-se à
comparação do híbrido convencional com seu isogênico transgênico. Logo, o contraste de
interesse é Y1= m1-m2 (Tabela 22).
Tabela 22 - Valores do teste t dos contrastes ortogonais entre as médias das variáveis: altura
de planta (AP), altura de espiga (AE), comprimento da folha (CF), largura da folha (LF),
comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), número de fileira de grãos na espiga
(NF), produtividade de grãos (PG) e massa de 100 grãos (M100), dos híbridos convencionais
e seus isogênicos transgênicos, da safra de 2011/2012.
P30F35
DKB390
DAS2B710
Impacto
Y1= 2m1-m2-m3
Y2= m2-m3
Y1= 2m1-m2-m3
Y2= m2-m3
Y1= m1-m2
Y1= m1-m2
AP
-2,89*
-2,31*
-0,40 ns
-0,34 ns
1,02 ns
-4,45**
AE
-1,93 ns
-1,75 ns
-0,88 ns
-0,39 ns
-1,12 ns
-4,63**
CF
1,09 ns
2,23*
-3,34**
-2,60*
-0,47 ns
0,40 ns
LF
-0,95 ns
-0,44 ns
-0,78 ns
0,15 ns
-0,82 ns
0,80 ns
CE
-0,56 ns
-1,69 ns
-0,02 ns
-0,70 ns
-0,17 ns
-1,27 ns
DE
0,65 ns
-0,14 ns
1,85 ns
1,19 ns
-0,91 ns
-6,28**
NF
1,77 ns
1,50 ns
-1,11 ns
-1,45 ns
-1,08 ns
0,86 ns
PG
-5,11**
-2,47*
-4,74**
-2,71*
-2,47*
-3,71**
M100
-1,57 ns
-0,66 ns
-0,51 ns
0,32 ns
1,53 ns
-2,45*
(**; *) Significativo a 1% e 5% de probabilidade; nsNão significativo. Para os contrastes: m1 = média do híbrido
convencional; m2 = média do híbrido transgênico; m3 = média do segundo híbrido transgênico (quando houver).
No híbrido P30F35, nota-se que o híbrido convencional difere de seus isogênicos
transgênicos apenas para as variáveis altura de planta e produtividade de grãos (Tabela 22).
No caso do contraste entre P30F35 YG e P30F35 HX, ocorrem diferenças entre estes
híbridos Bt para as varáveis altura de planta, comprimento de folha e produtividade de grãos
(Tabela 22).
77
No contraste do híbrido convencional DKB390 com seus dois isogênicos transgênicos,
nota-se que a maioria das variáveis avaliadas em campo não diferiram entre os híbridos
convencionais e transgênicos, com exceção do comprimento de folha e da produtividade de
grãos, como ocorrido na safra anterior (Tabela 11 e Tabela 22). Quando se comparou apenas
os dois híbridos transgênicos, verificou-se também a ocorrência de diferença entre os híbridos
nas variáveis comprimento de folha e produtividade de grãos (Tabela 22).
O contraste entre o híbrido convencional DAS2B710 e seu isogênico transgênico
DAS2B710 HX mostrou que para todas as variáveis de campo não há grandes diferenças
entre o híbrido na versão convencional e na versão transgênica, com exceção da produtividade
de grãos nessa safra (Tabela 22). Esse fato aponta que o híbrido DAS2B710 e seu transgênico
DAS2B710 HX seriam realmente isogênicos verdadeiros, onde não ocorre diferença entre os
caracteres observados em campo, com exceção de produtividade que pode ser influenciada em
função da presença ou não de lepidópteros-praga.
No caso do híbrido convencional Impacto e seu isogênico transgênico Impacto Viptera
as diferenças entre os híbridos foram verificadas para altura de planta, altura de espiga,
diâmetro de espiga, produtividade de grãos e massa de 100 grãos. Para as demais variáveis
não houve diferença pelo teste t entre milho Bt e não Bt (Tabela 11).
