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Universidade de São Paulo
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”
Resistência de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) a
spinosad no Brasil
Patrick Marques Dourado
Dissertação apresentada para obtenção do título
de Mestre em Ciências. Área de concentração:
Entomologia
Piracicaba
2009
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2
Patrick Marques Dourado
Engenheiro Agrônomo
Resistência de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) a spinosad no
Brasil
Orientador:
Prof. Dr. CELSO OMOTO
Dissertação apresentada para obtenção do título
de Mestre em Ciências. Área de concentração:
Entomologia
Piracicaba
2009
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3
Aos meus pais Silvone Marques Dourado e
Izonel Francisco Dourado,
OFEREÇO
A minha namorada Lívia Mendes de Castro e
meu irmão Diego Marques Dourado
DEDICO
4
5
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. Celso Omoto pela orientação e ensinamentos.
Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Entomologia da
ESALQ/USP pelos conhecimentos transmitidos.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela
concessão da bolsa de estudos.
Ao Comitê Brasileiro de Ação a Resistência a Inseticidas (IRAC-BR) pela
preciosa colaboração na coleta de populações da praga no campo.
Aos colegas do Laboratório de Resistência de Atrópodes a Pesticidas da
ESALQ/USP Beatriz Maria Ferrari, Carla Fernando Prezzoto, Cláudio Roberto franco,
Danielle Thomazoni, Edgar F. Gaona Mena, Eloiza Salmerom, Felipe Antonio
Domingues, Gislaine A. De Oliveira, Karina Cordeiro Albernaz, Nádia Bertan e Oderlei
Bernadi pelo auxílio e companheirismo nos últimos anos..
A Dow AgroSciences pelo fornecimento dos produtos e auxílio nas coletas das
populações.
Aos amigos Bruno Barbuy, Tiago Carletti, César Albino, Murilo Gabriel, Miguel
Angel e Daniel Motuca.
A bibliotecária Sílvia pelo auxílio na revisão da dissertação.
6
7
SUMÁRIO
RESUMO..............................................................................................................
9
ABSTRACT...........................................................................................................
11
LISTA DE FIGURAS.............................................................................................
13
LISTA DE TABELAS.............................................................................................
15
1 INTRODUÇÃO..........................................................................................
17
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.....................................................................
21
2.1 Aspectos bioecológicos de S. frugiperda.................................................
21
2.2 Resistência de S. frugiperda a inseticidas................................................
23
2.3 Spinosinas................................................................................................
25
2.4 Resistência de pragas a spinosad............................................................
27
3 MATERIAL E MÉTODOS.........................................................................
29
3.1 Coleta e criação de S. frugiperda.............................................................
29
3.2 Procedimentos para bioensaios toxicológicos..........................................
31
3.3 Caracterização da linha-básica de suscetibilidade de S. frugiperda a
spinosad e spinetoram.............................................................................
31
3.4 Avaliação da variabilidade geográfica e temporal da suscetibilidade de
S. frugiperda a spinosad no Brasil............................................................
32
3.5 Seleção da resistência de S. frugiperda a spinosad................................
33
3.6 Resistência cruzada entre spinosad e spinetoram...................................
34
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................
35
4.1 Caracterização de linha-básica de suscetibilidade de S. frugiperda a
spinosad e spinetoram..............................................................................
35
4.2 Avaliação da variabilidade geográfica e temporal da suscetibilidade de
S. frugiperda a spinosad no Brasil............................................................
39
4.3 Resposta de S. frugiperda à pressão de seleção com spinosad.............
50
4.4 Resistência cruzada entre spinosad e spinetoram...................................
52
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS....................................................................
55
6 CONCLUSÕES.........................................................................................
57
7 REFERÊNCIAS ......................................................................................
59
8
9
RESUMO
Resistência de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) a spinosad no
Brasil
Spinosad tem sido um dos inseticidas bastante utilizados em programas de
manejo de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) no Brasil, devido à alta eficácia e ao
mecanismo de ação único (ativadores alostéricos dos receptores nicotínicos de
acetilcolina). Para preservar a vida útil de spinosad, os objetivos do trabalho foram: (a)
caracterizar a variabilidade geográfica e temporal na suscetibilidade de S. frugiperda a
spinosad em populações coletadas nas principais regiões produtoras de milho no Brasil
nas safras de 2006 a 2008, (b) Avaliar a resposta à pressão de seleção de S. frugiperda
a spinosad em condições de laboratório, e (c) avaliar a resistência cruzada entre
spinosad e spinetoram em S. frugiperda. A caracterização da suscetibilidade a spinosad
em populações de S. frugiperda foi realizada com o método de bioensaio por ingestão
mediante contaminação superficial da dieta artificial com o inseticida, utilizando-se
lagartas de 3º instar. Baseado na resposta de concentração-mortalidade da população
suscetível de referência, foram definidas as concentrações diagnósticas de 32 e 56 µg
de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)], correspondentes à CL
95
e CL
97
respectivamente,
para o monitoramento da resistência. Foram verificadas diferenças significativas na
suscetibilidade de populações de S. frugiperda a spinosad no Brasil, com
sobrevivências variando de 1,5 a 64,4% e 1,5 a 41,2% nas concentrações diagnósticas
de 32 e 56 ppm de spinosad respectivamente. Em geral foi observado um aumento na
freqüência de resistência em todas as populações avaliadas nas safras de 2006 a 2008.
Foram verificadas respostas à pressão de seleção de uma população de S. frugiperda a
spinosad, atingindo uma razão de resistência (RR) de 371 vezes, após cinco ciclos de
seleção para resistência em condições de laboratório. Resistência cruzada positiva
entre spinosad e spinetoram foi comprovada para a população de S. frugiperda
resistente a spinosad. Portanto, as estratégias de uso de spinosad para o controle de S.
frugiperda no Brasil devem ser revistas para preservar a vida útil desse importante
inseticida em programas de manejo integrado de pragas.
P Pal
avras chaves: Resistência a inseticidas; Resistência cruzada; Spinosinas; Manejo
de resistência
10
11
ABSTRACT
Resistance of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) to spinosad in
Brazil
Spinosad has been one of the most used insecticides to manage Spodoptera
frugiperda (J.E. Smith) in Brazil, due to its high efficacy and unique mode of action
(nicotinic acetylcholine receptor allosteric activators). In order to preserve its lifetime, the
objectives of this research were: (a) to characterize the geographic and temporal
variability in the susceptibility to spinosad in populations of S. frugiperda collected from
major maize-producing regions in Brazil during 2006 to 2008 seasons; (b) to evaluate
response to selection pressure of S. frugiperda to spinosad under laboratory conditions;
and (c) to evaluate cross-resistance between spinosad and spinetoram in S. frugiperda.
The characterization of susceptibility to spinosad in S. frugiperda populations was
conducted with ingestion bioassays by contaminating the artificial diet surface with the
insecticide and using 3
rd
instar larvae. Based on concentration-response of susceptible
reference population, diagnostic concentrations of 32 and 56 µg of spinosad/mL of water
[A.I. (ppm)] (values of LC
95
e LC
97
respectively) were defined for resistance monitoring.
Significant differences in the susceptibility to spinosad were detected in S. frugiperda
populations in Brazil, with survivorship varying from 1.5 to 64.4% and 1.5 a 41.2% at
diagnostic concentrations of 32 and 56 ppm of spinosad respectively. In general, an
increase in the frequency of resistance was observed in all populations evaluated from
2006 to 2008. Response to selection pressure was obtained in a population of S.
frugiperda to spinosad, with resistance ratio of up to 371-fold, after five cycles of
selection for resistance under laboratory conditions. A positive cross-resistance was
observed between spinosad and spinetoram in spinosad-resistant S. frugiperda
population. Therefore, the strategies of use of spinosad to manage S. frugiperda in
Brazil must be revised in order to preserve its lifetime of this important insecticide in
integrated pest management programs.
Keywords: Resistance to insecticides; Cross-resistance; Spinosins; Resistance
management
12
13
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Linhas de concentração-resposta a spinosad em populações de
S.
frugiperda coletadas em diferentes regiões d
o Brasil na safra de
2006/2007.............................................................................................
39
Figura 2 Porcentagem de sobrevivência média (erro padrão médio) à CL
95
da
população suscetível de referênci
a (32 µg de spinosad/mL de água
[I.A.(ppm)]) em populações de S. frugiperda
coletadas em diferentes
regiões do Brasil nas safras 2006 a 2008
. Médias com a mesma letra
não diferem estatisticamente (P <0,05).........................................
41
Figura 3 Porcentagem de sobrevivência média (erro padrão médio) à CL
97
da
população suscetível de referência (56 µg de spinosad/mL de água
[I.A.(ppm)]) em populações de S. frugiperda
coletadas em diferentes
regiões do Brasil nas safras 2006 a 2008. Médias
com a mesma
letra não diferem estatisticamente (P <0,05)........................................
42
Figura 4 Porcentagem de sobrevivência média (erro padrão médio) à CL
95
da
população suscetível de referência (32 µg de spinosad/mL de água
[I.A.(ppm)]) em populações de S. frugiperda
coletadas em diferentes
regiões do Brasil nas safras 2006 a 2008. Média
s com a mesma letra
não diferem estatisticamente (P <0,05)................................................
43
Figura 5 Porcentagem de sobrevivência média (erro padrão médio) à CL
97
da
população suscetível de referência (56
µg de spinosad/mL de água
[I. A. (ppm)] ) em populações de S. frugiperda
coletadas em
diferentes regiões do Brasil nas safras 2006 a 2008. Médias
com a
mesma letra não diferem estatisticamente (P <0,05).......................
.....
44
14
Figura 6 Monitoramento da suscetibilidade a spinosad em populações de
S.
frugiperda
coletadas em diferentes regiões do Brasil nas safras 2006
a 2008. Os círculos menores representam as
médias das classes de
variáveis canônicas. O cí
rculo maior representa as regiões que não
diferiram estatisticamente na comparação entre pares de médias da
distância de Mahalanobis (D
2
) (teste de F aproximado, P = 0,05)........
45
Figura 7 Linhas de concentração-resposta a spinosad em populações de
S.
frugiperda
suscetível de referência (SUS) e resistente a spinosad
(Spinosad-R).........................................................................................
