Impactos do estresse ambiental na expressão de proteína Cry1F de milho Bt de primeira e segunda geração | Impacts of environmental stress in the expression of Cry1F on Bt corn of first and second generation

Bt corn plants expressing Cry proteins are grown in extensive areas with the aim of avoiding damage caused by lepidopteran pests in important agricultural production regions. The effectiveness of this technology is dependent mainly on the production of Bt proteins in adequate amounts that must be expressed in the different tissues of the plants that are targeted by the insects. On the other hand, Bt plantations are cultivated in heterogeneous environments with different environmental factors, such as water deficit, high temperatures, nutrient deficiency, among others. Such factors may directly interfere in the expression of insecticidal proteins and affect the efficacy of transgenic crops in pest control. The lower efficacy of the crops is reflected by the survival of the insects targets in the fields that are responsible for the reduction in productivity and may favor the evolution of the resistance of the target insects. Therefore, the objective of the thesis was to evaluate the behavior of Bt maize plants, which express Cry proteins under different environmental conditions, with different levels of irrigation and with environment with reduced nitrogen fertilization, both in the greenhouse and in the field. Different first and second generation Bt maize technologies, both Herculex® (Hx) and PowerCore® (Pw) technologies, both containing TC1507 technology plus its isogenic, nonbt corn, were constructed in the same genetic background and grown in different conditions with nitrogen reduction and different water conditions. The Cry1F content were quantified from the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). In addition bioassays and analyzes of pest damage were performed to verify the protection of Bt crops. The reduction of nitrogen fertilization coupled with exposure for no irrigation periods and different water regimes both in the greenhouse and in the field did not reduce the content of Cry1F proteins nor did they impair the effectiveness of the control of S. frugiperda for both plants first (Hx) and second generation (Pw) in the experimental conditions used. In addition, no significant differences in Bt-related productivity was observed on field analyzes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA)

Plantas de milho Bt que expressam proteínas Cry são cultivadas em extensas áreas com o objetivo de evitar danos causados por lepidópteros pragas em importantes regiões de produção agrícola. A eficácia desta tecnologia é dependente, principalmente da produção das proteínas Bt em quantidades adequadas que devem ser expressas nos diferentes tecidos das plantas que são alvo dos insetos. Por outro lado, plantios Bt são cultivados em ambientes heterogêneos e com diferentes fatores ambientais, tais como déficit hídrico, altas temperaturas, deficiência de nutrientes, entre outros. Tais fatores podem interferir diretamente na expressão das proteínas inseticidas e afetar a eficácia dos cultivos transgênicos no controle de pragas. A menor eficácia dos cultivos é refletida pela sobrevivência dos insetos alvos nos campos que são responsáveis pela redução na produtividade e podem favorecer a evolução da resistência dos insetos alvo. Sendo assim, o objetivo da tese foi avaliar o comportamento de plantas de milho Bt, que expressam proteínas Cry sob diferentes condições ambientais, com diferentes níveis de irrigação e com ambiente com redução da adubação nitrogenada, tanto em casa de vegetação, quanto em campo. Diferentes tecnologias de milho Bt, de primeira e segunda geração, as tecnologias Herculex® (Hx) e PowerCore® (Pw) ambas contendo a tecnologia TC1507 mais o seu isohíbrido (sem transformação Bt) foram construídas no mesmo background genético e foram cultivadas em diferentes condições ambientais com redução de nitrogênio e diferentes condições hídricas. O conteúdo de Cry1F foi quantificado a partir de ensaio imunoenzimático ELISA. Além disso bioensaios e análises de danos provocados por pragas foram realizados a fim de verificar a proteção dos cultivos Bt. A redução da adubação nitrogenada, juntamente com a exposição há períodos sem irrigação e há diferentes regimes hídricos tanto em casa de vegetação quanto no campo não reduziram o conteúdo de proteínas Cry1F e nem prejudicaram a eficácia no controle de S. frugiperda tanto para as plantas de primeira (Hx) quanto de segunda geração de (Pw) nas condições experimentais utilizadas. Além disso, para as análises de campo não foram observadas diferenças significativas na produtividade relacionada com a tecnologia Bt.