Nota-se que para todos os contrastes envolvendo o híbrido convencional e suas
versões transgênicas foram detectadas diferenças significativas na produtividade de grãos
entre o híbrido convencional e pelo menos uma de suas versões transgênicas (Tabela 22). Isso
demonstra o efeito da tecnologia Bt que apresenta caráter protetor na planta contra o ataque de
lepidópteros-praga, permitindo que os híbridos que contém essa tecnologia possam expressar
seu total potencial produtivo.
Nessa safra de 2011/2012 detectou-se também a ocorrência de diferença na
produtividade de grãos quando se realizou o contraste do mesmo híbrido com diferentes
eventos Bt, como no caso dos contrastes entre P30F35 YG x P30F35 HX e; DKB390 YG x
DKB390 PRO (Tabela 22). Esse fato demonstra que diferentes eventos Bt em um mesmo
híbrido podem proporcionar comportamentos diferentes em termos de produtividade quando
colocados em mesmas condições de cultivo, ou seja, os diferentes eventos Bt inseridos em um
mesmo híbrido de origem atuariam de modo distinto em relação à proteção da planta quanto
ao dano ocasionado pela lagarta-do-cartucho.
78
4.2 Experimentação em Laboratório
Observou-se pela análise de variância (Tabela 23), que os seis híbridos de milho
avaliados em laboratório apresentaram diferença significativa entre si (p<0,01), com relação à
biomassa de lagartas, alimentadas durante quatro dias, com folhas de milho Bt e não Bt, ou
seja, as diferenças entre as médias dos híbridos provavelmente não são casuais, e sim devido
ao efeito dos híbridos sobre a alimentação da S. frugiperda.
Tabela 23 - Análise de variância da biomassa de Spodoptera frugiperda alimentadas
durante quatro dias, com seis híbridos de milho.
Fonte
GL
SQ
QM
F
Tratamento
5
0,001591
0,000318
41,71**
Resíduo
138
0,001053
0,000008
Total
143
0,00264
CV (%) = 25,64
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
Na Tabela 24 e na Figura 16 estão representadas as médias dos tratamentos em relação
à biomassa de S. frugiperda alimentada durante quatro dias em quatro híbridos de milho
transgênicos e dois híbridos de milho convencionais.
Verificou-se que lagartas alimentadas com híbridos transgênicos apresentaram baixo
ganho de biomassa aos quatro dias de alimentação, em relação aos híbridos sem a tecnologia
Bt (Tabela 24 e Figura 15).
Esses dados são coerentes com os dados verificados por DUTTON et al. (2005), que
relataram que as toxinas Bt são deterrentes para as larvas de lepidópteros, e que essa provável
deterrência do milho Bt pode explicar o baixo ganho de peso das larvas alimentadas com esse
tipo de milho, o que mostra que, além do efeito direto da toxina nas larvas, há o efeito indireto
de redução da alimentação.
79
Tabela 24 - Biomassa média de Spodoptera frugiperda alimentadas
durante quatro dias com seis híbridos de milho.
(1)
Híbridos
Biomassa aos 4 dias (mg) (1)
DAS2B710
0,19 a
DAS2B710 HX
0,06 b
P30F35 YG
0,07 b
DKB390 PRO
0,04 b
Impacto
0,23 a
Impacto Viptera
0,05 b
Média
0,11
Médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si pelo teste de
Tukey (p<0,05).
Figura 15 - Biomassa de Spodoptera frugiperda alimentadas durante quatro dias
com diferentes híbridos de milho (valores transformados por
x ).
LYNCH et al. (1999) observaram menor consumo de folhas de milho Bt por lagartas
de S. frugiperda, em comparação ao consumo de folhas de milho não Bt, o que indica que,
após a prova (primeira alimentação), a larva reduz a alimentação nas folhas de milho Bt,
consequentemente apresentando menor ganho de peso.