52
Figura 8 Porcentagem de
sobrevivência às concentrações diagnósticas de
spinosad e spinetoram equivalentes a CL
97
e CL
99
da população
suscetível de referência em diferentes regiões do Brasil
nas safras
2006-2008. Valores representam a média das repetições e barras
de
erro representam o erro padrão médio.................................................
54
15
LISTA DE TABELAS
Tabela 1
Procedência
, data de coleta e código das populações de S.
frugiperda coletadas na cultura do milho em diferentes regiões
do Brasil nas safras 2006 a 2008 e coordenadas
geográficas................................................................................... 30
Tabela 2
Resposta de concentração
-mortalidade a spinosad e
spinetoram para a população de S. frugiperda suscetível de
referência (SUS)..........................................................................
36
Tabela 3 Resposta de concentração-mortalidade a spinosad em
populações de S. frugiperda.........................................................
38
Tabela 4 Porcentagem média de sobrevivência (± erro padrão) a
spinosad em populações de S. frugiperda coletadas em
diferentes regiões do Brasil na safra 2006, com exposição às
concentrações equivalentes a CL
95
a
e CL
97
b
da população
suscetível de referência................................................................
46
Tabela 5 Porcentagem média de sobrevivência (± erro padrão) a
spinosad em populações de S. frugiperda coletadas em
diferentes regiões do Brasil na safra 2007, com exposição às
concentrações equivalentes a CL
95
a
e CL
97
b
da população
suscetível de referência................................................................
47
16
Tabela 6
Porcentagem média de sobrevivência (± erro padrão) a
spinosad em populações de S. frugiperda coletadas em
diferentes regiões do Brasil na safra 2008, com exposição às
concentrações equivalentes a CL
95
a
e CL
97
b
da população
suscetível de referência................................................................
48
Tabela 7
Resposta de concentração-mortalidade a spinosad para a
população suscetível de referência (SUS) e população
resistente a spinosad (Spinosad-R)............................................. 51
Tabela 8
Resposta de concentração-mortalidade a spinetoram para a
população suscetível de referência (SUS) e população
resistente a spinosad (Spinosad-R)............................................. 53
17
1 INTRODUÇÃO
As moléculas inseticidas chamadas spinosinas representam uma nova classe de
produtos naturais com estrutura única, que resultam em alta atividade inseticida com
baixos níveis de toxicidade a mamíferos (BRENT et al. 1997; SPARKS et al. 1998).
Spinosad é o primeiro representante deste novo grupo de inseticidas conhecida como
Naturalyte
®
, que originalmente foi produzido pela fermentação de uma bactéria de solo,
Saccharopolyspora spinosa Mertz E Yao, composto principalmente por duas moléculas,
spinosinas A (85%) e D (15%) (THOMPSON et al.,1997). O inseticida possui efeito em
uma grande variedade de insetos pragas, especialmente das ordens Diptera e
Lepidoptera (CROUSE et al., 2001). Estas características tornam o spinosad uma
ferramenta de grande importância para programas de manejo integrado de pragas,
principalmente com ênfase no manejo da resistência a pesticidas (JONES et al., 2005).
Com o aumento da utilização de spinosad para o controle de pragas, tem se
observado aumento nos casos de resistência em populações de algumas espécies de
pragas no âmbito mundial (ZHAO et al., 2006). O primeiro caso de resistência a
spinosad foi relatado em uma população de Plutella xylostella (L.) no Havaí, que
apresentou razão de resistência de 1340 vezes, logo após dois anos e meio do início da
comercialização do produto nos EUA (MAU, 2001). Desde então, diversas outras
espécies têm mostrado o potencial de evolução da resistência a spinosad (MOULTON
et al.; KRANTHI et al., 2000; MAU, 2001; GUNNING; BALFE, 2002; YOUNG et al.,
2000; BIELZA et al.,2007; TEMARAK, 2003).
Em diversos estudos buscando identificar o mecanismo envolvido na resistência
de populações a spinosad, o uso de sinergistas não foi capaz de suprimir totalmente a
resistência, sugerindo que nestas espécies o principal mecanismo envolvido na
resistência seria uma mutação no sítio de ação e não o envolvimento de enzimas na
degradação da molécula (resistência metabólica) (SHONO ; SCOTT, 2003; REYES et
al. 2007). Spinosad possui mecanismo de ação único, atuando, primariamente, nos
receptores nicotínicos de acetilcolina e, secundariamente, nos receptores do ácido γ-
aminobutirico (GABA) (WATSON, 2001; SALGADO; SPARKS, 2005). Possuindo
18
mecanismos de ação únicos, este inseticida se tornou uma importante ferramenta em
programas de manejo da resistência de pragas, visto que, a resistência em sítios de
ação de inseticidas tradicionais (por exemplo, a insensibilidade de acetilcolinesterase e
dos canais de sódio) não resultaria em resistência cruzada com spinosad (SCOTT,
2008).
Uma spinosina semi-sintética encontra-se em fase de desenvolvimento e registro
em diversos países. A nova molécula inseticida chamada spinetoram (XDE-175) foi
desenvolvida pela Dow AgroSciences (Indianápolis, EUA) e apresenta perfil
ecotoxicológico e características ambientais semelhantes a de spinosad, porém com
maior atividade inseticida para diversas espécies de pragas de importância econômica
(CHLORIDIS et al. 2007; SPARKS et al. 2008). Spinosad e spinetoram são
classificados pelo ˝Insecticide Resistance Action Committe” - IRAC como ativadores
alostéricos dos receptores nicotínicos de acetilcolina (Grupo 5) (IRAC, 2008). Portanto,
a possibilidade de resistência cruzada entre spinosad e spinetoram poderá ser um
problema, visto que ambos os inseticidas compartilham o mesmo sítio de ação, além de
possuírem grande semelhança na estrutura química. Assim, para que seja possível o
delineamento de um programa efetivo para o manejo da resistência de pragas a
spinosinas é necessário que se conheça a respeito da variabilidade intraespecífica da
suscetibilidade das principais pragas alvos a spinosad, bem como a possibilidade de
resistência cruzada com spinetoram.
No Brasil, a lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera:
Noctuidae) é um sério problema fitossanitário, provocando prejuízos econômicos em
uma série de culturas de importância econômica (CRUZ, 1995; DEGRANDE, 1998;
FIGUEIREDO; PENTEADO-DIAS; CRUZ, 2005). Em virtude das altas infestações e dos
grandes prejuízos econômicos causados, o controle químico tem sido a principal
estratégia utilizada para o controle dessa praga. No entanto, a utilização indiscriminada
de inseticidas tem contribuído para o estabelecimento da resistência em populações da
praga a diversas classes de inseticidas (DIEZ-RODRIGUEZ; OMOTO, 2001; YU, 1991,
1992, 2006). Com a evolução da resistência de S. frugiperda a inseticidas tradicionais,
como organofosforados, piretróides e inibidores de biosíntese de quitina, as spinosinas
se tornaram uma opção para o controle eficiente da praga e manejo da resistência no
19
Brasil. Com o objetivo de aumentar a vida útil deste grupo de inseticidas e fornecer
bases para a implantação de um manejo que vise retardar o desenvolvimento da
resistência de S. frugiperda a spinosinas no Brasil, foram abordados neste estudo os
seguintes pontos: 1) Caracterização da variabilidade geográfica e temporal na
suscetibilidade de S. frugiperda a spinosinas em populações coletadas na cultura do
milho no Brasil nas safras 2006 a 2008, 2) Seleção da resistência de S. frugiperda a
spinosad em condições de laboratório, e 3) Avaliação da resistência cruzada entre
spinosad e spinetoram em S. frugiperda.
20
21
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Aspectos bioecológicos de S. frugiperda
A lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera:
Noctuidae) é uma espécie polífaga e nativa das regiões tropicais do continente
americano, sendo encontrada desde a região sul dos Estados Unidos até Argentina. A
distribuição das infestações da praga é limitada a regiões de clima quente do continente
americano, já que o inseto não possui mecanismos de diapausa em nenhum dos seus
estágios de desenvolvimento e necessita estar sempre em associação a uma planta
hospedeira, devido à incapacidade de sobreviver em condições de invernos rigorosos
(CAPINERA, 2001). Nos EUA, apenas a região sul dos estados da Flórida e do Texas
oferecem as condições ideais para o desenvolvimento da praga durante todo o ano
(LUGINBILL, 1928). No entanto, migrações de indivíduos de populações destas regiões
no final do inverno americano são responsáveis por infestações nos estados localizados
ao centro e a leste dos EUA, sendo observadas infestações até o sul do Canadá
(NAGOSHI; MEAGHER, 2008). O sucesso de S. frugiperda em colonizar grandes áreas
é resultado da grande capacidade de dispersão dos adultos, permitindo sua rápida
disseminação ao longo da faixa de distribuição de seus hospedeiros (SPARKS, 1979).
No Brasil, S. frugiperda é considerada uma das principais pragas da cultura do
milho, além de causar danos a outras culturas como algodão, amendoim, trigo, arroz,
soja, hortaliças e cana-de-açúcar (CRUZ, 1995; DEGRANDE, 1998; LEIDERMAN;
SAUER, 1953; FIGUEIREDO; PENTEADO-DIAS, 2005). A produção agrícola brasileira
tem passado nos últimos anos por um processo de expansão de suas fronteiras,
destacando-se pelo aumento de áreas plantadas em estados da região centro-oeste e
no oeste da Bahia, caracterizadas pelo bioma cerrado. Como conseqüência da
ocupação destes novos ambientes, tem se observado o aumento no ataque de S.
frugiperda em diversas culturas É sabido que a invasão de herbívoros em um novo
ambiente pode ser significativamente relacionada com a faixa de distribuição de seus
hospedeiros, ao se comparar organismos especialistas e polífagos quanto ao seu hábito
alimentar (KOLAR; LODGE, 2001). Desse modo, as grandes infestações de S.
22
frugiperda observadas no Brasil são resultados das condições climáticas favoráveis
aliadas a uma contínua disponibilidade de alimento, não tendo a espécie necessidade
de migrar como ocorre nos EUA.
