Diversity of insects under the effect of Bt maize and insecticides / Diversidade de insetos sob a influência do milho Bt e inseticidas

The genetically modified maize to control some caterpillars has been widely used in Brazil. The effect of Bt maize and insecticides was evaluated on the diversity of insects (species richness and abundance), based on the insect community, functional groups and species. This study was conducted in genetically modified maize MON810, which expresses the Cry1Ab protein from Bacillus thuringiensis Berliner, and conventional maize with and without insecticide sprays (lufenuron and lambda-cyhalothrin) under field conditions in Ponta Grossa (Paraná state, Brazil). Insect samplings were performed by using pitfall trap, water tray trap and yellow sticky card. A total of 253,454 insects were collected, distributed among nine orders, 82 families and 241 species. No differences were observed in the insect community based on the richness, diversity and evenness indices. Predators and pollinators were more abundant in genetically modified maize. Parasitoids, detritivores, sap-sucking herbivores and chewing herbivores were more abundant in conventional maize with insecticide sprays. Significant differences were found for the species Colopterus sp., Colaspis occidentalis (L.) and Nusalala tessellata (Gerstaecker) which were most abundant in Bt maize, and Dalbulus maidis and Condylostylus sp.2 in conventional maize.

O milho geneticamente modificado visando ao controle de lagartas tem sido amplamente utilizado no Brasil. Em estudo de campo realizado em Ponta Grossa (Paraná, Brasil), compararam-se, com base na diversidade (riqueza de espécies e abundância), os efeitos do milho Bt e do controle químico sobre a comunidade de insetos, grupos funcionais e espécies. A comunidade de insetos foi amostrada no milho geneticamente modificado MON810, que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner, e no milho convencional com e sem a aplicação de inseticidas (lufenuron e lambda-cialotrina). As amostragens foram realizadas por meio da coleta de insetos utilizando-se armadilha de queda, bandeja-d’água e cartão adesivo. Foram coletados 253.454 insetos, distribuídos em nove ordens, 82 famílias e 241 espécies. Não foram observadas diferenças na comunidade de insetos para os índices de riqueza, diversidade e equitabilidade nos tratamentos avaliados. Predadores e polinizadores foram mais abundantes no milho geneticamente modificado, e parasitoides, decompositores, sugadores e mastigadores, no milho convencional com inseticida. Diferenças significativas foram detectadas para as espécies Colopterus sp., Colaspis occidentalis (L.) e Nusalala tessellata (Gerstaecker), mais abundantes no milho Bt, e Dalbulus maidis e Condylostylus sp.2, mais abundantes no milho convencional.

Diversity of insects under the effect of Bt maize and insecticides / Diversidade de insetos sob a influência do milho Bt e inseticidas

The genetically modified maize to control some caterpillars has been widely used in Brazil. The effect of Bt maize and insecticides was evaluated on the diversity of insects (species richness and abundance), based on the insect community, functional groups and species. This study was conducted in genetically modified maize MON810, which expresses the Cry1Ab protein from Bacillus thuringiensis Berliner, and conventional maize with and without insecticide sprays (lufenuron and lambda-cyhalothrin) under field conditions in Ponta Grossa (Paraná state, Brazil). Insect samplings were performed by using pitfall trap, water tray trap and yellow sticky card. A total of 253,454 insects were collected, distributed among nine orders, 82 families and 241 species. No differences were observed in the insect community based on the richness, diversity and evenness indices. Predators and pollinators were more abundant in genetically modified maize. Parasitoids, detritivores, sap-sucking herbivores and chewing herbivores were more abundant in conventional maize with insecticide sprays. Significant differences were found for the species Colopterus sp., Colaspis occidentalis (L.) and Nusalala tessellata (Gerstaecker) which were most abundant in Bt maize, and Dalbulus maidis and Condylostylus sp.2 in conventional maize.(AU)