80
Essa redução de biomassa no híbrido transgênico DAS2B710 HX foi da ordem de
68,4% em relação ao híbrido DAS2B710 e de 73,9% em relação ao híbrido Impacto; para o
híbrido P30F35 YG foi de 63,2% em relação ao híbrido DAS2B710 e de 69,6% em relação ao
híbrido Impacto; para o híbrido DKB390 PRO foi de 78,9% em relação ao híbrido
DAS2B710 e de 82,6% em relação ao híbrido Impacto; e para o híbrido Impacto Viptera foi
da ordem de 73,7% em relação ao híbrido 2B710 e de 78,3% em relação ao híbrido Impacto
(Tabela 24).
MENDES et al. (2009) observaram que os insetos sobreviventes alimentados com
milho transgênico apresentaram menor acúmulo de biomassa, reduzindo sua competitividade
no ambiente, o que pode comprometer o desempenho dessa população de insetos.
Os híbridos transgênicos apresentaram maior redução de biomassa em relação ao
híbrido convencional Impacto do que em relação ao híbrido DAS2B710 (Tabela 24).
As lagartas alimentadas em milho com a tecnologia Viptera® e PRO®, foram as que
apresentaram os menores ganhos de biomassa entre os híbridos transgênicos, aos quatro dias
de alimentação, apesar de não ocorrer diferença significativa entre os tratamentos
transgênicos (Tabela 24 e Figura 15).
CARVALHO et al. (2010), ao avaliarem a biomassa de S. frugiperda em folhas de
milho Bt Cry 1A(b) e Cry 1F aos 14 dias, observaram diferença entre tecnologias Bt para o
ganho de biomassa. Os autores verificaram que lagartas que ingeriram o milho com a toxina
Cry 1A(b) tiveram biomassa pouco maior do que as lagartas que ingeriram o milho com a
toxina Cry 1F.
WAQUIL et al. (2002) ressaltam que a atividade da toxina Bt também pode ser afetada
pela interação com o genótipo no qual o gene foi incorporado, ou seja, a mesma toxina Cry
1A(b) presente em híbridos diferentes pode apresentar variabilidade frente à infestação com a
lagarta-do-cartucho.
Pode-se dizer que houve efeito de antibiose dos híbridos transgênicos, sobre a
alimentação da lagarta-do-cartucho de modo que, as lagartas ao se alimentarem destes milhos
Bt, apresentaram efeito adverso em sua biologia, nesse caso, a redução de peso.
Com relação aos dois híbridos convencionais, não foram detectadas diferenças
significativas entre suas médias com relação à biomassa aos quatro dias (Tabela 24).
Houve diferença significativa (p<0,01) entre os tratamentos, para biomassa de lagartado-cartucho alimentadas durante nove dias, com dois híbridos de milho com tecnologia não Bt
e um milho com tecnologia Bt (Tabela 25).
81
Tabela 25 - Análise de variância para biomassa de Spodoptera frugiperda, alimentadas
durante nove dias com três híbridos de milho.
Fonte
GL
SQ
QM
F
Tratamento
2
0,02786
0,01393
7,07**
Resíduo
65
0,12809
0,00197
Total
67
0,15596
CV (%) = 35,54
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
Para a biomassa das lagartas aos nove dias, constatou-se que aquelas alimentadas com
o híbrido de milho convencional apresentaram média superior quando comparadas com as
lagartas alimentadas com folhas do milho Bt, que apresentaeam perda significativa de seu
peso (Tabela 26 e Figura 16).
FERNANDES (2003) também observou que a lagarta-do-cartucho ao se alimentar de
milho Bt contendo a toxina Cry 1A(b), pode ter seu ciclo biológico alterado, com maior
mortalidade de larvas, menor biomassa e menor peso de pupas.
Tabela 26 - Média da biomassa de Spodoptera frugiperda alimentadas durante
nove dias com três híbridos de milho.