O entendimento da estrutura genética e do nível intra-específico de fluxo gênico
entre populações de uma praga é essencial para o delineamento de práticas de controle
de insetos (CAPRIO; TABASHNIK, 1992). Resultados de diversos estudos de
estruturação genética em populações de S. frugiperda demonstram que o isolamento
geográfico da praga é o principal fator responsável pela variação entre populações de
diferentes regiões (NAGOSHI; MEAGHER, 2008). Essa característica pode ser
observada na diferenciação da suscetibilidade de populações de S. frugiperda ao vírus
da poliedrose nuclear, tendo a população do Brasil se diferenciado de populações do
Golfo do México, Texas, Lousiania e Flórida (FUXA, 1987). A maior importância da
seleção local frente ao fluxo gênico na diferenciação de populações de S. frugiperda
também pode ser observada nas variações de suscetibilidade a inseticidas utilizados
para o seu controle, onde os níveis de resistência estão intimamente associados ao
modelo de produção utilizado em cada região (PITRE, 1988; YU, 2003).
Outro fator que deve ser levado em consideração no estudo da estruturação
genética de S. frugiperda são os seus hospedeiros. Inicialmente as populações desta
praga no mundo eram descritas como geneticamente homogêneas, possuindo grande
capacidade em variar de ambientes e de hospedeiros. No entanto, em populações de S.
frugiperda nos EUA foram encontradas raças associadas à cultura do milho e do arroz
(PASHLEY et al. 1985; PASHLEY, 1986; PASHLEY et al. 1987). Existem diversos
trabalhos mostrando variações no efeito de diferentes hospedeiros na viabilidade e
desenvolvimento destas raças (PASHLEY, 1986; PASHLEY, 1988; WHITFORD et al.
1992; PASHLEY, 1995), sendo observadas também diferenças na suscetibilidade
destas à inseticidas (MCCORD; YU, 1987; ADAMCZYK et al. 1997; YU, 1999). A
existência de raças de S. frugiperda associadas às culturas do milho e do arroz também
foi confirmada no Brasil (BUSATO et al. 2004; BUSATO et al. 2005; NAGOSHI et al.
2007; MACHADO et al. 2008). No entanto, em outros sistemas de produção de grande
complexidade ecológica, como os plantios de milho e algodão na região centro-oeste do
Brasil, foi observado um substancial fluxo gênico e uma baixa variabilidade entre
23
populações coletadas nas duas culturas, não existindo estruturação das populações
ligadas às plantas de milho e de algodão (MARTINELLI et al. 2006). Portanto, para que
haja um manejo eficiente de S. frugiperda é necessário conhecer a complexidade
genética e conseqüente estruturação de populações desta praga, sendo estes
resultados de eventos como migração, seleção, mutação, deriva genética, padrões de
seleção de parceiros para acasalamento e fluxo gênico (RODERICK, 1996).
2.2 Resistência de S. frugiperda a inseticidas
O uso não planejado de inseticidas tem favorecido a evolução da resistência de
S. frugiperda às principais classes de inseticidas em diversos países (YU et al., 2003).
O primeiro relato de resistência de S. frugiperda foi feito por Young e McMillian (1979),
em que uma população coletada na cultura do milho no estado da Flórida nos EUA
apresentava resistência a carbaryl. McCord e Yu (1987) demonstraram que a população
havia desenvolvido resistência a carbaryl por aumento da destoxificação metabólica.
Posteriormente, a resistência de S. frugiperda foi detectada para diversas outras
classes de inseticidas. Yu (1991) identificou razões de resistência de 2 a 216 vezes
para piretróides, 2 a 271 vezes para fosforados e de 192 vezes para carbamatos. Altas
razões de resistência foram observadas em populações de campo a fluvalinate,
parathion-methyl e carbaryl (YU, 1992). A destoxificação de inseticidas por atividade de
enzimas, tais como oxidases microssomais, glutationa-S-transferases e hidrolases
foram identificadas como os mecanismos responsáveis por conferir altos níveis de
resistência nestas populações, sendo encontrados também indícios de insensibilidade
do sítio de ação (YU, 1991, 1992) que foram confirmados por Yu; Nguyen e Albo-Elghar
(2003) e Yu (2006).
A resistência de S. frugiperda também foi observada em populações
selecionadas em condições de laboratório que apresentaram razões de resistência de
8,4 e 41 vezes a fenvalerate e a lambda-cyhalothrin respectivamente (BREWER et al.
1990; MORRILLO; NOTZ, 2001). No Brasil a resistência também foi confirmada em
uma população de S. frugiperda ao mesmo piretróide lambda-cyhalothrin, apresentando
24
razão de resistência de aproximadamente 13 vezes (DIEZ-RODRIGUEZ; OMOTO,
2001).
A coevolução de insetos fitófagos e plantas ao longo de milhões de anos têm
levado os insetos a desenvolverem uma grande diversidade de mecanismos contra as
defesas químicas das plantas como excreção, seqüestro, degradação, mutação do sítio
de ação e resistência comportamental. Dentre estes, a destoxificação mediada por
enzimas parece exercer um papel fundamental na degradação de xenobióticos, atuando
tanto no metabolismo de toxinas de plantas como no de inseticidas. Em geral, a
degradação de xenobióticos por enzimas é mediada por três superfamílias:
monoxigenases dependentes do citocromo P-450 (P450s ou CYPs), glutationa S-
transferases (GSTs) e carboxilesterases (COEs) (DESPRÉS; DAVID; GALLET, 2007).
Dentre estas, as P450s tem sido intensamente estudadas e parecem ser a família de
maior importância na interação de insetos com xenobióticos (FEYEREISEN, 2005).
Em lepidópteros uma grande quantidade de casos de resistência a inseticidas é
resultado da maior atividade enzimática, caracterizada como destoxificação metabólica.
Dentre todas as espécies de lepidópteros, Plutella xylostella (L.) destaca-se pela
quantidade de casos de resistência mediados por este mecanismo (TALEKAR;
SHELTON, 1993). O inseto é reconhecido como a principal praga das crucíferas
causando grandes prejuízos em todo o mundo. No entanto, esta família de plantas
possui mecanismos de defesa contra insetos que consiste na co-secreção de
glucosinolatos e mirosinase (uma enzima específica) que são armazenadas
separadamente em células especiais. Após a ocorrência de dano ao tecido, a enzima
hidrolisa os glucosinolatos em produtos altamente tóxicos a insetos, tais como
isotiocianato. Deste modo, a praga apresenta mecanismos bioquímicos que possibilitam
a praga de se alimentar sem sofrer intoxicação (RATZKA et al. 2002). Os mesmos
mecanismos bioquímicos responsáveis pela degradação desses aleloquímicos também
atuam na degradação de diversos inseticidas em populações resistentes dessa praga.
Estes mesmos mecanismos são observados em outras espécies de lepidópteros como,
por exemplo, Spodoptera litoralis (Fabricius) resistentes a piretróides por aumento da
atividade de glutationa S-transferases e Helicoverpa armigera (Hübner) com altas
razões de resistência ao mesmo grupo de inseticida na Austrália, Ásia e África
25
mediadas por aumento da atividade de oxidases (YANG et al. 2004; HUANG; HAN,
2007). Portanto, pragas polífagas como S. frugiperda adquiriram ao longo de sua
história evolutiva uma imensa carga genética, o que tornam estes insetos capazes de
se adaptarem a qualquer xenobiótico a que forem expostos. Assim é provável que em
uma população tratada por inseticidas exista um gene específico para destoxificação
por enzimas e/ou de alteração do sítio de ação do inseticida irão ser selecionados e,
conseqüentemente, aumentados a cada geração (FFRENCH-CONSTANT et. al. 2004).
Para que exista um eficiente manejo de S. frugiperda de modo a retardar ao máximo a
resistência em populações é necessário que haja um planejamento prévio, fazendo uso
da rotação de produtos com diferentes mecanismos de ação.
2.3 Spinosinas
Na década de oitenta, amostras de solo coletadas em uma ilha do Caribe
apresentaram efeito inseticida em larvas de mosquitos, sendo esse efeito
posteriormente confirmado em larvas de Spodoptera eridania (Stoll) em condições de
laboratório (THOMSPSON, 2000). A atividade inseticida havia sido provocada por
substâncias produzidas por uma nova espécie de actinomiceto de solo,
Saccharopolyspora spinosa Merts E Yao, que a partir de uma fermentação produz uma
série de moléculas com atividade inseticida, chamadas posteriormente de spinosinas
(MERTS; YAO, 1990; SPARKS et. al., 1995). Spinosad é o primeiro membro do grupo
dos Naturalyte
®
, desenvolvido pela Dow AgroSciences, tendo em sua composição
principal duas moléculas com ação inseticida, spinosinas A (≈85%) e D (≈15%). A
ingestão e o contato com spinosad resultam em alta atividade inseticida em um grande
número de espécies de pragas, principalmente das ordens Diptera e Lepidoptera e em
algumas espécies de Coleoptera, Orthoptera e Thysanoptera o que torna este inseticida
uma importante ferramenta em programas de manejo de pragas (SPARKS, 2005;
CROUSE et al. 2001; THOMPSON et al. 2000; SALGADO et al., 1998).
Desde a descoberta das spinosinas ocorreram grandes avanços na identificação
e desenvolvimento de novas moléculas análogas a spinosad. Atualmente mais de vinte
cinco tipos de spinosinas têm sido isoladas e identificadas a partir de S. spinosa
26
(CROUSE et al. 2001). Além disso, várias centenas de spinosóides (spinosinas semi-
sintéticas) têm sido preparadas em laboratório nos últimos anos (MERGOTT et al. 2004;
SALGADO; SPARKS, 2005). Spinetoram (XDE-175) é uma spinosina semi-sintética
produzida pela modificação das spinosinas J (maior componente) e L (menor
componente). O novo inseticida é produto da fermentação de uma linhagem mutante de
S. spinosa, obtida a partir da exposição da linhagem normal a um composto mutagênico
(HUANG et al. 2009). Quando comparado com spinosad, o spinetoram possui maior
atividade inseticida em diversas pragas de importância econômica, com níveis de
ecotoxicidade e características ambientais muito semelhantes aos de spinosad
(HUANG et al. 2009).
