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  1. MANEJO INTEGRADO DE PLAGAS PROGRAMA DE REFUGIOS

  2. Manejo integrado de plagas-Programa de Refugios. Cuando se introducen los organismos genéticamente modificados (OGM) a un ecosistema la bioseguridad es un punto clave a tener en cuenta. Los cultivos GM con propiedad insecticidas que se encuentran actualmente en el mercado actual, producen una proteína cristalina (Cry) que proviene de la bacteria Bacillus thuringensis (Bt). Esta proteína degrada las paredes del tubo digestivo de los insectos. Los organismos con esta proteína se denominan “cultivos Bt”. Los organismos Bt fueron cultivados en 1996, gracias al aval de la agencia de protección del medio ambiente (EPA) que permitió su uso comercial. Desde 1996 al 2007 ya se habían cultivado 200 millones de hectáreas. El aval de la EPA fue considerado por muchos científicos y ambientalistas como muy prematuro. La mayor preocupación era que se carecía de información sobre la forma de evitar que las especies blancos generaran resistencia al carácter introducido. Esto implicaba: • Riesgo en cuanto a la efectividad de los cultivos Bt • Pérdida de unos de los mas exitosos insecticidas microbianos hasta el momento.

  3. Manejo integrado de plagas. • Evitar el aumento de la resistencia en las poblaciones de insectos que se quería atacar. El programa de manejo mas conocido que se aplica en la actualidad es el de “alta dosis + refugio” a través del cual altos niveles de expresión de la toxina en las plantas Bt se asocian a refugios o extensiones de campos cultivados con plantas libres de Bt. La función de los refugios es la de mantener el alelo susceptible en las poblaciones de insectos. Estos se cruzaran con los resistentes y la progenie heterocigoto que resulte del cruzamiento será eliminada por las altas dosis de proteínas (Cry) presente en las plantas transgénicas. Los programas de manejo integrado se basa fundamentalmente en modelos genético-poblacional. Objetivo. • Explicar desde una perspectiva genético-poblacional los fundamentos de los modelos teórico y su valor como herramienta predictiva en programas de manejo integrado de plagas. • Describir los elementos típicos que componen un plan de manejo de resistencia de insectos. • Presentar un panorama sobre la manera en que estos planes se aplican en Argentina.

  4. MODELOS POBLACIONES Y LA EVOLUCION DEL GEN DE RESISTENCIA S: Alelo de sensibilidad R: Alelo de Resistencia p: Frecuencia poblacional del alelo “R” q: Frecuencia poblacional del alelo “S” Otros supuestos: • Las generaciones de insectos no se superponen • Las poblaciones son de tamaño infinito • El apareamiento es al azar • No existe migración ni mutación • Los coeficientes de selección son similares en ambos sexos

  5. Debido a que existe apareamiento aleatorio, las frecuencias de los zigotos que se formen responderán a las frecuencia del equilibrio de Hardy Weinberg: p2 + 2pq + q2. Sobre estos zigotos actuara la selección natural modificando la contribución genotípica de esa generación en un factor que dependerá del valor adaptativo (W) de cada uno de ellos (WRR, WSR, WSS). WM=p2 WRR+ 2pq WSR + q2 WSS

  6. Estimación de los valores adaptativos: Los valores adaptativos de los homocigotos susceptibles y resistentes serán diferentes dependiendo del origen de los individuos. El valor adaptativos medio de estos dos genotipos deberá tener en cuenta entonces el porcentaje relativo de refugio y plantas Bt cultivados, como sigue: WRR= REF (WRR/Ref) + Bt (WRR/Ref) WSS= Ref (WSS/Ref) + Bt (WSS/Ref) Donde Ref y Bt son las proporciones de hectáreas cultivadas de refugio y plantas Bt.

  7. Estimación del porcentaje de refugio en condiciones de equilibrio En genética de poblaciones se denomina “condición de equilibrio” aquella en la que no existe cambios en las frecuencias alélicas de un determinado carácter a través de las generaciones. En el caso de los cultivos Bt, el objetivo es el de llegar a ese equilibrio, manteniendo estable la frecuencia del alelo de resistencia en las poblaciones de insecto, con el fin de que no diluya el efecto insecticida del Bt. El programa de refugios persigue justamente ese objetivo, el de generar un microambiente en donde los valores selectivos de los individuos sensibles a la toxina Bt sea máximo, asegurando que el alelo S nunca se pierda.