(1)
Híbridos
Biomassa aos 9 dias (mg) (1)
DAS2B710
20,31 a
P30F35 YG
5,49 b
Impacto
19,01 a
Média
14,94
Médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si elo teste de Tukey (p<0,05).
82
Figura 16 - Biomassa de Spodoptera frugiperda alimentada durante nove dias
com diferentes híbridos de milho (valores transformados por
x ).
WAQUIL et al. (2004), ao avaliarem a toxicidade das proteínas puras Cry 1A(b) para
lagarta-do-cartucho usando o método de tratamento superficial da dieta, observaram que a
atividade da proteína do Bt sobre a lagarta vai além da toxicidade, apresentando também um
importante componente de inibição alimentar.
Segundo LYNCH et al. (1999), a proteção oferecida pela toxina Cry 1A(b) ao milho
Bt contra a infestação por S. frugiperda ocorre, primariamente, pela redução da taxa de
desenvolvimento e ganho de peso. A redução de peso é consequência da redução do consumo
foliar, fato importante para o manejo de insetos no campo, pois, com menor biomassa e
consumo alimentar, haverá menor dano do inseto à produção.
Essa redução de biomassa no híbrido transgênico P30F35 YG foi da ordem de 73,0%
em relação ao híbrido DAS2B710 e da ordem de 71,1% em relação ao híbrido Impacto
(Tabela 26).
Na Tabela 27 são apresentados os resultados da análise de variância para o
comprimento de lagarta-do-cartucho avaliada após alimentação por nove dias em dois
híbridos de milho convencional (DAS2B710 e Impacto) e um híbrido com tecnologia Bt
(P30F35 YG)
Foram detectadas diferenças significativas entre os híbridos para o comprimento de
lagarta aos nove dias de alimentação em folhas de milho. Conclui-se que pelo menos um dos
83
tratamentos apresentou efeito adverso sobre o desenvolvimento dessa praga (Tabela 27). Essa
diferença pode ser visualizada na Figura 17.
Tabela 27 - Análise de variância para comprimento de Spodoptera frugiperda,
alimentadas durante nove dias, com três híbridos de milho.
Fonte
GL
SQ
QM
F
Tratamento
2
0,74375
0,37188
14,79**
Resíduo
63
1,58432
0,02515
Total
65
2,32807
CV (%) = 14,56
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
Figura 17 - Diferença de tamanho entre lagartas alimentadas com milho
transgênico Bt (esquerda) e milho convencional (direita), aos nove dias de
experimentação. (Foto: Andrea Moraes).
84
Verificou-se que o desenvolvimento da lagarta foi influenciado pelos híbridos
estudados, de modo que o híbrido transgênico P30F35 YG apresentou menor comprimento da
praga em comparação aos demais híbridos avaliados (Tabela 28 e Figura 18). O mesmo
resultado foi observado por BUNTIN et al. (2001) ao avaliaram a eficiência dos milhos
geneticamente modificados MON810 e BT11 (proteína Cry1Ab) no controle de S. frugiperda
e H. zea. Esses autores observaram que lagartas infestantes de milho contendo tecnologia Bt
apresentavam atraso de desenvolvimento, com seu tamanho sendo correspondente ao terceiro
e quarto ínstares, comparativamente lagartas alimentadas com milho não Bt, que
apresentavam tamanho correspondente ao quinto e sexto ínstares, demonstrando assim o
efeito deletério da proteína Cry1Ab no desenvolvimento biológico desses lepidópteros.
Tabela 28 - Comprimento médio de Spodoptera frugiperda, alimentadas durante
nove dias com três híbridos de milho.
(1)
Híbridos
Comprimento aos 9 dias (cm) (1)
DAS2B710
1,4 a
P30F35 YG
0,7 c
Impacto
1,2 b
Média
1,1
Médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si elo teste de Tukey (p<0,05).