Spinosinas possuem estrutura e mecanismo de ação único, e atuam
primariamente nos receptores nicotínicos de acetilcolina e, secundariamente, nos
receptores do ácido γ-aminobutirico (GABA) (WATSON, 2001; SALGADO; SPARKS,
2005). No entanto, estudos com o uso de radioligantes revelaram que não foi observada
a ligação direta da molécula inseticida com os receptores nicotínicos de acetilcolina
nem com os receptores do GABA, e, portanto, este grupo atua no sistema nervoso
central dos insetos mediante a ligação em subunidades destes receptores ainda
desconhecidos (SALGADO et al. 1997; CROUSE et al. 2001). Recentemente, a
importância das subunidades que formam os receptores nicotínicos de acetilcolina para
a ação de spinosad foi mostrada em uma linhagem de Drosophila melanogaster
Meigen, que se apresentava altamente resistente a spinosad com a deleção do gene
Dα6, responsável pela expressão de uma dessas subunidades (PERRY et al. 2007).
Estes receptores no sistema nervoso central dos insetos, além das spinosinas, também
são os alvos primários de outros inseticidas, tais como neonicotinóides (SCHROEDER;
FLATTUM, 1984), nicotina e análogos, cartap e outras moléculas derivadas da estrutura
de nereistoxina (ELDEFRAWI et al. 1986), porém, atuando nesses receptores de forma
diferenciada. Com base na forma de atuação das spinosinas nos receptores nicotínicos
de acetilcolina o “Insecticide Resistance Action Committee” (IRAC) classificou essas
moléculas como um novo grupo de inseticidas (grupo 5), conhecidos como ativadores
alostéricos dos receptores nicotínicos de acetilcolina (IRAC, 2008). Deste modo, este
grupo com mecanismos de ação únicos representa uma importante ferramenta em
27
programas de manejo integrado de pragas, principalmente no manejo da resistência de
pragas a pesticidas que prioriza a rotação com moléculas que não apresentam
resistência cruzada, visto que mudanças nos sítios de ação de outros inseticidas (por
exemplo, acetilcolinesterase e sensibilidade dos canais de sódio) não resultariam em
resistência cruzada com este grupo (SHONO; SCOTT, 2003; SCOTT, 2008).
2.4 Resistência de pragas a spinosad
Em apenas doze anos de utilização de spinosad, algumas espécies dessas
pragas já evidenciaram grande potencial de evolução da resistência a esse inseticida
em todo o mundo. O primeiro caso de resistência foi detectado somente dois anos e
meio após o inicio da comercialização de spinosad nos EUA em 1997, onde uma
população de Plutella xylostella (L.) no Havaí apresentou razão de resistência de 1340
vezes (MAU, 2001; ZHAO et al. 2002). A evolução da resistência de uma população em
um pequeno intervalo de tempo foi resultado da combinação de condições favoráveis
impostas pelo ambiente da ilha (MAU 2001). Em lepidópteros foram registrados casos
de resistência em diversas espécies de importância econômica. Como exemplo pode
ser citado Spodoptera exigua (Hübner), uma praga polífaga amplamente distribuída no
mundo atacando diversas culturas de importância econômica. Populações de campo
dessa praga nos EUA apresentaram baixas razões de resistência, em torno de 5,5
vezes, enquanto que na Tailândia uma população de campo se mostrou 85 vezes
menos suscetível comparada a uma população de laboratório (MOULTON et al., 2000).
No México, populações de campo de S. exigua foram 16 a 37 vezes menos suscetíveis
a spinosad quando comparada a uma população de laboratório (OSORIO et al. 2008).
O potencial de S. exigua em desenvolver resistência a spinosad foi confirmado em
condições de laboratório onde uma população apresentou razão de resistência de 341
vezes após cinco ciclos de seleção (WANG et al. 2006). Em Heliothis virescens
(Fabricius), a seleção da resistência a spinosad por ingestão de dieta contaminada com
esse inseticida resultou em uma população com razão de resistência de 317 vezes e
por aplicação tópica em 1070 vezes (YOUNG et al., 2003). No Havaí, a seleção de
Plutella xylostella (L.) com discos de folha de crucífera contaminados com spinosad
resultaram em uma população de 18600 vezes menos suscetível comparada a uma
28
população de laboratório (ZHAO et al., 2002). Outras espécies de lepidópteros como
Helicoverpa armigera (Hübner) na Ásia e na Austrália já apresentaram resistência a
spinosad (GUNNING; BALFE, 2002; KRANTHI et al., 2000).
A resistência de pragas a spinosad não fica restrita apenas a ordem Lepidoptera.
Populações de Frankliniella occidentalis (Pergante) apresentaram resistência ao
produto na Austrália e na Espanha. Populações avaliadas na Espanha foram expostas
a mais de dez aplicações do inseticida por ciclo da cultura em casas de vegetação e
apresentaram altos níveis de resistência com razão de resistência maior que 13500
vezes (HERROM; JAMES, 2005; BIELZA et al. 2007). Em coleópteros, os níveis de
resistência registrados foram relativamente baixos comparados com o de outras ordens,
como em Leptinotarsa decemlineata (Say) apresentando razões de 8 a 10 vezes. Em
dípteros a capacidade de espécies pertencentes a essa ordem em desenvolver
resistência a spinosad foi observada em populações de Liriomyza trifolli (Burgess)
coletadas em casas de vegetação na Califórnia e em populações selecionadas
artificialmente em laboratório de Bactrocera dorsalis (Hendel) e Musca domestica (L.)
que apresentaram razões de resistência de 408 e 150 vezes respectivamente
(FERGUSON, 2004; SCOTT, 2008).
Na grade maioria dos casos, a adição de sinergistas não resultou na reversão
total da suscetibilidade a spinosad, evidenciando que a destoxificação metabólica não é
o único mecanismo responsável pela resistência a spinosad, sendo a insensibilidade do
sítio de ação apontada por vários autores como a causa de altas razões de resistência
em populações de diversas espécies (YOUNG et al., 2000; SHONO; SCOTT, 2003;
BIELZA et al., 2007). No entanto, devido à natureza da resistência de pragas a
spinosad tem se observado a ausência ou baixos níveis de resistência cruzada com
outros grupos de inseticidas, com algumas exceções como em populações de
Bactrocera dorsalis (Hendel) resistentes a carbamatos, organofosforados e piretróides
por mecanismos desconhecidos, apresentando até 1000 vezes de resistência cruzada
com spinosad (HSU; FENG, 2006). Portanto, as spinosinas podem ser utilizadas como
uma ferramenta efetiva na estratégia de rotação de produtos em programas de manejo
da resistência (WEI et al., 2001; ZHAO et al., 2002; ARORA, 2003; SHONO; SCOTT,
2003; TEMARAK 2003).
29
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Coleta e criação de S. frugiperda
Uma população suscetível de referência (denominada SUS) foi obtida na
Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas – MG, e mantida em laboratório na ausência de
pressão de seleção com inseticidas por várias gerações. As populações de S.
frugiperda oriundas de campo foram coletadas nas culturas de milho nas safras
agrícolas de 2005/2006, 2006/2007 e 2007/2008 em sete regiões agrícolas do Brasil
situadas em diferentes estados (Tabela 1). Cerca de 300 lagartas foram coletadas em
campo e acondicionadas em placas plásticas com oito células, cada uma preenchida
com 2,25 mL de dieta artificial à base de feijão, germe de trigo e levedura de cerveja.
Posteriormente, as placas contendo as lagartas foram acondicionadas em caixas de
isopor e enviadas para o Laboratório de Resistência de Artrópodes a Pesticidas da
ESALQ/USP.
A criação de S. frugiperda foi conduzida mediante a utilização de dieta artificial e
de acordo com o método apresentado por Parra (2001). As pupas obtidas a partir de
lagartas coletadas no campo foram retiradas da dieta e tratadas com solução de sulfato
de cobre a 10% para desinfecção. Após a emergência dos adultos, cerca de 15 casais
foram transferidos para cada gaiola de tubo de PVC (cloreto de polivinila) de 10 cm de
diâmetro por 20 cm de altura, recobertas internamente com papel jornal. Para a
alimentação dos adultos foram colocados copos plásticos com algodão embebido com
solução de mel a 10% no interior das gaiolas para acasalamento e oviposição. Os
adultos foram mantidos em sala de criação à temperatura de 25±2ºC, umidade relativa
de 70% e fotofase de 14 horas. A cada dois dias o revestimento de papel jornal das
gaiolas e os copos plásticos contendo alimento para os adultos foram trocados. As
posturas contidas no papel jornal foram recortadas e acondicionadas em copos
plásticos transparentes (volume de 100 mL) contendo papel filtro umedecido com água,
para a manutenção da umidade interna, e mantidos em câmara de germinação com
temperatura regulada para 20 ºC e fotofase de 14 horas até o momento da eclosão dos
neonatos. Para cada população, os neonatos foram divididos em dois lotes, sendo um
30
destinado para produção de lagartas de terceiro instar para os bioensaios e outro para a
manutenção da população. Para os bioensaios, os neonatos foram transferidos com
auxílio de um pincel para copos plásticos transparentes contendo 30 mL de dieta
artificial. Para a manutenção das populações cerca de 100 larvas de primeiro instar de
cada população foram inoculadas semanalmente em copos plásticos (50 mL) contendo
dieta artificial.