O milho geneticamente modificado visando ao controle de lagartas tem sido amplamente utilizado no Brasil. Em estudo de campo realizado em Ponta Grossa (Paraná, Brasil), compararam-se, com base na diversidade (riqueza de espécies e abundância), os efeitos do milho Bt e do controle químico sobre a comunidade de insetos, grupos funcionais e espécies. A comunidade de insetos foi amostrada no milho geneticamente modificado MON810, que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner, e no milho convencional com e sem a aplicação de inseticidas (lufenuron e lambda-cialotrina). As amostragens foram realizadas por meio da coleta de insetos utilizando-se armadilha de queda, bandeja-d'água e cartão adesivo. Foram coletados 253.454 insetos, distribuídos em nove ordens, 82 famílias e 241 espécies. Não foram observadas diferenças na comunidade de insetos para os índices de riqueza, diversidade e equitabilidade nos tratamentos avaliados. Predadores e polinizadores foram mais abundantes no milho geneticamente modificado, e parasitoides, decompositores, sugadores e mastigadores, no milho convencional com inseticida. Diferenças significativas foram detectadas para as espécies Colopterus sp., Colaspis occidentalis (L.) e Nusalala tessellata (Gerstaecker), mais abundantes no milho Bt, e Dalbulus maidis e Condylostylus sp.2, mais abundantes no milho convencional.(AU)

Diversity of insects under the effect of Bt maize and insecticides / Diversidade de insetos sob a influência do milho Bt e inseticidas

The genetically modified maize to control some caterpillars has been widely used in Brazil. The effect of Bt maize and insecticides was evaluated on the diversity of insects (species richness and abundance), based on the insect community, functional groups and species. This study was conducted in genetically modified maize MON810, which expresses the Cry1Ab protein from Bacillus thuringiensis Berliner, and conventional maize with and without insecticide sprays (lufenuron and lambda-cyhalothrin) under field conditions in Ponta Grossa (Paraná state, Brazil). Insect samplings were performed by using pitfall trap, water tray trap and yellow sticky card. A total of 253,454 insects were collected, distributed among nine orders, 82 families and 241 species. No differences were observed in the insect community based on the richness, diversity and evenness indices. Predators and pollinators were more abundant in genetically modified maize. Parasitoids, detritivores, sap-sucking herbivores and chewing herbivores were more abundant in conventional maize with insecticide sprays. Significant differences were found for the species Colopterus sp., Colaspis occidentalis (L.) and Nusalala tessellata (Gerstaecker) which were most abundant in Bt maize, and Dalbulus maidis and Condylostylus sp.2 in conventional maize.(AU)

O milho geneticamente modificado visando ao controle de lagartas tem sido amplamente utilizado no Brasil. Em estudo de campo realizado em Ponta Grossa (Paraná, Brasil), compararam-se, com base na diversidade (riqueza de espécies e abundância), os efeitos do milho Bt e do controle químico sobre a comunidade de insetos, grupos funcionais e espécies. A comunidade de insetos foi amostrada no milho geneticamente modificado MON810, que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner, e no milho convencional com e sem a aplicação de inseticidas (lufenuron e lambda-cialotrina). As amostragens foram realizadas por meio da coleta de insetos utilizando-se armadilha de queda, bandeja-dágua e cartão adesivo. Foram coletados 253.454 insetos, distribuídos em nove ordens, 82 famílias e 241 espécies. Não foram observadas diferenças na comunidade de insetos para os índices de riqueza, diversidade e equitabilidade nos tratamentos avaliados. Predadores e polinizadores foram mais abundantes no milho geneticamente modificado, e parasitoides, decompositores, sugadores e mastigadores, no milho convencional com inseticida. Diferenças significativas foram detectadas para as espécies Colopterus sp., Colaspis occidentalis (L.) e Nusalala tessellata (Gerstaecker), mais abundantes no milho Bt, e Dalbulus maidis e Condylostylus sp.2, mais abundantes no milho convencional.(AU)

Expression of cry1Ab gene from a novel Bacillus thuringiensis strain SY49-1 active on pest insects