Figura 18 - Comprimento de Spodoptera frugiperda alimentada durante nove dias,
com diferentes híbridos de milho (valores transformados por
x ).
85
Os híbridos transgênicos apresentaram efeito de antibiose sobre S. frugiperda uma vez
que eles afetaram a biomassa e o comprimento da lagarta após esta se alimentar de suas folhas.
A resistência do tipo antibiose ocorre quando o inseto se alimenta normalmente da
planta e esta exerce um efeito adverso sobre a sua biologia, afetando direta ou indiretamente
seu potencial de reprodução. Geralmente, essa influência negativa ocorre devido à presença
de compostos químicos que dificultam o crescimento e o desenvolvimento do inseto,
provocando alterações como prolongamento do período de desenvolvimento, deformações e
mortalidade em diferentes fases de desenvolvimento, redução de peso e tamanho dos
indivíduos, entre outros (BOIÇA JUNIOR et al., 2013; BUENO, 2006; CHRISPIM &
RAMOS, 2006).
Diversos trabalhos (MELO & SILVA, 1987; SILOTO et al., 2002) mostram que
plantas resistentes interferem na biologia, no desenvolvimento e no comportamento da praga,
de tal forma que as populações remanescentes passam a produzir indivíduos menos vigorosos
e mais suscetíveis aos inseticidas, promovendo a possibilidade do uso mais racional dos
produtos químicos (NISHIKAWA, 1999; VIANA & POTENZA, 2000).
Na Tabela 29 encontram-se os dados da análise de variância de mortalidade de S.
frugiperda durante o período de nove dias de alimentação com híbridos convencionais e
transgênicos de milho.
Verifica-se que houve diferença significativa entre os tratamentos avaliados,
evidenciando porcentagens diferentes de mortalidade de lagarta entre os híbridos (Tabela 29).
Tabela 29 - Análise de variância para porcentagem de mortalidade de Spodoptera
frugiperda, alimentadas durante nove dias com três híbridos de milho.
Fonte
GL
SQ
QM
F
Tratamento
5
2,278
0,4557
5,47**
Resíduo
32
2,667
0,08335
Total
37
4,946
CV (%) = 31,98
(**, *) Significativo a 1% e a 5% de probabilidade pelo teste F.
86
A mortalidade de lagartas recém-eclodidas alimentadas de híbridos de milho Bt, foi
sempre maior que a mortalidade de lagartas alimentadas em híbridos não Bt (Figura 17). Fato
semelhante foi observado por MENDES et al. (2011) ao avaliarem parâmetros biológicos da
lagarta-do-cartucho, alimentada com híbridos de milho Bt, que expressam a toxina Cry 1A(b),
e com seus respectivos isogênicos não Bt.
Figura 19 - Mortalidade (%) de Spodoptera frugiperda durante o tempo, alimentada com
folhas de híbridos de milho Bt e não Bt, em laboratório.
LYNCH et al. (1999) verificaram que a sobrevivência de larvas de S. frugiperda,
avaliadas quatro dias após a eclosão, em diferentes híbridos de milho que expressam a toxina
Cry 1A(b), variou de 45% para o material Btk 0906 a 54% para o Btk 0907.
Segundo DUTTON et al. (2005) larvas nos primeiros ínstares são mais sensíveis às
toxinas Bt em razão das alterações na atividade específica de proteases em seu suco intestinal.
Observou-se neste estudo que houve diferença na sobrevivência das lagartas
alimentadas com milho com diferentes eventos Bt (Figura 19).
Segundo DUTTON et al. (2005), esse fato é comum devido aos promotores usados
nos eventos comerciais serem diferentes, além do fato que a expressão das toxinas Bt em nível
celular ser frequentemente desconhecida em variedades comercialmente disponíveis.
87
WAQUIL et al. (2002) também encontraram diferenças na sobrevivência de lagartado-cartucho em trabalhos realizados nos EUA, indicando a existência de interação entre
evento Bt e o genótipo no qual esse foi inserido. Nesse caso os autores também não se
referiram aos fatores que levaram a essa interação.