Tabela 1 - Procedência, data de coleta e código das populações de S. frugiperda
coletadas na cultura do milho em diferentes regiões do Brasil nas safras 2006 a
2008 e coordenadas geográficas
Região Município
Data de
Coleta
Código da
população
Latitude Longitude
L. E.
Magalhães
02/2006
BA-1 12° 5'57.86"S 45°47'53.74"O
Barreiras 07/2007
BA-2 12° 8'53.43"S 44°59'32.92"O Bahia
L. E.
Magalhães
08/2008
BA-6 12° 8'53.43"S 44°59'32.92"O
Rio Verde 03/2006
GO-1 16°40'47.71"S
49°15'18.12"O
Rio Verde 06/2007
GO-4 17°47'49.92"S
50°54'0.04"O Goiás
Rio Verde 04/2008
GO-5 17°47'49.92"S
50°54'0.04"O
Rondonópolis 08/2006
MT-1 16°28'16.65"S
54°38'13.57"O
Rondonópolis 04/2007
MT-2 16°28'16.65"S
54°38'13.57"O
Mato
Grosso
P. do Leste 03/2008
MT-4 15°33'35.06"S
54°17'49.93"O
Paracatu 08/2007
MG-1 17°13'21.02"S
46°52'30.89"O
Paracatu 07/2008
MG-2 17°13'21.02"S
46°52'30.89"O
Minas
Gerais
Paracatu 09/2008
MG-3 17°13'21.02"S
46°52'30.89"O
Casa Branca 05/2006
SP-1 21°46'12.28"S
47° 5'30.75"O
Mococa 08/2007
SP-3 21°28'14.98"S
47° 0'2.05"O
São
Paulo
Casa Branca 02/2008
SP-5 21°46'12.28"S
47° 5'30.75"O
Ivaí 09/2006
PR-1 24°59'16.01"S
50°52'9.85"O
Ivaí 03/2007
PR-3 24°59'16.01"S
50°52'9.85"O Paraná
Pronta Grossa 02/2008
PR-4 25° 5'40.37"S 50° 9'47.83"O
Pelotas 10/2007
RS-1 31°25'39.65"S
52°22'35.63"O
Rio
Grande
do Sul
Pelotas 03/2008
RS-2 31°25'39.65"S
52°22'35.63"O
31
3.2 Procedimentos para bioensaios toxicológicos
Foi utilizado como bioensaio padrão de ingestão mediante o tratamento
superficial de dieta artificial com inseticida. Cada célula da placa plástica (Costar
®
,
Cambridge, Massachusetts, EUA), contendo um total de 24 células, foi preenchida com
1,25 mL de dieta artificial e mantidas em câmara de fluxo laminar com luz ultravioleta
até a geleificação da dieta.
Os inseticidas testados foram spinosad (Tracer®) (480 g I.A./L) e spinetoram
(XDE-175) (240 g I.A./L). As diferentes concentrações dos inseticidas foram obtidas
mediante a diluição em água de osmose reversa com adição de 0,1% (v/v) do
surfactante Triton
®
a cada concentração testada. Com auxílio de uma micropipeta foram
transferidos 30 µL da solução inseticida para cada célula da placa com a concentração
a ser testada. As placas do tratamento testemunha receberam apenas surfactante a
0,1% (v/v). Após a contaminação da superfície da dieta com inseticida, as placas foram
mantidas em câmara de fluxo laminar até a secagem da solução inseticida.
Posteriormente, uma lagarta de 3º instar foi transferida para cada célula com o auxílio
de uma pinça. As placas foram mantidas em câmaras climatizadas com temperatura de
25±2ºC e fotofase de 14 horas até o momento da avaliação. As avaliações foram
efetuadas após 48 horas da transferência das lagartas para as placas. Foram
considerados mortos os indivíduos que ao serem tocados com a ponta de um estilete
nos últimos segmentos abdominais não respondiam com movimentos coordenados.
3.3 Caracterização da linha-básica de suscetibilidade de S. frugiperda a spinosad
e spinetoram
Para a caracterização da linha-básica de suscetibilidade da população suscetível
de referência de S. frugiperda aos inseticidas spinosad e spinetoram foram utilizadas de
seis a sete concentrações espaçadas logaritmicamente entre 0,18 e 56 µg de I.A./mL
de água [I.A.(ppm)], obtidas a partir da diluição dos inseticidas spinosad (480 g de
I.A./L) e spinetoram (240 de g I.A./L) em água de osmose reversa, que resultaram em
32
mortalidades na população suscetível de referência na faixa de 5 a 99%. A
caracterização da linha de concentração-resposta a spinosad foi realizada também para
as populações de S. frugiperda coletadas em diferentes regiões do Brasil na safra de
2006/2007 (Tabela 1). Os bioensaios foram repetidos de quatro a seis vezes, sendo
testadas no mínimo 96 lagartas por concentração. Os dados de mortalidade foram
submetidos à análise de Probit com o programa POLO-PC (LEORA SOFTWARE,
1987). A partir da análise do programa foram estimados os valores das concentrações
letais médias (CL
50
) com seus intervalos de confiança (IC 95%) e coeficientes
angulares. Após a caracterização da linha básica de suscetibilidade da população
suscetível de referência a spinosad e spinetoram, foram definidas como concentrações
diagnósticas a serem utilizadas no monitoramento da suscetibilidade de populações de
campo as CL
95
e CL
97
para spinosad e as CL
95
e CL
99
para spinetoram como proposto
por FFrench-Constant E Roush (1990). A razão de resistência (RR) para as populações
de S. frugiperda coletadas no campo foi obtida a partir da divisão das CL
50
das
populações de campo pela CL
50
da população suscetível de referência (SUS).
3.4 Avaliação da variabilidade geográfica e temporal da suscetibilidade de S.
frugiperda a spinosad no Brasil
Para a avaliação da suscetibilidade de populações de S. frugiperda a spinosad
foi feito o monitoramento da suscetibilidade de populações de sete regiões do Brasil por
três safras consecutivas (2006-2008) (Tabela 1). O monitoramento foi realizado por
meio de bioensaios de ingestão (item 3.2) utilizando duas concentrações diagnósticas
de spinosad equivalentes a CL
95
e
CL
97
da população suscetível de referência (SUS)
(32
e 56 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)]) definidas a partir da linha básica de
suscetibilidade da população SUS. Para cada população, foram realizados de quatro a
seis repetições para cada concentração diagnóstica, sendo cada repetição composta
por quatro placas (24 lagartas por placa). Os dados de porcentagem de sobrevivência
média (x) obtidos no monitoramento da suscetibilidade foram submetidos à
transformação por arcsen (√x/100) e submetidos à análise de variância (ANOVA)
obedecendo ao esquema fatorial com interação. Foram consideradas na análise como
33
fontes de variação a região e a safra de coleta das populações. Os dados de
sobrevivência de todas as regiões e a safra de coleta das populações estudadas foram
submetidos à análise discriminatória de variáveis canônicas pelo procedimento PROC
CANDISC do SAS (SAS INSTITUTE, 1997) com o objetivo de avaliar associações
lineares nas respostas das diferentes regiões do Brasil. O nível de significância dos
testes foi de α = 0,05.
3.5 Seleção da resistência de S. frugiperda a spinosad
A linhagem resistente a spinosad foi obtida a partir da seleção de uma população
coletada no município de Paracatu-MG (MG-1) na safra de 2006/2007 (Tabela 1). A
população apresentou alta sobrevivência às concentrações diagnósticas de spinosad e
uma alta razão de resistência (item 3.1). O primeiro ciclo de seleção consistiu na
exposição de cerca de 1500 indivíduos da população (MG-1) a CL
99
da população
suscetível de referência. Após 48 horas, os indivíduos que apresentaram movimentos
coordenados, quando tocados com a ponta de um estilete nos últimos segmentos
abdominais, foram resgatados das placas de bioensaio e transferidos para recipientes
contendo dieta artificial não contaminada, onde foram mantidos até a fase de pupa. Nos
ciclos de seleção posteriores foram realizados bioensaios prévios para a definição de
uma concentração que proporcionasse mortalidades superiores a 90% na população
selecionada. Para a avaliação da resposta da população à pressão de seleção foram
obtidas curvas de concentração-mortalidade a spinosad (Item 2.3) no terceiro e quinto
ciclo de seleção. A população obtida após 5 ciclos de seleção foi definida como a
população resistente a spinosad (Spinosad-R). Os dados de mortalidade foram
submetidos à análise de Probit com o programa POLO-PC (LEORA SOFTWARE,
1987). Foram estabelecidas as concentrações letais cinqüenta (CL
50
) com seus
respectivos intervalos de confiança (IC 95%) e coeficientes angulares. A razão de
resistência (RR) foi obtida a partir da divisão da CL
50
da população Spinosad-R pela
CL
50
da população suscetível de referência (SUS).
34
3.6 Resistência cruzada entre spinosinas
Para avaliar o potencial de S. frugiperda de resistência cruzada entre spinosad e
spinetoram, foi realizada a caracterização da suscetibilidade das linhagens suscetível
(SUS) e resistente (Spinosad-R) para os dois inseticidas, como descrito nos item 3.4.
Os dados de mortalidade foram submetidos à análise de Probit com o programa POLO-
PC (LEORA SOFTWARE, 1987). Foram estabelecidas as concentrações letais médias
(CL
50
) com seus respectivos intervalos de confiança (IC 95%) e coeficientes angulares.
Para a avaliação de resistência cruzada entre spinosinas em populações de
campo foi feito o monitoramento da suscetibilidade em seis populações coletadas em
diferentes regiões do país com a concentração diagnóstica de spinetoram equivalente a
CL
99
da população suscetível de referência (SUS) (10 µg de spinetoram/mL de água
[I.A.(ppm)]) definida previamente a partir da curva de concentração-mortalidade da
população suscetível de referência. Os dados de sobrevivência das seis populações ao
spinetoram foram relacionados com os dados de sobrevivência do monitoramento das
mesmas populações nas concentrações diagnósticas de spinosad pelo teste de
Pearson com o programa SAS (SAS INSTITUTE, 1997). O nível de significância do
teste foi de α = 0,05.
35
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Caracterização de linha-básica de suscetibilidade de S. frugiperda a spinosad
e spinetoram
Na caracterização da suscetibilidade de S. frugiperda a spinosad foram testadas
768 lagartas da população suscetível de referência (SUS). A CL
50
estimada para a
população SUS foi de 6,90 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)] (I.C. 95% 5,01-9,42)
com coeficiente angular (± erro padrão) de 1,76 (± 0,11),
2
de 18,38 [graus de
liberdade (g.l.) =6; (P >0,05)] e heterogeneidade de 3,06. Para o monitoramento da
suscetibilidade de S. frugiperda foram definidas, com base na curva de concentração-
mortalidade da população SUS, as concentrações de 32 e 56 µg de spinosad/mL de
água [I.A.(ppm)] como concentrações diagnósticas para o monitoramento da
resistência. A concentração de 32 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)] resultou em
uma mortalidade nos indivíduos da população SUS testados de aproximadamente 95%
(CL
95
), enquanto que a concentração de 56 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)]
resultou em uma mortalidade de aproximadamente 97% (CL
97
). Posteriormente estas
concentrações foram utilizadas para o monitoramento da suscetibilidade da praga a
spinosad nas três safras avaliadas.