In this study, the cry1Ab gene of previously characterized and Lepidoptera-, Diptera-, and Coleoptera-active Bacillus thuringiensis SY49-1 strain was cloned, expressed and individually tested on Ephestia kuehniella (Lepidoptera: Pyralidae) and Plodia interpunctella (Lepidoptera: Pyralidae) larvae. pET-cry1Ab plasmids were constructed by ligating the cry1Ab into pET28a (+) expression vector. Constructed plasmids were transferred to an Escherichia coli BL21 (DE3) strain rendered competent with CaCl2. Isopropyl -D-1-thiogalactopyranoside was used to induce the expression of cry1Ab in E. coli BL21(DE3), and consequently, 130 kDa of Cry1Ab was obtained. Bioassay results indicated that recombinant Cry1Ab at a dose of 1000 µg g-1 caused 40% and 64% mortality on P. interpunctella and E. kuehniella larvae, respectively. However, the mortality rates of Bt SY49-1 strains' spore-crystal mixture at the same dose were observed to be 70% on P. interpunctella and 90% on E. kuehniella larvae. The results indicated that cry1Ab may be considered as a good candidate in transgenic crop production and as an alternative biocontrol agent in controlling stored product moths.(AU)

Quantificação da proteína Cry1Ab em folhas, caules e grãos de dois híbridos de milho Bt e controle das pragas Spodoptera frugiperda e Helicoverpa zea / Cry1Ab protein quantification in leaves, stems and grains, and effectiveness to control Spodoptera frugiperda and Helicoverpa zea on two hybrids of genetically modified corn

Procedeu-se à avaliação do nível de infestação e respectivos danos associados à presen- ça das lagartas Spodoptera frugiperda e Helicoverpa zea, em dois milhos híbridos geneticamente modificados (OGM), Dekalb DKB390 e Agroceres AG8088, que expressam a proteína Cry1Ab. Foi estabelecido em blocos casualizados, com dois fatores (hibrido e gene cry1Ab), sendo utilizadas como controles os mesmos híbridos sem a proteína Cry1Ab (NOGM). A concentração da proteína Cry1Ab foi determinada pela técnica ELISA em caules, folhas e grãos dos milhos OGM, previamente desidratados por liofilização. A contabilização do número de lagartas de S. frugiperda e danos associados foi realizada aos 15, 22, 29, 36 e 42 dias após a semeadura, segundo uma escala com 5 níveis (0-ausência praga; 5-planta morta). A contabilização do número de lagartas de H. zea e danos associados foi realizada aos 57, 71, 78 e 85 dias após a semeadura, segundo uma escala com 4 níveis (0-ausência praga; 4- o inseto penetrou até o sabugo, não se aprofundando mais que 3 cm). O número de larvas foi contabilizado segundo dois níveis, menores ou iguais a 15mm e maiores de 15mm. Nenhuma aplicação inseticida foi realizada nos talhões com milhos OGM enquanto os talhões com milhos NOGM foram pulverizados com uma aplicação de deltametrina (2,8%) 42 dias após a semeadura. O nível de infestação e danos associados a S. frugiperda foram significativamente menores (p<0,05) nos milhos OGM em comparação com os milhos NOGM. Todavia, o número e danos associados a lagartas de S. frugiperda inferiores a 15 mm, foram superiores no milho OGM DKB390 quando comparado com o milho OGM AG8088. Não se verificaram diferen- ças no nível de infestação por lagartas-do-cartucho e danos associados entre milhos OGM e entre milhos NOGM. Em média, a concentração da proteína associada ao gene cry1Ab foi superior nas folhas e caules em comparação com a concentração presente nos grãos e, em média, superior no milho OGM AG8088 relativamente ao milho OGM DKB390. Não foram encontradas diferenças no nível de danos causados por lagartas de H. zea no milho AG8088 OGM e NOGM, após 71, 78 e 85 dias da semeadura. Conclui-se que embora os milhos OGM tenham sido eficientes na limitação das duas pragas, foram mais eficientes na limitação de S. frugiperda em comparação com H. zea resultado que estará associado à maior concentração da proteína nas folhas (8,062 ug/g de tecido fresco) e caules (5,626 ug/g de tecido fresco), em comparação com a existente no grão (0,372 ug/g de tecido fresco). Por sua vez, o teste ELISA foi eficiente na quantificação da proteína Cry1Ab em tecidos vegetais de milho.

