Algodão geneticamente modificado que expressa a toxina Cry1Ac de Bacillus thuringiensis Berliner tem sido plantado no Brasil desde 2006. Entre as pragas-alvo da tecnologia, Alabama argillacea (Hüeb.) é uma espécie monófoga e apresenta alto potencial de risco de evolução da resistência. Para a implantação de um programa de manejo da resistência de A. argillacea à toxina Cry1Ac no Brasil, os principais objetivos do trabalho foram: a) estabelecer a linhas-básicas de suscetibilidade à toxina Cry1Ac em populações de A. argillacea e definir concentrações diagnósticas para o monitoramento da resistência e b) isolar e caracterizar locos microssatélites para avaliar a variabilidade e estruturação genética de populações de A. argillacea no Brasil. As linhas-básicas de suscetibilidade foram estimadas por meio de bioensaio de imersão de discos de folhas em soluções contendo a toxina Cry1Ac para populações de A. argillacea coletadas nos estados da Bahia, Goiás, Mato Grosso e Mato Grosso do Sul, durante as safras agrícolas de 2008 e 2009. Foram isolados e caracterizados dez locos microssatélites. Para avaliar a variabilidade genética foram estimadas as heterozigosidades observadas e esperadas. Para o estudo da estruturação genética foram estimadas as estatísticas F e feita a análise de agrupamento (distância de Nei) e análise Bayesiana. Baseado na estimativa da CL50 foram encontradas variações naturais de até seis vezes na suscetibilidade à toxina Cry1Ac entre as populações testadas. A partir da análise conjunta dos dados de concentração-mortalidade das populações testadas, foram definidas as concentrações diagnósticas de 10 e 32 µg de Cry1Ac/ml de água para futuros programas de monitoramento da resistência. O número médio de alelos por loco foi de 7,1 (variando de dois a 23 alelos). As heterozigosidades observada e esperada médias foram de 0,532 e 0,329. O índice de fixação intrapopulacional médio (f FIS) foi de 0,268, com variação entre os locos de -0,008 a 0,736. O índice de fixação da espécie (FIS) estimado através da análise de variância foi de 0,244 (IC 95% de 0,093 a 0,418). O valor de FST estimado foi de 0,036 (IC 95% de 0,007 a 0,080). Esse valor de FST não diferiu significativamente de zero, indicando a ausência de estruturação genética. Contudo foi detectado certo grau de endogamia intrapopulacional. A estruturação espacial da variabilidade genética não foi detectada, pois as populações avaliadas apresentaram uma coesão que é mantida pela alta taxa de migração (6,7 migrantes por geração). Entretanto, foi identificada indícios de estruturação genética determinada pelo tempo, uma vez que tanto o agrupamento baseado em distâncias genéticas quanto à análise Bayesiana identificaram grupos que são formados por populações coletadas em safras agrícolas diferentes. As causas ligadas a essa mudança na variabilidade genética não puderam ser identificadas, entretanto pode se inferir que possivelmente causas naturais ou práticas de manejo estejam determinando eventos de gargalo genético. Devido ao intenso fluxo gênico entre populações de A. argillacea no Brasil, estratégias de manejo da resistência devem ser implantadas no âmbito nacional. / Genetically modified cotton expressing Cry1Ac toxin of Bacillus thuringiensis Berliner has been planted in Brazil since 2006. Among target pests of this technology, Alabama argillacea (Hüeb.) is a monophagous species and offers a high potential risk of resistance evolution. In order to implement a resistance management program of A. argillacea to Cry1Ac toxin in Brazil, the objectives of this research were: a) to establish baseline susceptibility to Cry1Ac toxin in A. argillacea populations and define diagnostic concentrations for resistance monitoring and b) to isolate and characterize microsatellite loci to evaluate the variability and genetic structure of A. argillacea populations in Brazil. The baseline susceptibility data were estimated with leaf-disc bioassays by dipping into different concentration of Cry1Ac solution. Populations of A. argillacea were collected in Bahia, Goiás, Mato Grosso and Mato Grosso do Sul States, during 2008 and 2009 cotton-growing seasons. Ten microsatellite loci were isolated and characterized. The genetic variability was evaluated estimating observed and expected heterozygosities. For the studied of genetic structure, the F statistics was estimated, and Cluster analysis (Nei´s distance) and Bayesian analysis were performed. Based on estimation of LC50, natural variation up to 6-fold was detected in the susceptibility to Cry1Ac among tested populations. Based on analysis of concentration-mortality data by combining all populations, diagnostic concentrations of 10 and 32 µg of Cry1Ac/ml of water were defined for monitoring resistance. The mean number of alleles per loci was 7.1 (varying from 2 to 23 alleles). The observed and expected heterozigosities was 0,523 e 0, 395. The mean intrapopulation fixation index (f FIS) 0,268, varying from -0.008 to 0.736 between loci. The species fixation index (FIS) estimated by analysis of variance was 0.244(95% CI of 0.093 to 0.418). The estimated value of FST was 0.036 (95% CI of 0.007 to 0.080). The FST value was not significantly different from zero, indicating absence of genetic structure However, some degree of intrapopulational inbreeding was detected. Spatial structure of genetic variability was not detected because tested populations showed cohesion kept by high migration rate (6.7 migrants per generation). However, evidence of genetic structure across time was detected by Cluster analysis of genetic distance as well as by Bayesian analysis with group formation by population collection seasons. Factors affecting changes in genetic variability were not identified; however, natural factors or management practices may be determining some genetic bottleneck events. Due to intense gene flow among A. argillacea populations in Brazil, resistance management strategies must be implemented in a national basis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-17032010-141038 |
| Date | 09 March 2010 |
| Creators | Pavinato, Vitor Antonio Corrêa |
| Contributors | Omoto, Celso |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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