Para a caracterização da suscetibilidade de S. frugiperda a spinetoram foram
testadas 624 lagartas da população suscetível de referência (SUS). A CL
50
estimada foi
de 1,15 µg de spinetoram/mL de água [I.A.(ppm)] (I.C. 95% 0,80-1,55) com coeficiente
angular (± erro padrão) de 2,41 (± 0,17),
2
de 11,80 [graus de liberdade (g.l.) =4; (P
>0,05)] e heterogeneidade de 2,41 (Tabela 2). Para o monitoramento da suscetibilidade
de S. frugiperda a spinetoram foram definidas, com base na curva de concentração-
mortalidade da população SUS, as concentrações de 5,6 e 10 µg de spinetoram/mL de
água [I.A.(ppm)] como concentrações diagnósticas a serem utilizadas. A concentração
de 5,6 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)] resultou em uma mortalidade nos
indivíduos da população SUS testados de aproximadamente 97% (CL
97
), enquanto que
a concentração de 10 µg de spinetoram/mL de água [I.A.(ppm)] resultou em uma
mortalidade de aproximadamente 99% (CL
99
) (Tabela 2). Estas concentrações foram
36
utilizadas posteriormente no monitoramento da suscetibilidade de populações coletadas
em seis diferentes regiões do Brasil.
Com a caracterização da linha-básica de suscetibilidade dos indivíduos da
população SUS a spinosad e spinetoram, por meio de bioensaios de ingestão, foi
observada que a toxicidade de spinetoram em S. frugiperda foi seis vezes maior quando
comparada com a de spinosad. A maior atividade inseticida de spinetoram também foi
observada em outras espécies de insetos praga, como Heliothis virescens (Fabricius) e
Cydia pomonella (L.) com toxicidade de 6 e 4,3 vezes maiores comparadas a spinosad
respectivamente (SPARKS et al., 2008). O coeficiente angular apresentado pela curva
de concentração-mortalidade para spinetoram foi significativamente maior comparado
com o coeficiente da curva obtida para spinosad (Tabela 2). Biologicamente o maior
valor do coeficiente angular pode ser interpretado como um indicador de
homogeneidade genotípica da população testada, o que era esperado, já que o
inseticida nunca foi utilizado para o controle de pragas no Brasil (HOSKINS; GORDON,
1956). É de grande importância para o manejo da resistência de pragas determinação
da suscetibilidade básica de uma praga a um inseticida antes que este seja liberado
para comercialização. Assim é possível realizar o acompanhamento e a identificação de
alterações significativas na suscetibilidade de populações da praga ao longo dos anos
(ROUSH; MILLER, 1986).
Tabela 2 - Resposta de concentração-mortalidade a spinosad e spinetoram para a
população de S. frugiperda suscetível de referência (SUS)
Produto n
a
CL
50
b
(95% de I.C)
Coeficiente angular
(± erro padrão)
2
g.l
c
Spinosad 768
6,90
(5,014 – 9,429)
1,766 (± 0,113) 18,38 6
Spinetoram 624
1,15
(0,809 – 1,553)
2,413 (± 0,175) 11,80 4
a/
Número de lagartas testadas
b/
µg de I.A./mL de água
c/
Graus de liberdade
37
Com a obtenção da linha-básica de suscetibilidade de populações de S.
frugiperda oriundas de diferentes regiões do Brasil foi observada a existência de
diferenças significativas na suscetibilidade a spinosad em quatro das seis regiões
avaliadas (Tabela 3). Apenas as CL
50
s das populações coletadas nos estados do
Paraná e de São Paulo não diferiram significativamente da CL
50
da população SUS,
verificando-se a sobreposição dos intervalos de confiança com os valores da população
suscetível de referência. As populações dos estados de Minas Gerais e da Bahia
apresentaram a menor suscetibilidade a spinosad, diferido significativamente de todas
as outras regiões, com a CL
50
para a população de Minas Gerais estimada em 81,66 µg
de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)] (I.C. 95% 70,91-94,09) com coeficiente angular (±
erro padrão) de 2,12 (± 0,14), razão de resistência (RR) de aproximadamente 12 vezes.
Para a população da Bahia, a CL
50
foi estimada em 45,70 µg de spinosad/mL de água
[I.A.(ppm)] (I.C. 95% 38,31-54,32) e coeficiente angular (± erro padrão) de 1,49 (± 0,56),
com razão de resistência (RR) de aproximadamente 7 vezes. Os valores de CL
50
dos
demais estados não diferiram significativamente entre si, sendo observada a
sobreposição dos seus intervalos de confiança, onde no geral foram observados baixos
valores de razão de resistência (Tabela 3).
Os baixos níveis de resistência observados com as curvas de concentração-
mortalidade para a maioria dos estados podem não expressar a real situação de
suscetibilidade das populações de S. frugiperda a spinosad no Brasil. De modo que a
alta suscetibilidade observada em muitas regiões com as curvas de concentração-
mortalidade pode ser atribuída à ineficiência da metodologia utilizada em discriminar os
indivíduos resistentes dentro da população, possivelmente devido à natureza recessiva
do padrão de herança da resistência de pragas a spinosad (DEACUTIS et al., 2007).
Programas de monitoramento da suscetibilidade, tradicionalmente, se baseiam em
comparações de concentrações letais e coeficientes angulares de curvas de
concentração-mortalidade estimadas para diferentes populações de insetos praga
(TWINE; REYNOLDS, 1980). No entanto, em ocasiões em que o programa de
monitoramento tem caráter preventivo, a comparação de concentrações letais e de
coeficientes angulares pode ser ineficiente para detectar a resistência porque a
freqüência de resistência na população ainda é muito baixa (ROUSH; MILLER, 1986).
38
Tabela 3 - Resposta de concentração-mortalidade a spinosad em populações de S.
frugiperda
População
n
a
CL
50
(µg de I.A./mL água)
b
(95% de I.C)
Coeficiente angular
(± erro padrão)
2
g.l
c
RR
d
(
5% I.C)
SUS
768
6,9
(5,0 - 9,4)
1,7
(±0,11)
18,38
6 _
PR 600
10,5
(5,3-18,2)
1,9
(±0,13)
10,23
4 1,52
GO 768
11,9
(10,1-14,1)
1,4
(±0,42)
3,98
6 1,73
SP 576
15,2
(5,7-36,8)
1,5
(±0,10)
19,23
4 2,21
MT 576
15,7
(11,7-21)
2,0
(±0,13)
7,39
4 2,28
BA 672
45,7
(38,3-54,3)
1,4
(±0,56)
2,22
5 6,62
MG 576
81,6
(70,9 - 94,0)
2,1
(±0,147
0,72
4 11,83
a/ Número de lagartas testadas
b/ µg de spinosad/mL de água
c/ Graus de liberdade
d/ Razão de resistência: CL
50
da população resistente/ CL
50
da população suscetível de referência
39
2
3
4
5
6
7
0 1 10 100 1000
Probit
µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)])
SUS
PR-2
GO-2
SP-2
MT-2
BA-2
MG-2
Figura 1 - Linhas de concentração-resposta a spinosad em populações de S. frugiperda
coletadas em diferentes regiões do Brasil na safra de 2006/2007
4.2 Avaliação da variabilidade geográfica e temporal da suscetibilidade de S.
frugiperda a spinosad no Brasil
O monitoramento da suscetibilidade de S. frugiperda a spinosad evidenciou a
existência de diferenças significativas entre as sobrevivências das populações de
diferentes regiões do Brasil às duas concentrações diagnósticas testadas. Para a
concentração diagnóstica de 32 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)] equivalente à
CL
95
da população suscetível de referência foi observada diferença significativa entre as
médias de sobrevivência das populações coletadas em diferentes regiões nas três
safras avaliadas (2006-2008) (F
12; 79
= 11,88; P <0,0001). A região dos estados de
Minas Gerais e da Bahia apresentaram a menor suscetibilidade a spinosad, com média
de sobrevivência de 83,6% e 56,4% respectivamente (Figura 2). Para a concentração
40
diagnóstica de 56 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)] equivalente à CL
97
da
população suscetível de referência também foi observada diferença significativa entre
as médias de sobrevivência das populações de diferentes regiões nas três safras
avaliadas (F
12; 77
= 12,63; P <0,0001). As maiores porcentagens de sobrevivência
também foram observadas com esta concentração diagnóstica para os estados de
Minas Gerais e da Bahia com médias de 74,4% e 45,5% respectivamente, não tendo os
demais estados diferidos estatisticamente no teste de separação de médias (Figura 3).
Com resposta das populações as concentrações diagnósticas em três safras de
avaliação houve uma maior discriminação entre a suscetibilidade das populações
quando comparada com a metodologia de curvas de concentração-mortalidade (Figura
3 e 4). Em programas de monitoramento em que a freqüência da resistência ainda é
muito baixa, a comparação da CL
50
pode ser ineficiente para detectar mudanças na
suscetibilidade. Nestes casos o uso de concentrações diagnósticas pode ser mais
eficiente, pois um maior número de indivíduos é amostrado apenas nas concentrações
capazes de informar sobre a suscetibilidade de uma população de uma praga, tendo os
resultados mais rápidos e precisos (ROUSH; MILLER, 1986).
