Benefícios, vantagens e manejo de milho Bt no Brasil

Através das técnicas da biotecnologia o gene de produção de cristais letais para lagartas, produzido por uma bactéria natural do solo, foi incorporado em milho. Essa tecnologia apresenta vários benefícios e vantagens para o agricultor, entretanto necessita ser manejada de acordo com legislação específica, além de normas de convivência. É uma nova tecnologia, com estratégias de manejo que necessitam ser adotadas para evitar o processo de seleção de populações de lagartas resistentes. Nessa entrevista com o Dr. José Magid Waquil, pesquisador da Embrapa Milho e Sorgo, de Sete Lagoas, MG, objetiva-se esclarecer as principais dúvidas de assistentes técnicos e de agricultores e informar aspectos relevantes para manter e usufruir dessa nova tecnologia.

José Magid Waquil, pesquisador da Embrapa Milho e Sorgo

Revista Plantio Direto - O que é o Bt?

José Magid Waquil - Bt são as duas iniciais do nome científico da bactéria Bacillus thuringiensis. Embora a grafia correta seja em itálico, não é incomum ver essas iniciais, referindo-se ao Bt, na forma normal. Essa bactéria de solo foi registrada pela primeira vez por Ishiwata, como Bacillus soto causando doença no bicho-da-seda, por volta de 1900. Entretanto, esse isolado foi perdido e nove anos depois, o Bt foi, novamente, re-isolado e descrito por Berliner. Hoje, são conhecidas várias espécies de Bacillus, inclusive muitas estirpes ou isolados de cada uma dessas espécies.

RPD - Como o Bt age matando lagartas?

Waquil - Essas bactérias produzem na sua célula proteínas que são tóxicas para grupos específicos de insetos. As primeiras identificadas apresentam maior atividade sobre os lepidópteros. A toxina, produzida por essas bactérias, pode ser concentrada em cristais no interior da bactéria ou secretada para o meio onde elas estão sendo cultivadas. Essa especificidade está relacionada com a atividade das toxinas ao nível de receptores no intestino médio do inseto. Na membrana das células epiteliais do intestino, a interação toxina/receptor leva à formação de poros na membrana celular, o que altera o balanço osmótico das células epiteliais, que incham e sofrem rupturas, levando os insetos à morte por dificuldade de alimentação e infecção generalizada (septicemia). Entretanto, logo após a infecção da lagarta pelo Bt ou ingestão da toxina diretamente, o primeiro sintoma na lagarta é a inibição da ingestão e absorção dos alimentos.

RPD - Como foi o mecanismo de introdução do gene de produção da toxina na planta de milho?

Waquil - Há diferentes métodos para se fazer a transformação de plantas, mas, qualquer um deles envolve os seguintes principais passos. Inicialmente ocorre a identificação do segmento de DNA da célula do B. thuringiensis que codifica a proteína ativa. Em seguida, usando as técnicas de engenharia genética, esse segmento de DNA (gene) é isolado e inserido em um vetor de transformação. Este vetor pode ser introduzido diretamente em algumas células da planta utilizando um equipamento conhecido como ”gene gun” ou pode ser introduzido via uma bactéria conhecida como Agrobacterium. Essa bactéria é capaz de transferir genes presentes no vetor de transformação para células de plantas. As células transformadas, via biobalística ou Agrobacterium, são selecionadas em placas de Petri utilizando um gene marcador já presente no vetor de transformação como, por exemplo, o gene da resistência a um herbicida. As células não transformadas e sensíveis ao herbicida, subcultivadas em meio contendo o agente de seleção morrerão. Por outro lado, as células transformados, resistentes ao herbicida, sobreviverão. As células selecionadas, devido à composição do meio de cultura, são capazes de se multiplicarem e desenvolverem calos, que por diferenciação transformarão em plantas transgênicas. Algumas plantas desenvolverão normalmente e chegarão à reprodução. Centenas dessas plantas transformadas são submetidas aos bioensaios e serão selecionadas apenas aquelas que expressam as características desejadas. Por exemplo, no caso da transformação com o gene bt, as plantas selecionadas serão aquelas expressando a toxina. Após ter uma planta de milho transformada, essa característica é transferida de uma linhagem à outra, via retrocruzamentos, método convencional normalmente utilizado nos programas de melhoramento para transferir características codificadas por poucos genes.