A study was carried out to evaluate the infestation and associated damages to the presence of the Spodoptera frugiperda and Helicoverpa zea caterpillars, in two genetically modified (GM) corn, Dekalb DKB390 and Agroceres AG8088, expressing the cry1Ab protein. For this objective, an split-splot design with two factors (hybrid x gene) was carried out. Negative controls were made with the same corn hybrids without the gene cry1Ab (NoGM). The concentration of the protein Cry1Ab was determined by the ELISA (enzyme linked immuno sorbent assay) technique in previously dehydrated stems, leaves and grains of GM corns. Caterpillars sampling of S. frugiperda and associated damage survey were accomplished at 15, 22, 29, 36 and 42 days after the sowing, according to a damage scale with 5 levels (0- pest absence to 5- dead plant). Countings of H. zea caterpillars and associated damage were assessed at 57, 71, 78 and 85 days after the sowing, according to a damage scale with 4 levels (0-pest absence curse to 4-gallery in the corn cob minor than 3cm). Sampled caterpillars were divided in two groups, smaller or equal to 15mm and bigger than 15mm. No insecticide application was accomplished in the GM blocks while NoGM blocks were sprayed with deltametrina (2,8%), 42 days after the sowing. The infestation level and associated damage due to S. frugiperda presence was significantly smaller (p < 0,05) in the GM corns in comparison to NoGM corns. Nevertheless, the number and associated damage of S. frugiperda caterpillars, smaller than 15 mm, were superior in the GM DKB390 corn when compared to the GM AG8088 corn. Differences were not observed in the S. frugiperda infestation and associated damage between GM corns and between NoGM corns. On average, the concentration of Cry1Ab protein was significantly superior in leaves and stems in comparison to the grain and, usually, superior in the GM AG8088 corn comparatively to GM DKB390 corn. No differences were found on level damages caused by caterpillars of H. zea in GM and NoGM AG8088 corns, after 71, 78 and 85 days of sowing. In conclusion, GM corns were more efficient in the limitation of S. frugiperda in comparison with H. zea, a result that can be associated to the largest Cry1Ab protein concentration observed in leafs (8.062 ug/g fresh tissue) and stems (5.626 ug/g fresh tissue) in comparison to the existent in the grain (0.372 ug/g fresh tissue). Also, ELISA technique proved to be very efficient in Cry1Ab protein quantification on corn.

Quantificação da proteína Cry1Ab em folhas, caules e grãos de dois híbridos de milho Bt e controle das pragas Spodoptera frugiperda e Helicoverpa zea / Cry1Ab protein quantification in leaves, stems and grains, and effectiveness to control Spodoptera frugiperda and Helicoverpa zea on two hybrids of genetically modified corn