41
Figura 2 - Porcentagem de sobrevivência média (erro padrão médio) à CL
95
da
população suscetível de referência (32 µg de spinosad/mL de água
[I.A.(ppm)]) em populações de S. frugiperda coletadas em diferentes
regiões do Brasil nas safras 2006 a 2008. Médias com a mesma letra não
diferem estatisticamente (P <0,05)
42
Figura 3 - Porcentagem de sobrevivência média (erro padrão médio) à CL
97
da
população suscetível de referência (56 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)])
em populações de S. frugiperda coletadas em diferentes regiões do Brasil nas
safras 2006 a 2008. Médias com a mesma letra não diferem estatisticamente
(P <0,05)
Houve diferença significativa entre as médias de sobrevivência das populações
de S. frugiperda coletadas nas diferentes safras nas concentrações diagnósticas de 32
µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)] (F
8; 83
= 2,31; P =0.0272) e 56 µg de
spinosad/mL de água [I.A.(ppm)] (F
8; 81
= 2,02; P =0.05), sendo observados para
ambas concentrações diagnósticas incrementos na sobrevivência a cada safra (Figuras
4 e 5). A diminuição da suscetibilidade observada a cada safra no monitoramento
evidencia a seleção de populações resistentes de S. frugiperda a spinosad nas regiões
do Brasil. No entanto, com análise dos dados é possível observar uma evolução da
resistência diferenciada em cada estado, variando de acordo com a região de coleta
das populações (Tabelas 4, 5 e 6). A seleção da resistência ao longo das safras é
confirmada pela interação positiva das duas variáveis principais (região e safra),
resultando diretamente em sobrevivências diferenciadas para as regiões às
concentrações diagnósticas equivalentes à CL
95
(F
23, 68
= 50,15; P <0.0001) e a CL
97
43
(F
23, 66
= 54,46; P <0.0001) da população suscetível de referência. A análise
discriminatória canônica foi capaz de capturar as diferenças nos padrões de
suscetibilidade das populações de S. frugiperda das diferentes regiões nas três safras
avaliadas, tendo os dois eixos canônicos apresentando diferenças significativas.
Noventa e oito por cento da variação total foram explicadas pelo primeiro eixo canônico,
representado pelos valores de sobrevivência, sendo apenas dois por cento da variação
explicada pela safra (eixo 1 - F
12; 748
=49,17; P <0.0001 / eixo 2 – F
5; 375
=2,37; P
=0.0390). O agrupamento gráfico das regiões baseado na Distância de Mahalanobis
(D
2
) mostra a existência de um grupo formado por quatro regiões, que não diferem
estatisticamente na comparação dos valores de D
2
entre pares e de outras três regiões
que apresentaram respostas distintas das demais (Figura 6).
Figura 4 - Porcentagem de sobrevivência média (erro padrão médio) à CL
95
da população
suscetível de referência (32 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)]) em
populações de S. frugiperda coletadas em diferentes regiões do Brasil nas
safras 2006 a 2008.Médias com a mesma letra não diferem estatisticamente (P
<0,05) de erro representam o erro padrão médio. Médias com a mesma letra
não diferem significativamente (P <0,05)
44
Figura 5 - Porcentagem de sobrevivência média (erro padrão médio) à CL
97
da
população suscetível de referência (56 µg de spinosad/mL de água [I. A.
(ppm)] ) em populações de S. frugiperda coletadas em diferentes regiões
do Brasil nas safras 2006 a 2008. Médias com a mesma letra não diferem
estatisticamente (P <0,05)
45
Figura 6 - Monitoramento da suscetibilidade a spinosad em populações de S. frugiperda
coletadas em diferentes regiões do Brasil nas safras 2006 a 2008. Os
círculos menores representam as médias das classes de variáveis
canônicas. O círculo maior representa as regiões que não diferiram
estatisticamente na comparação entre pares de médias da distância de
Mahalanobis (D2) (teste de F aproximado, P = 0,05)
46
Tabela 4 - Porcentagem média de sobrevivência (± erro padrão) a spinosad em
populações de S. frugiperda coletadas em diferentes regiões do Brasil na
safra 2006, com exposição às concentrações equivalentes a CL
95
a
e CL
97
b
da população suscetível de referência .
Sobrevivência Média (%)
População
n
c
CL
95
n
c
CL
97
MG-1 496 64,4 (±2,89) 499 41,2 (±2,07)
BA-1 502 15,7 (± 2,33) 524 15,0 (±1,34)
GO-1 477 13,4 (± 1,66) 477 6,3 (±1,40)
MT-1 502 2,0 (±0,64) 504 3, (±1,43)
SP-1 546 8,6 (±1,64) 539 2,9 (±1,12)
PR-1 476 1,5 (±0,43) 263 1,5 (±0,68)
a/ 32 µg de spinosad/mL de água
b/ 56 µg de spinosad/mL de água
c/ Número de lagartas testadas
47
Tabela 5 - Porcentagem média de sobrevivência (± erro padrão) a spinosad em
populações de S. frugiperda coletadas em diferentes regiões do Brasil na
safra 2007, com exposição às concentrações equivalentes a CL
95
a
e CL
97
b
da população suscetível de referência .
Sobrevivência Média (%)
População
n
c
CL
95
n
c
CL
97
MG-2 384
87,7 (±1,68) 432 84,2 (±2,15)
BA-2 372
67,8 (±3,51) 381 42,8 (±4,32)
MT-2 576
42,7 (±1,35) 577 17,8 (±1,16)
SP-2 456
17,5 (±1,29) 456 11,1 (±1,49)
PR-2 501
10,2 (±1,44) 499 4,4 (±0,93)
GO-2 501
14,2 (±1,56) 480 4,9 (±0,86)
RS-2 360
6,4 (±1,9) 356 5,1 (±1,34)
a/ 32 µg de spinosad/mL de água
b/ 56 µg de spinosad/mL de água
c/ Número de lagartas testadas
48
Tabela 6 - Porcentagem média de sobrevivência (± erro padrão) a spinosad em
populações de S. frugiperda coletadas em diferentes regiões do Brasil na
safra 2008, com exposição às concentrações equivalentes a CL
95
a
e CL
97
b
da população suscetível de referência .
Sobrevivência Média (%)
População
n
c
CL
95
n
c
CL
97
MG-3 310 98,7 (±0,89) 312 97,3 (±0,76)
BA-3 598 86,7 (±2,11) 547 81,8 (±2,24)
MT-3 528 42,8 (±2,661) 504 19,0 (±1,809)
GO-3 624 32,4 (±3,1) 624 13,4 (±1,208)
PR-3 504 27,9 (±2,68) 504 23,6 (±1,08)
SP-3 576 24,0 (±0,86) 575 12,7 (±1,05)
RS-3 384 16,6 (±2,34) 456 11,1 (±1,23)
a/ 32 µg de spinosad/mL de água
b/ 56 µg de spinosad/mL de água
c/ Número de lagartas testadas
A variabilidade nos padrões de suscetibilidade entre as regiões observadas
neste trabalho pode ser associada ao sistema de produção agrícola e conseqüente
manejo vigente em cada região do Brasil. Como um exemplo de manejo que exerce
uma alta pressão de seleção pode ser citada a região de Paracatu, no noroeste do
estado de Minas Gerais (Tabela 1). A região que engloba municípios situados no estado
de Goiás e no Distrito Federal é reconhecida como uma das maiores áreas irrigadas do
Brasil, sendo este município e entorno responsáveis por um grande volume de
produção de milho doce e sementes de milho híbrido. Outro exemplo de sistema de
produção utilizado no Brasil que exerce alta pressão de seleção é o modelo adotado no
oeste do estado da Bahia, englobando os municípios de Barreiras e de Luiz Eduardo
Magalhães onde foram coletadas as populações avaliadas. Dentre os sistemas
adotados nesta região destaca-se o modelo de produção utilizando a rotação das
49
culturas do algodão e do milho. Este modelo surgiu como opção em 1995 para substituir
a já inviável cultura do feijão irrigado. O plantio nas áreas irrigadas do milho no mês de
agosto seguido pelo plantio direto do algodão logo após sua colheita tem resultado em
produtividades de até 6.150 Kg/ha de algodão (BRUGNERA, 2006). No entanto, como
conseqüência deste sistema de produção ocorre o problema conhecido como “ilha
verde’’. Estas áreas situam-se em ambientes onde a disponibilidade de hospedeiros
alternativos é escassa, principalmente no inverno seco característico das áreas de
cerrado, onde estas regiões se encontram. A sobreposição temporal de culturas
hospedeiras nestas regiões durante todo o ano resulta em grandes infestações, tendo a
praga condições ideais para o seu desenvolvimento ao longo de todo o ano. Como
resultado deste sistema de produção agrícola, verifica-se o aumento do custo de
produção, sendo utilizadas hoje nestas regiões mais de vinte aplicações de inseticida
por ciclo da cultura do milho, visando o controle de S. frugiperda .Como conseqüência,
tem-se um grande aumento na pressão de seleção nas populações destas regiões.
Este cenário é caracterizada como o máximo grau de complexidade ecológica em um
sistema agrícola (ANDOW, 1991). O conhecimento da intensidade de seleção que a
população de uma praga é submetida em um ambiente agrícola é de essencial
importância para o delineamento de programas de manejo de resistência de pragas a
pesticidas. De acordo com a literatura, as pragas ditas como as 16 mais resistentes
atacam culturas de baixa tolerância a seus ataques, necessitando freqüentemente
serem controladas, aumentando conseqüentemente a pressão de seleção
(GROETERS; TABASHNIK, 2000). S. frugiperda é praga de culturas que possuem
relativa baixa tolerância aos seus ataques, como a cultura do algodão, por exemplo,
necessitando freqüentemente em um ciclo da cultura de intervenção com métodos de
controle populacionais. Do mesmo modo, a alta pressão de seleção em outras pragas
da cultura do algodão, como Heliothis virescens (Fabricius) e Helicoverpa armigera
(Hübner), tem resultado na seleção de populações resistentes a diversas classes de
inseticidas em todo o mundo. Com os resultados obtidos neste trabalho pode concluir
que existe seleção de S. frugiperda a spinosad nas principais regiões agrícolas do
Brasil, devido ao alto potencial da praga para a evolução da resistência a inseticidas
mediante ao manejo que resulta em uma intensa pressão de seleção. Os resultados da
50
caracterização da suscetibilidade de S. frugiperda a spinosad no Brasil apresentados
neste estudo evidenciam a existência de uma grande variabilidade nas respostas de
populações das diferentes regiões do país.