RPD - Quantos eventos Bt(s) existem incorporados no milho?

Waquil - Os programas de clonagem e transformação de plantas das empresas, tanto para resistência a insetos como para outras características agronômicas como, por exemplo, resistência à seca, estão bastante intensos, inclusive piramidando vários genes numa mesma cultivar. Portanto, várias novidades estão surgindo a cada ano. Especificamente para resistência a pragas na cultura do milho, há mais de uma dezena de eventos. Alguns já estão praticamente descartados no milho como, por exemplo, o Cry 1Ac e Cry 9C. Entre os que estão sendo comercializados, destacam-se os eventos que expressam as toxinas Cry 1A(b) e Cry 1F, com atividade sobre os lepidópteros, e o cry3Bb1, para o controle de coleópteros (larvas de Diabrotica spp.).

RPD - Quantos eventos Bt(s) estão registrados no Brasil?

Waquil - No Brasil, estão liberados para comercialização dois eventos expressando a toxina do Bt Cry 1A(b) e um evento expressando a toxina Cry 1F. Essas duas toxinas têm atividade sobre os lepidópteros. No registro das empresas, as pragas-alvo incluem três espécies: a lagarta-do-cartucho do milho (LCM), Spodoptera frugiperda (J. E. Smith); a lagarta-da-espiga do milho (LEM), Helicoverpa zea (Boddie) e a broca-da-cana-de-acúcar (BCA), Diatraea scaccharalis (Fabricius). Entretanto, há dados na literatura indicando também a atividade dessas toxinas sobre a lagarta-elasmo (LEL), Elasmopalpus lignosellus (Zeller). Indicações oriundas de usuários de campo relatam a atividade das toxinas do Bt também sobre a lagarta-militar, Mocis latipes (Guenée). Portanto, os eventos hoje disponíveis no Brasil dão proteção contra as principais espécies de lepidópteros-praga do milho. Nos países mais adiantados como nos Estados Unidos da América, essa tecnologia tem sido usada principalmente no controle da lagarta européia do milho, Ostrinia nubilalis (Hübner), que não ocorre no Brasil e das diferentes espécies do gênero Diabrotica que lá anualmente causam grandes danos ao milho.

RPD - Existem diferenças entre as toxinas quanto à eficiência sobre as diferentes lagartas ou pragas?

Waquil - Sim, as toxinas do Bt apresentam alta especificidade e dentro do mesmo grupo de insetos a atividade de cada toxina é diferenciada. Estudos toxicológicos revelam diferenças significativas em nível de espécie. Portanto, a estratégia de piramidação de dois ou mais genes bt, expressando diferentes toxinas numa mesma cultivar, não só contribui para o manejo da resistência, mas também aumenta a eficiência no controle de diferentes espécies de insetos-praga.

RPD - Existe interação entre o híbrido e a toxina do Bt, resultando em maior ou menor eficiência sobre pragas?

Waquil - Para a toxina Cry 1A(b), existem dados na literatura registrando resposta diferenciada no controle da LCM dependendo do híbrido de milho Bt. Entretanto, ainda não está esclarecido como essas interações se processam. Portanto, dependendo do híbrido de milho Bt utilizado pelo produtor, podem-se obter níveis de controle diferentes.

RPD - Essas toxinas são seletivas a inimigos naturais e outros insetos que visitam a lavoura de milho como abelhas, por exemplo?

Waquil - A especificidade das toxinas do Bt resulta em alta seletividade na sua atividade, agindo apenas nas espécies-alvo. Assim, afeta menos a comunidade dos insetos que utilizam o milho como hospedeiro, que a utilização de inseticidas, convencionalmente utilizados, por exemplo. Essa seletividade inclui também a comunidade de inimigos naturais, abelhas e outros insetos como pulgões e tripes. Dados de literatura mostram que essas proteínas, nas formulações de B. thunringiensis empregadas na agricultura, têm sido consideradas relativamente não tóxicas para abelhas, existindo inclusive uma formulação comercial para controle de traça-da-cera em favos de mel. Para predadores do gênero Orius e outros predadores Heteropteros e Coccinellideos, todas as pesquisas realizadas até o momento indicam ausência de efeito negativo, no entanto não existem estudos conclusivos sobre o efeito dessa toxina na comunidade de insetos não-alvo da cultura do milho.

