Dispersión y mortalidad de larvas de Spodoptera frugiperda J. E. Smith (Lepidoptera: Noctuidae) en híbridos de maíz convencional y transgénico Bt. Potenciales implicancias para el manejo de la resistencia

Abstract

Spodoptera frugiperda es plaga clave del maíz en todo el continente americano. Actualmente la principal estrategia de control consiste en la utilización de cultivares de maíz genéticamente modificados Bt. La evolución de resistencia es la principal amenaza para esta tecnología. La estrategia de refugio -que consiste en la siembra de una porción de lote con una variedad no Bt- fue el principal enfoque adoptado para retrasar la evolución de la resistencia. Los refugios integrados o refugios en bolsa (ReB), pueden acelerar la resistencia de plagas blanco por efecto del movimiento y dispersión de larvas entre plantas Bt y no Bt comparado con refugios estructurados. Los objetivos fueron: 1) comparar el movimiento intra-planta y la dispersión inter-plantas en distintas configuraciones de refugio, 2) estudiar el efecto de la densidad y el estado fenológico en la dispersión y 3) evaluar la susceptibilidad de distintos estadios larvales de S. frugiperda a las toxinas Bt. Los ensayos fueron realizados durante las campañas 2015/16 y 2016/17 en INTA Reconquista, Santa Fe. Se utilizaron los híbridos KWS3720 VT TriplePro (Bt) y KWS3800 (no Bt). Los tratamientos fueron: Bt, ReB (1 no Bt rodeada de 44 plantas Bt), no Bt y ReB inv (1 Bt rodeada de 44 plantas no Bt) en DBCA con cinco repeticiones. En V6 se liberaron larvas neonatas de S. frugiperda en la planta central. Se elaboraron 2 índices: a) movimiento (larvas vivas en diferentes hojas) en la misma planta cada 2 h, las primeras 8 h desde la liberación, b) dispersión (larvas vivas en diferentes plantas) en la parcela cada 2 días durante 12 días. Para el objetivo 2) se realizó otro ensayo en el que se empleó una configuración ReB en DCA con cuatro repeticiones y combinación factorial de estado fenológico (V2 y V8) y densidad (40.000 pl. ha-1, 55.000 pl. ha-1 y 70.000 pl. ha-1). Objetivo 3) se evaluó la susceptibilidad de larvas L1, L3 y L5 en hojas de maíz Bt. El movimiento intra-planta fue mayor en maíz Bt comparado a no Bt y aumentó con el tiempo. La dispersión inter-plantas y su variación en el tiempo fueron significativamente diferentes entre tratamientos. En Bt y ReB inv se dispersaron más rápidamente que en no Bt y ReB. La dispersión inter-plantas fue mayor en V8, en cambio la densidad no tuvo efectos. Larvas L1 fueron 7,5 y 16,5 veces más susceptibles que larvas L3 y L5, respectivamente. La alimentación inicial sobre plantas Bt genera rechazo y consecuentemente mayor movimiento y dispersión de larvas. La dispersión y susceptibilidad diferencial de larvas favorece condiciones de exposición a dosis subletales en un refugio integrado. Esta situación podría acelerar la evolución de resistencia en un refugio integrado comparado al refugio estructurado.

Spodoptera frugiperda is a key pest of corn in all the American continent. Currently, genetically modified Bt corn became the main control strategy. Resistance evolution is the mayor threat to the success of this technology. The refuge strategy -which involves a portion of the field sowed with a non Bt variety- has been the prime approach adopted to delay the evolution of insect resistance. Integrated refuges, also refuge in the bag (RIB), might accelerate resistance in target pests due to the movement and dispersal of larvae between Bt and non Bt plants compared to structured refuges. The objectives were: 1) to compare the intraplant movement and interplant dispersion in different refuge configurations, 2) to study the effect of plant density and growth stage in dispersion and 3) to evaluate the susceptibility of different larval instars of S. frugiperda to Bt toxins in corn. Experiments were carried out at INTA Reconquista, Santa Fe during two seasons, 2015/16 and 2016/17. The corn hybrids KWS 3720 VT Triple Pro (Bt) and KWS 3800 (non Bt) were used and the treatments were: Bt, ReB (1 non Bt surrounded by 44 Bt plants), non Bt and ReB inv (1 Bt surrounded by 44 non Bt plants) in RCB design with five replications. At V6, S. frugiperda neonates were released in the central plant. Two indices were elaborated: a) movement (live larvae in different leaves) in the same central plant every 2 hours for the first 8 hours, b) dispersion (live larvae in different plants) in the plot every 2 days for 12 days. For objective 2) a ReB configuration was used in another experiment in CR design with four replications and a factorial combination of phenological stages (V2 and V8) and density (40.000 pl. ha-1, 55.000 pl. ha-1 y 70.000 pl. ha-1). Objective 3) Susceptibility of L1, L3 and L5 larvae in Bt corn leaves was evaluated. Intraplant movement was higher in Bt corn compared to non Bt and increased over time. The interplant dispersion and its variation over time were significantly different among treatments. In Bt and ReB inv larvae dispersed faster than in non Bt and ReB. The interplant dispersion was greater in V8, however plant density had no effect. L1 Larvae were 7.5 and 16.5 times more susceptible than L3 and L5 larvae, respectively. Initial feeding on Bt plants generate aversion and consequently greater movement and dispersion of larvae. The dispersal and differential susceptibility of larvae favors exposure to sublethal doses in an integrated refuge. This situation could accelerate resistance evolution in integrated refuge compared to structured refuge.