4.3 Resposta de S. frugiperda à pressão de seleção com spinosad
A população de S. frugiperda coletada em Paracatu-MG (MG-1) apresentou
resposta à seleção artificial com spinosad em laboratório. Após o primeiro ciclo de
seleção com a concentração de 560 µg de spinosad/mL de água [I.A.(ppm)], houve
rápida diminuição da suscetibilidade, sendo que após 5 ciclos de seleção, a razão de
resistência (RR) foi de 370,8 vezes (Figura 7). Essa população obtida após 5 ciclos de
seleção foi designada como Spinosad-R. Para a caracterização da linha de
concentração-resposta da população Spinosad-R foram utilizadas 480 lagartas (Tabela
7). A CL
50
estimada para a população resistente a spinosad foi de 2559,26 µg de
spinosad/mL de água [I.A.(ppm)] (I.C. 95% 1752,7 – 3984,9), com coeficiente angular (±
erro padrão) de 1,27 (± 0,13),
2
de 6,94 (Tabela 7). O teste de igualdade e paralelismo
entre as curvas de concentração-resposta da população suscetível de referência (SUS)
e resistente (Spinosad-R) apresentou diferença significativa nas respostas das
populações a spinosad (
2
=4,55; g.l.=2; P=<0,0001). Os coeficientes angulares foram
significamente diferentes (
2
=6,06; g.l.=1; P=0,014).
51
Tabela 7 - Resposta de concentração-mortalidade a spinosad para a população
suscetível de referência (SUS) e população resistente a spinosad
(Spinosad-R)
População
n
a
CL
50
(µg de I.A./mL água)
b
(95% de I.C)
Coeficiente
angular
(± erro padrão)
2
g.l
c
RR
d
(95% I.C)
SUS 768
6,90
(5,01 - 9,42)
1,766
(±0,113)
18,3
6 _
Spinosad-R 480
2559,26
(1752,7 – 3984,9)
1,27
(±0,131)
6,94
4 370,86
a/ Número de lagartas testadas
b/ µg de spinosad/mL de água
c/ Graus de liberdade
d/ Razão de resistência: CL
50
da população resistente/ CL
50
da população suscetível de referência
A resistência de S. frugiperda também já havia sido observada em outras
populações selecionadas artificialmente em condições de laboratório que apresentaram
razões de resistência de 8,4 e 41 vezes a fenvalerate e a lambda-cyhalothrin
respectivamente (BREWER et al. 1990; MORRILLO; NOTZ, 2001). A seleção artificial da
resistência em diversas outras espécies tem resultado em altas razões de resistência
demonstrando o potencial dos insetos na evolução da resistência a spinosad (SCOTT,
2008). Deste modo o uso de spinosad e das novas spinosinas deve ser revisto, visto a
grande adaptabilidade dos insetos observada desde o início da comercialização de
spinosad.
52
2
3
4
5
6
7
0,1 1 10 100 1000 10000 100000
Probit
µg de spinosad/mL de água
SUS
Spinosad-R
Figura 7 - Linhas de concentração-resposta a spinosad em populações de S. frugiperda
suscetível de referência (SUS) e resistente a spinosad (Spinosad-R)
4.4 Resistência cruzada entre spinosad e spinetoram
Para a caracterização da suscetibilidade da população de S. frugiperda
resistente a spinosad (Spinosad-R) a spinetoram foram utilizadas 480 lagartas. A CL
50
de spinetoram estimada para a população Spinosad-R foi 49,3 µg de spinetoram/mL de
água [I.A.(ppm)] (I.C. 95% 31,2-94,2), com coeficiente angular (± erro padrão) de 1,14
(± 0,11),
2
de 4,93, resultando em uma razão de resistência (RR) de 42,66 vezes
(Tabela 8). As populações SUS e Spinosad-R apresentaram respostas distintas a
spinetoram com as curvas de concentração resposta, não havendo sobreposição dos
intervalos de confiança das CL
50
estimadas. As curvas de concentração-mortalidade
foram consideradas diferentes e não paralelas, sendo rejeitada a hipótese de igualdade
(
2
=5,96; g.l.=2; P=0,05) e paralelismo (
2
=48,24; g.l.=2; P=<0,0001). Deste modo, foi
observada que a seleção da resistência de S. frugiperda a spinosad em condições de
laboratório resulta em resistência cruzada positiva com spinetoram.
53
Tabela 8 - Resposta de concentração-mortalidade a spinetoram para a população
suscetível de referência (SUS) e população resistente a spinosad
(Spinosad-R).
População
n
a
CL
50
(µg de I.A./mL
água)
b
(95% de I.C)
Coeficiente
angular
(± erro padrão)
2
g.l
c
RR
d
(95% I.C)
SUS
624
1,15
(0,80 – 1,55)
2,413 (± 0,175) 11,80 4 -
Spinosad-R 480
49,31
(31,22 – 94,22)
1,14 (±0,112) 4,93 4 42,66
a/ Número de lagartas testadas
b/ µg de spinetoram/mL de água
c/ Graus de liberdade
d/ Razão de resistência: CL
50
da população resistente/ CL
50
da população suscetível de referência
A resistência cruzada entre as spinosinas também foi confirmada em populações
de campo coletadas na safra de 2006/2007 em seis diferentes regiões do Brasil. Foi
observada diferença estatística nas respostas destas populações à concentração
diagnóstica de spinetoram equivalente à CL
99
da população SUS (10 µg de
spinetoram/mL de água [I.A.(ppm)]) (F
5;30
=6.91; P=<0.0001), tendo todas as populações
apresentado níveis de sobrevivência a concentração diagnóstica maiores do que o da
população suscetível de referência (Figura 4).
54
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
SUS SP-2 MT-2 PR-2 GO-2 MG-2 BA-2
S
o
b
r
e
v
i
v
ê
n
c
i
a
(
%
)
Populações
spinosad
spinetoram
Figura 8 - Porcentagem de sobrevivência às concentrações diagnósticas de spinosad e
spinetoram (CL
97
e CL
99
da população suscetível de referência) em diferentes
regiões do Brasil. Valores representam a média das repetições e barras de
erro representam o erro padrão médio
O teste de correlação de Pearson entre as médias de sobrevivência obtidas para
as seis populações com o monitoramento da suscetibilidade a spinosad e spinetoram
apresentou correlação positiva (r= 0,91 P =0,042). A resistência cruzada de uma nova
molécula inseticida com outra já existente pode trazer graves conseqüências para a
utilização de ambas no controle de pragas. Deste modo a resistência cruzada entre
spinosinas no Brasil poderá ser um sério fator limitante no manejo de S. frugiperda,
havendo a necessidade da implantação de um manejo da resistência a spinosad para o
restabelecimento da suscetibilidade nas populações da praga antes da liberação da
nova spinosina para o controle de pragas.
55
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A grande extensão territorial do Brasil aliada às condições climáticas favoráveis
torna a atividade agrícola muito rentável e diversificada. No entanto, o uso de pesticidas
dentro de sistemas intensivos de produção de vegetais, como ocorre em muitas regiões
do Brasil, requer a implementação conjunta de estratégias para o retardamento da
resistência de pragas a estes pesticidas. Com os resultados apresentados neste
trabalho pode concluir que o manejo de S. frugiperda adotado em muitas regiões do
Brasil deve ser revisto, uma vez que os altos níveis de resistência a spinosad
apresentados por populações da praga, somada à diminuição da suscetibilidade ao
produto observada a cada safra.
Para o retardamento da resistência e até mesmo o restabelecimento da
suscetibilidade, é necessário a busca de opções viáveis para o manejo da resistência.
Como modelo já implementado com êxito e adaptável às condições brasileiras podem
ser mencionadas, por exemplo, as estratégias adotadas na produção de hortaliças da
Austrália onde o uso de determinados grupos de inseticidas é restrito a uma
determinada época do ano, bem como existência de restrição do número de aplicações
por ciclo da cultura, o que vem retardado a evolução a resistência de P. xylostella a
vários inseticidas (VICKERS et al., 2001). No entanto, para que seja possível implantar
estratégias desta magnitude às nossas condições, é necessário levar em consideração
o pequeno número de grupos de pesticidas registrados para o controle de S. frugiperda
no Brasil. A isso se soma a existência de relatos de falhas no controle da praga de
grupos tradicionais como piretróides, organoforados e até mesmo grupos mais recentes
como os inibidores de biosíntese de quitina, o que pode também ser resultado do
desenvolvimento da resistência da praga a estes grupos.
Para o manejo da resistência de S. frugiperda a inseticidas no Brasil, uma nova
ferramenta de controle foi aprovado recentemente, ou seja, as culturas geneticamente
modificadas que expressam toxinas de Bacillus thuringiensis Berliner, conhecidas como
culturas Bt. É esperado que a conseqüente diminuição do uso de inseticidas para o
controle de pragas resultante do uso de culturas geneticamente modificadas resulte na
reversão da suscetibilidade da praga a inseticidas, como reportado na região nordeste
56
da China, que após oito anos de uso de algodão geneticamente modificado (algodão Bt)
para o controle de H. armigera houve reversão da resistência a lambda-cyhalothrin e
endosulfan (WU, 2005). Deste modo, é necessária implementação de estratégias por
parte das empresas e das agências do governo visando à rotação de grupos de
pesticidas bem como a diminuição do número de aplicações para que em conjunto ao
crescimento das culturas Bt seja possível o restabelecimento da suscetibilidade em
populações de S. frugiperda a inseticidas no Brasil.
A caracterização da suscetibilidade de S. frugiperda a spinetoram juntamente
com a definição de concentrações diagnósticas antes do início da comercialização do
inseticida viabiliza o monitoramento da suscetibilidade da praga ao longo dos anos,
tornando possível a identificação de pequenas mudanças na suscetibilidade devido à
evolução da resistência. A existência de resistência cruzada entre spinosad e
spinetoram em populações da praga deve ser levada em consideração no manejo da
resistência, buscando também a identificação do(s) mecanismo(s) responsável (eis)
pela resistência da praga aos produtos deste grupo.
57
6 CONCLUSÕES
Há variabilidade geográfica e temporal na suscetibilidade a spinosad entre as
populações de Spodoptera frugiperda no Brasil;
Há resposta à pressão de seleção de S. frugiperda com spinosad em
condições de laboratório;
Há resistência cruzada entre spinosad e spinetoram nas populações de S.
frugiperda avaliadas.
58
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