Dano da lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda em milho convencional (esquerda)e milho Bt (direita)

RPD - Qual é a vantagem na seletividade relacionada com inimigos naturais?

Waquil - O monitoramento das comunidades de insetos no cartucho do milho, realizado em várias regiões do país e durante várias safras, tem demonstrado a importância de predadores generalistas na cultura, dentre esses, os encontrados com maior frequência, são os percevejos Orius spp. e as tesourinhas Doru luteipes e Euborellia sp. Avaliações do impacto das presas desenvolvidas no milho Bt sobre esses predadores não têm revelado efeitos significativos. Entretanto, existe grande preocupação no efeito que o Bt pode provocar na redução qualidade das presas, afetando a dinâmica populacional dos inimigos naturais e os resultados das pesquisas, até então publicados, revelaram efeitos relativamente pequenos e num número insignificante de casos. Contudo, o controle biológico, tem papel fundamental no manejo integrado dos lepidopteros-chave da cultura com a utilização do milho Bt, uma vez que a densidade populacional desses insetos irá reduzir e os insetos sobreviventes podem apresentar maior suscetibilidade ao ataque dos predadores, o que poderá resultar num controle biológico mais eficiente, tanto na área de refúgio, como sobre os sobreviventes no milho-Bt, principalmente nas áreas com maior diversidade de culturas.

RPD - A toxina do Bacillus thuringiensis pode causar algum problema para os vertebrados e seres humanos?

Waquil - A toxina só se torna ativa quando ingerida pelo inseto, porque precisa de condições de pH alcalino (acima de 8), para ser ativada. Essas condições são encontradas no tubo digestivo das lagartas, por exemplo. Assim a toxina é inócua a humanos e vertebrados, que possuem o pH intestinal ácido, onde é rapidamente degradada.

Lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda, de tamanho pequeno e de último estádiocom danos característico em folha de milho.

RPD - Híbridos transgênicos com Bt podem necessitar de inseticidas? Quais condições?

Waquil - Os resultados de pesquisa de campo com o milho Bt, no Brasil, ainda são insipientes, mas já é possível fazer algumas inferências sobre a prática do manejo de pragas utilizando essa tecnologia. A comparação da eficiência a campo entre os híbridos de milho Bt, com os eventos hoje disponíveis no mercado, ainda é restrita. A eficiência para algumas das espécies-alvo é bastante alta e pode dispensar totalmente a aplicação de defensivos. Entretanto, para a LCM, os dados indicam alguma variação na proteção oferecida às plantas. Portanto, dependendo do híbrido e da intensidade de infestação, pode ser necessário controle complementar. Esta estratégia pode ser, inclusive, útil para o manejo da resistência, pois, o controle dos sobreviventes no milho Bt com certeza contribuirá para a redução da seleção de biótipos resistentes. É importante lembrar que, para a toxina do Bt se tornar ativa precisa ser ingerida pelo inseto, assim o produtor certamente irá se deparar com algum sintoma de dano nas folhas do milho como, por exemplo, folhas raspadas.

Lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda, de tamanho grande com danos característico em cartucho do milho.

Lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda, de tamanho pequeno, morta depois da raspagem característica em folha de milho Bt.

RPD - Milho Bt controla lagartas grandes, na fase de emergência de plantas, substituindo o tratamento de sementes com inseticidas?

Waquil - Os eventos hoje comercializados no Brasil não dispensam o tratamento de sementes, o qual continua sendo necessário para o controle de insetos sugadores e pragas subterrâneas como, por exemplo, as larvas de várias espécies de Coleoptera, pois, as toxinas do Bt hoje utilizadas nos híbridos comerciais brasileiros, não têm atividade sobre estes grupos de insetos. A necessidade do tratamento de sementes com os inseticidas lagarticidas ainda precisa ser comprovada na prática, pois, resultados de laboratório indicam que a atividade da toxina sobre lagartas grandes, principalmente quando ela foi alimentada anteriormente em substrato sem toxina, é eficaz pelo menos com alguns dos eventos do Bt.