  8. El problema que surge para el productor es cual será el porcentaje mínimo que se debe cultivar con plantas libres de Bt para que le programa funcione. La resistencia se mantendrá estable, cuando el efecto neto de la selección para la resistencia que favorece a los RR en los campos libre de Bt sea igual al efecto neto de los costos de la selección en contra de ese mismo genotipo en los refugios. La frecuencia de la resistencia disminuirá si: • Aumenta el porcentaje del refugio • Disminuye el valor selectivo de los resistentes en campos libres de Bt • Aumenta la desventaja de los resistentes en campos Bt en relación a los libres de Bt Por lo tanto el porcentaje de refugio adecuado para que el alelo de resistencia se mantenga estable se puede estimar mediante: Bt (WRR/Bt) – ref (WSS/ref – WRR/ref) =0

  9. Ejemplo: En estudios realizados en campo del algodón de Arizona se estimo que de acuerdo a los valores selectivos empíricos medios de los RR en los refugios y en los campos Bt la frecuencia del alelo de resistencia se mantendrá estable con valores de porcentajes de refugio que rodean el 23%. Este valor se baso en estima de valores selectivos de los individuos resistentes en los campos Bt que fueron bajos.

  10. Modelos teóricos vs datos reales: • Para demostrar la estrategia de los refugios y si coincide o no con los modelos teóricos se realizo un estudio sobre la resistencia a Bt en distintos campos de diferentes países , de 6 principales plagas de insectos: Helicoverpa armigera, H. zea, Heliothis virescens, Ostrina nubilalis, Pectinomorpha gossypiella, Sesamia nonagrioideas. • Al comparar los parámetros teóricos con los obtenidos , se lograron resultados similares, dando por sentado la efectividad de los modelos para la predicción futura en programas de manejo integrado de plagas.

  11. Porcentajes de refugios: 39% en Arkansas y Misssisipi 82% en Carolina del Norte Datos: Altos porcentajes de refugios también se aplicaron en H.armigera en Australia (70%) y China(87-95%) y de P gossypiella en Arizona (50%) y de S. nonagrioides en España (95%). También se retardo la evolución de la resistencia.

  12. Elementos típicos de un plan de manejo de resistencia El desarrollo de resistencia en las poblaciones de insectos, consecuencia del proceso natural de evolución, surge como adaptación a las practicas de manejo y no se limita a un cultivo en particular. Ejemplos de resistencias de los insectos: • Mecanismos de defensa fisiológicas • De comportamiento • Matabolicos frente a insecticidas químicos En el caso particular de la tecnología Bt la presencia de la proteína durante todo el periodo de crecimiento del cultivo , aumenta la presión de selección y hace necesario la incorporación de refugios para el manejo de resistencia de insectos (IRM) y como parte integral del método de manejo de insectos.

  13. Los elementos típicos de un plan de manejo de resistencia incluye: • 1) Investigación: Las características de los refugios están dadas por su tamaño (porcentaje sobre el total del área del cultivo), distancia entre ellos y forma ; entre otras cosas también por las plagas presentes. • 2) Comunicación: debido al papel clave del conocimiento del productor en el logro de un manejo exitoso y responsable de los maíces Bt, la comunicación es uno de los pilares de los programas de manejo de resistencia (IRM) entre las formas mas comunes son: • Los materiales educativos • La difusión en los medios especializados • La capacitación directa a los productores • Las encuestas periódicas

  14. 3) Monitoreo: el objetivo es DETECTAR Y CONFIRMAR cualquier posible desarrollo de resistencia con la suficiente antelación como para implementar medidas de remediación que permitan retrasar o prevenir la difusión de dicha resistencia y evitar la capacidad de control de los maíces Bt. El patrón espacial de evolución puede surgir en: • un foco localizado que evoluciona rápidamente y se expande o, • a partir de una población donde la resistencia esta dispersa y evoluciona lentamente. • 4) Remediación : en caso de confirmarse la aparición de resistencia, deberá aplicarse un plan de remediación que permita reducir la frecuencia de insectos resistentes. En este caso las acciones a tomar podrán incluir la aplicación de insecticidas químicos para reducir la frecuencia de insectos resistentes e incluso la suspensión de la paliación de cultivos Bt en la zona afectada.

  15. El Manejo de la Resistencia a Insectos en Argentina Programa de Manejo de Resistencia de Insectos (MRI) en maíz Bt es llevado a cabo por la Asociación de Semilleros Argentinos (ASA). Objetivos del Programa: Promover un uso responsable de la tecnología, que permita retrasar cualquier potencial desarrollo de resistencia y detectar inmediatamente cualquier cambio en la susceptibilidad de la población de insectos. Para el Manejo adecuado de la tecnología Bt el productor debe tener en cuenta lo siguiente: • Los refugios deben sembrarse con un maíz no Bt de ciclo similar en la misma fecha de siembra que el lote de Bt. • El refugio debe ser el 10 % de la superficie del lote. • Los refugios deben sembrarse en bloque en uno de los bordes del lote.

  16. Tratamientos Químicos: • No deben realizarse aplicaciones de insecticidas para el control del barredor de tallo (Diatraea saccharalis) en los refugios. • En caso de detectarse ataque de gusano cogollero (Spodoptera frugiperda) por encima del umbral de acción, pueden aplicarse insecticidas. El mejor control del gusano cogollero se obtiene con aplicaciones de insecticidas en los primeros estadios del cultivo. De esta forma se disminuye la presión de la plaga en estadios mas avanzados, preservando la función del refugio.