O híbrido Impacto Viptera causou alta mortalidade de lagarta-do-cartucho já 24 horas
após a instalação do experimento, com valor de 48,0%, ante 26,7% no híbrido transgênico
P30F35 YG e, 28,3% nos híbridos transgênicos DAS2B710 HX e DKB390 PRO,
evidenciando a eficiência dessa tecnologia na redução da sobrevivência da praga (Figura 19).
O híbrido Bt Impacto Viptera continuou a causar maior mortalidade em relação aos
demais Bt até os três dias de avaliação, quando se detectou mortalidade de 100% das lagartas
nesse tratamento (Figura 19).
Os híbridos DAS2B710 HX e DKB390 PRO foram semelhantes em termos de
mortalidade até os três dias de avaliação, quando DKB390 PRO proporcionou 100% de
mortalidade das lagartas, enquanto no tratamento DAS2B710 HX, algumas lagartas ainda
conseguiram sobreviver até o sexto dia de avaliação, apesar de apresentarem comprimento e
biomassa inferiores às lagartas alimentadas com folhas de milho não Bt (Figura 19).
No híbrido transgênico P30F35 YG as lagartas foram morrendo no decorrer dos dias
de alimentação, apesar de esse nível de mortalidade ser bem inferior aos demais milhos Bt,
tanto que 100% de mortalidade de S. frugiperda só foi alcançada nove dias após o início da
alimentação das lagartas com as folhas desse híbrido (Figura 19). Observou-se que nesse
tratamento, as lagartas sobreviventes, ao se alimentarem desse híbrido Bt, apresentavam
tamanho e biomassa inferiores às observadas nos híbridos não Bt, ou seja, tiveram o seu
desenvolvimento comprometido (Figura 16 e 18).
Com relação aos híbridos convencionais notou-se um normal desenvolvimento das
lagartas, com mortalidade um pouco maior no híbrido DAS2B710 do que no híbrido Impacto
(Figura 19). As lagartas alimentadas nesses híbridos conseguiriam terminar seu
desenvolvimento, mas neste estudo decidiu-se encerrar as avaliações quando o último evento
Bt apresentasse 100% de mortalidade, uma vez que já é conhecido o ciclo biológico de S.
frugiperda alimentada com folhas de milho convencionais sem uso de pulverização para
controle da praga.
88
5 CONCLUSÕES
1. Há desempenhos diferentes entre os híbridos em relação ao ataque de S. frugiperda;
2. Híbridos convencionais DAS2B710, DKB390 e P30F35 foram os mais danificados
por S. frugiperda;
3. Híbridos convencionais Maximus e Impacto sofrem menos danos foliares ocasionados
por S. frugiperda do que demais híbridos convencionais, indicando apresentar
presença do mecanismo de resistência do tipo antixenose alimentar;
4. Híbrido convencional Maximus e Impacto apresentam produtividade de grãos
semelhante aos híbridos transgênicos, sob infestação de S. frugiperda em condições de
campo;
5. A maioria dos híbridos convencionais não difere em produtividade de grãos de pelo
menos uma de suas versões isogênicas transgênicas;
6. Mesmo híbrido de milho com eventos Bt diferentes podem apresentar comportamentos
produtivos diferentes em condições de campo;
7. Em condições de laboratório, o híbrido Impacto Viptera induz alta mortalidade de
lagartas de 1º ínstar após 24 horas de alimentação em suas folhas, em comparação com
os híbridos transgênicos P30F35 YG, DAS2B710 HX e DKB390 PRO, evidenciando
alta eficiência dessa tecnologia na redução da sobrevivência da lagarta-do-cartucho;
8. A biomassa e o comprimento de S. frugiperda desenvolvidas em milho com tecnologia
Bt são menores do que as lagartas desenvolvidas em milho não Bt.
89
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