RPD - Qual a expectativa de controle de pragas com a transgenia?

Waquil - A transgenia é uma técnica inovadora na agricultura. Ela possibilita a introdução de características de organismos evolutivamente distantes, como no caso do Bt. Um gene de uma bactéria expressando uma característica numa planta é uma verdadeira revolução biológica. A eficiência no controle das pragas-alvo vai depender de vários fatores, mas, evidentemente, o crítico é a atividade dos produtos resultantes da expressão do gene utilizado na transformação. Os eventos, hoje disponibilizados no mercado brasileiro para milho expressam duas toxinas diferentes, a Cry 1A(b) e Cry 1F. Até então, apenas os híbridos de milho Bt expressando a toxina Cry 1A(b) eram utilizados no Brasil. Os resultados obtidos, em nível de campo, nesta primeira safra cultivada com milho Bt, revelaram certa variabilidade no nível de proteção das plantas contra o ataque da LCM. Avaliações realizadas em Minas Gerais indicam que o milho Bt deu proteção ao milho equivalente a, pelo menos, três aplicações de inseticidas. Em média, os híbridos Bt(s) têm produzido cerca de até 20% a mais do que os equivalentes não-Bt.

RPD - A utilização do milho Bt requer algum cuidado especial em relação as práticas de manejo?

Waquil - Embora se tenha recomendações suficientes para se praticar um manejo de pragas razoável no milho, os dados de campo sobre o uso dessa prática são raros, mas se sabe que, na maioria dos casos, ainda há muito que ser melhorado. Para a utilização do milho Bt, basta o produtor, além de usar as sementes do milho transgênico, cumprir duas regras: a de coexistência, exigida por lei, e a regra do Manejo da Resistência de Inseto (MRI), recomendada pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio). A regra de coexistência exige o uso de uma bordadura de 100 metros isolando as lavouras de milho transgênico das de milho que se deseja manter sem contaminação de transgênico. Alternativamente, pode-se usar uma bordadura de 20 metros, desde que sejam semeadas 10 fileiras de milho não-transgênico (igual porte e ciclo do milho transgênico) isolando a área de milho transgênico. As recomendações da CTNBio para o MRI é a utilização de área de refúgio. Esta recomendação é o resultado do consenso de que o cultivo do milho Bt em grandes áreas resultará na seleção de biótipos das pragas-alvo resistentes às toxinas do Bt. Obviamente, o monitoramento da infestação das plantas também é importante, pois, dependendo do híbrido utilizado e da intensidade da infestação, o produtor pode precisar adotar medidas de controle complementares.

RPD - O risco de resistência de lagartas ao milho Bt é maior do que a resistência a inseticidas convencionais?

Waquil - Em princípio, os riscos da seleção de tipos resistentes, tanto aos inseticidas, como às toxinas do Bt, dependem de vários fatores. Adicionalmente, a avaliação do risco depende de muitas variáveis, tais como: do ambiente, do inseto e do evento do Bt expresso na planta ou do inseticida. Algumas dessas variáveis só podem ser estimadas após a identificação do fenótipo resistente como, por exemplo, a freqüência inicial do gene de resistência. Portanto, essa comparação só poderá ser feita a ”posteriori”, comparando casos específicos.

RPD - O que é o Manejo de Resistência de Insetos (MRI) na utilização do milho Bt para o manejo de pragas?

As duas estratégias básicas para o manejo da resistência no uso do milho Bt são: expressão de alta dose no híbrido transgênico e a utilização da área de refúgio. Considerando os princípios da genética de populações, o mais provável é que os genes de resistência estejam em heterozigose na população, pois, antes da seleção, a freqüência da resistência sendo baixa, a maior probabilidade de cruzamento é entre um indivíduo heterozigoto para resistência com um homozigoto susceptível. Também, como a dominância geralmente não é completa, a dose necessária para matar o heterozigoto é maior do que a do homozigoto susceptível e menor do que a do homozigoto resistente. Assim, a utilização de alta dose, que reduz a sobrevivência dos indivíduos heterozigotos, associada a área de refúgio que permita a sobrevivência de homozigotos susceptíveis, reduzirá significativamente a chance de cruzamentos entre dois heterozigotos, segregando, assim, indivíduos homozigotos resistentes, reduzindo a velocidade da seleção de uma raça de insetos resistentes.