Procedeu-se à avaliação do nível de infestação e respectivos danos associados à presen- ça das lagartas Spodoptera frugiperda e Helicoverpa zea, em dois milhos híbridos geneticamente modificados (OGM), Dekalb DKB390 e Agroceres AG8088, que expressam a proteína Cry1Ab. Foi estabelecido em blocos casualizados, com dois fatores (hibrido e gene cry1Ab), sendo utilizadas como controles os mesmos híbridos sem a proteína Cry1Ab (NOGM). A concentração da proteína Cry1Ab foi determinada pela técnica ELISA em caules, folhas e grãos dos milhos OGM, previamente desidratados por liofilização. A contabilização do número de lagartas de S. frugiperda e danos associados foi realizada aos 15, 22, 29, 36 e 42 dias após a semeadura, segundo uma escala com 5 níveis (0-ausência praga; 5-planta morta). A contabilização do número de lagartas de H. zea e danos associados foi realizada aos 57, 71, 78 e 85 dias após a semeadura, segundo uma escala com 4 níveis (0-ausência praga; 4- o inseto penetrou até o sabugo, não se aprofundando mais que 3 cm). O número de larvas foi contabilizado segundo dois níveis, menores ou iguais a 15mm e maiores de 15mm. Nenhuma aplicação inseticida foi realizada nos talhões com milhos OGM enquanto os talhões com milhos NOGM foram pulverizados com uma aplicação de deltametrina (2,8%) 42 dias após a semeadura. O nível de infestação e danos associados a S. frugiperda foram significativamente menores (p<0,05) nos milhos OGM em comparação com os milhos NOGM. Todavia, o número e danos associados a lagartas de S. frugiperda inferiores a 15 mm, foram superiores no milho OGM DKB390 quando comparado com o milho OGM AG8088. Não se verificaram diferen- ças no nível de infestação por lagartas-do-cartucho e danos associados entre milhos OGM e entre milhos NOGM. Em média, a concentração da proteína associada ao gene cry1Ab foi superior nas folhas e caules em comparação com a concentração presente nos grãos e, em média, superior no milho OGM AG8088 relativamente ao milho OGM DKB390. Não foram encontradas diferenças no nível de danos causados por lagartas de H. zea no milho AG8088 OGM e NOGM, após 71, 78 e 85 dias da semeadura. Conclui-se que embora os milhos OGM tenham sido eficientes na limitação das duas pragas, foram mais eficientes na limitação de S. frugiperda em comparação com H. zea resultado que estará associado à maior concentração da proteína nas folhas (8,062 ug/g de tecido fresco) e caules (5,626 ug/g de tecido fresco), em comparação com a existente no grão (0,372 ug/g de tecido fresco). Por sua vez, o teste ELISA foi eficiente na quantificação da proteína Cry1Ab em tecidos vegetais de milho.(AU)

A study was carried out to evaluate the infestation and associated damages to the presence of the Spodoptera frugiperda and Helicoverpa zea caterpillars, in two genetically modified (GM) corn, Dekalb DKB390 and Agroceres AG8088, expressing the cry1Ab protein. For this objective, an split-splot design with two factors (hybrid x gene) was carried out. Negative controls were made with the same corn hybrids without the gene cry1Ab (NoGM). The concentration of the protein Cry1Ab was determined by the ELISA (enzyme linked immuno sorbent assay) technique in previously dehydrated stems, leaves and grains of GM corns. Caterpillars sampling of S. frugiperda and associated damage survey were accomplished at 15, 22, 29, 36 and 42 days after the sowing, according to a damage scale with 5 levels (0- pest absence to 5- dead plant). Countings of H. zea caterpillars and associated damage were assessed at 57, 71, 78 and 85 days after the sowing, according to a damage scale with 4 levels (0-pest absence curse to 4-gallery in the corn cob minor than 3cm). Sampled caterpillars were divided in two groups, smaller or equal to 15mm and bigger than 15mm. No insecticide application was accomplished in the GM blocks while NoGM blocks were sprayed with deltametrina (2,8%), 42 days after the sowing. The infestation level and associated damage due to S. frugiperda presence was significantly smaller (p < 0,05) in the GM corns in comparison to NoGM corns. Nevertheless, the number and associated damage of S. frugiperda caterpillars, smaller than 15 mm, were superior in the GM DKB390 corn when compared to the GM AG8088 corn. Differences were not observed in the S. frugiperda infestation and associated damage between GM corns and between NoGM corns. On average, the concentration of Cry1Ab protein was significantly superior in leaves and stems in comparison to the grain and, usually, superior in the GM AG8088 corn comparatively to GM DKB390 corn. No differences were found on level damages caused by caterpillars of H. zea in GM and NoGM AG8088 corns, after 71, 78 and 85 days of sowing. In conclusion, GM corns were more efficient in the limitation of S. frugiperda in comparison with H. zea, a result that can be associated to the largest Cry1Ab protein concentration observed in leafs (8.062 ug/g fresh tissue) and stems (5.626 ug/g fresh tissue) in comparison to the existent in the grain (0.372 ug/g fresh tissue). Also, ELISA technique proved to be very efficient in Cry1Ab protein quantification on corn.(AU)