RPD - O que é refúgio?

Waquil - No Brasil, a área de refúgio é a semeadura de 10% da área cultivada com milho Bt, utilizando híbridos não-Bt, de igual porte e ciclo, de preferência os seus isogênicos. A área de refúgio não deve estar a mais de 800 metros de distância das plantas transgênicas. Essa é a distância máxima verificada pela dispersão dos adultos da LCM no campo. Todas essas recomendações são no sentido de sincronizar os cruzamentos dos possíveis adultos sobreviventes na área de milho Bt com susceptíveis emergidos na área de refúgio. O refúgio estruturado deve ser desenhado de acordo com a área cultivada com o milho Bt. Para glebas com dimensões acima de 800 metros, cultivadas com milho Bt, serão necessárias faixas de refúgio internas nas respectivas glebas. Ainda, segundo a recomendação da CTNBio, na área de refúgio é permitida a utilização de outros métodos de controle, desde que não sejam utilizados bioinseticidas à base de Bt.

RPD - De quem é a responsabilidade de execução da área de refúgio?

Waquil - Nas embalagens de sementes de milho Bt, há um contrato, onde o produtor, ao abri-la, assume a responsabilidade de seguir as normas de coexistência e as de manejo da resistência. Portanto, cabe ao produtor a responsabilidade do uso dessas regras. Se o produtor está interessado em pagar mais pela semente do milho Bt, é porque ele acredita nos benefícios que essa tecnologia está trazendo para o seu sistema de produção. Portanto, ele deve estar motivado a usar essa tecnologia de maneira responsável (utilizando a área de refúgio) visando apropriar desse benefício por muito mais tempo.

RPD - Qual o risco de não adotar a estratégia de refúgio?

Waquil - O principal risco do não uso da área de refúgio está na rápida seleção de biótipos das pragas-alvo resistentes às toxinas do Bt. Resultados de pesquisas recentes indicam que a dispersão da LCM, é bem menor do que se tinha informação, no máximo 800 metros. Assim, o produtor que não utilizar a prática do manejo da resistência, será, sem dúvida, a primeira vítima da quebra da resistência, não obtendo controle das pragas-alvo com os híbridos de milho Bt(s). Considerando-se que as principais pragas-alvo controladas pelos milhos Bt(s), hoje disponíveis no mercado, são polífagas (alimentam-se de vários grupos de plantas) e produzem vários ciclos por ano agrícola, pode-se imaginar que nas regiões tropicais existem refúgios naturais suficientes para reduzir a seleção de biótipos de insetos resistentes. No entanto, mesmo uma espécie de inseto polífaga como, por exemplo, a LCM, em uma área suficientemente grande cultivada por uma única cultura, fica submetida a uma situação de monofagia por não ter outra fonte de alimento ao seu alcance (monofagia funcional). Portanto, a utilização da área de refúgio é essencial para garantir a manutenção da funcionalidade e durabilidade da tecnologia Bt.

RPD - Existem diferenças nas normas de área de refúgio nos Estados Unidos e no Brasil?

Waquil - Sim, nos EUA, diferentemente do Brasil, exige-se 20% da área cultivada com o milho Bt como área de refúgio (milho não-Bt). A praga-alvo do milho nos Estados Unidos é a lagarta-européia do milho, Ostrinia nubilalis, que esta sob uma monofagia funicional muito maior do que as pragas alvo do milho Bt no Brasil. Esta espécie produz apenas duas gerações por ciclo da cultura do milho e passa o inverno na forma de diapausa. Na primeira geração produz danos semelhantes aos da LCM e, na segunda, causa danos semelhantes aos da broca-da-cana no Brasil. Assim, o uso do milho Bt, nos EUA, conforme discutido acima, faz maior pressão de seleção sobre a praga-alvo do que as espécies-alvo no Brasil, demandando, assim, uma maior área de refúgio.

Publicado: Revista Plantio Direto, edição 111, maio/junho de 2009. Aldeia Norte Editora, Passo Fundo, RS.