Efeitos organismos não alvo carmen pires

Ministério da Agricultura, Pecuária

e Abastecimento

Análise de Risco de Plantas GM sobre Organismos não-alvo

Carmen Pires*

*[email protected]

Curso: Capacitação na Aplicação e Biossegurança Ambiental de Plantas Geneticamente Modificadas

26 a 30 de novembro de 2012 Embrapa Milho e Sorgo

CTNBio, Resolução Normativa nº 5, de 12 de março de 2008:

“Dispõe sobre normas para liberação comercial de Organismos

Geneticamente Modificados e seus derivados.”

Art. 6º. Para efeitos desta Resolução Normativa considera-se: I – avaliação de risco: combinação de procedimentos ou métodos, por meio dos quais se avaliam, caso a caso, os potenciais efeitos da liberação comercial do OGM e seus derivados sobre o ambiente e a saúde humana e animal. II – organismo: toda entidade biológica capaz de reproduzir ou transferir material genético, inclusive vírus e outras classes que venham a ser conhecidas;




ANEXO IV

AVALIAÇÃO DE RISCO AO MEIO AMBIENTE (A)PLANTAS




ANEXO IV


“3. os possíveis efeitos em organismos indicadores relevantes (simbiontes, predadores, polinizadores, parasitas ou competidores do OGM) nos ecossistemas onde se pretende efetuar o seu cultivo, em comparação com o organismo parental do OGM em um sistema de produção convencional;”




ANEXO IV



Quais organismos indicadores?




ANEXO IV



Como selecionar esses organismos?

Quais organismos indicadores?

Significância funcional no sistema de cultivo

Priorizar Espécies ou grupos

Identificação Rotas de

Exposição

Identificação Rotas Efeitos

Adversos

Construção Hipóteses de Risco

Priorizar hipóteses para espécies selecionadas ou processos

Selecionar e conduzir Experimentos

Identificação dos possíveis efeitos adversos sobre os serviços ambientais no ambiente receptor

Decisão baseada em

Dados Hipótese pode ser descartada

Hipótese confirmada

Caso (característica, cultura, ambiente receptor)

Associação com a cultura

Priorizar Grupos Funcionais

Definição do Caso (levantamentos de

informação)

Etapa (Tier) 1

Etapa (Tier) 2

Modelo conceitual Formulação do Problema

Caracterização do Risco

Especificação de medidas do efeito adverso

(endpoints)

Identificação da cadeia causal entre o estressor e o

efeito adverso

Etapa (Tier) 3 Planejamento Experimental

Fase de análise Tier 4...n

Caracterização da Exposição Caracterização do Efeito Adverso

Metodologia para Análise de Risco de

Plantas GM em Organismos não-alvo

Algodoeiro Bt no Brasil: Grupos funcionais selecionados

Efeitos Adversos →

Grupos Funcionais

Pro

dução

↓

Saú

de

Solo

↓

Non

-crop

econ

. ↓

Valo

r

cultu

ral ↓

Valo

r

Co

nserv.↑

Qualid

ade

ambien

te ↓

Doen

ças

hu

man

as ↑

Herbívoros - praga X X X

Predadores/ Parasitóides X

Polinizadores de

culturas X X X

Decompositores de solo X X X

Espécies ameaçadas de

Extinção X

Doenças de plantas X




Exposição


Adversos





Decisão baseada em







informação)

Etapa (Tier) 1

Etapa (Tier) 2




(endpoints)


efeito adverso






O que abordaremos:

- Processo de seleção de organismos não-alvo para as ARA (espécies dentro de grupos funcionais)

- Rotas de Exposição - Efeitos Adversos - Hipóteses de Risco




Exposição


Adversos





Decisão baseada em







informação)

Etapa (Tier) 1

Etapa (Tier) 2




(endpoints)


efeito adverso






Metodologia para Análise de Risco de Plantas

GM em Organismos não-alvo

Significância Funcional no Sistema de Cultivo

Priorizar espécies ou grupos de espécies

Associação com a Cultura

Etapa (Tier) 1

Seleção de espécies: Matriz 1

Critérios para classificar dentro dos grupos

funcionais: 1. Associação com a cultura

Distribuição Geográfica

Especialização de Habitat

Prevalência

Abundância

Fenologia

da cultura

ciclo de vida da espécie ou taxon na cultura

Obs.: critérios específicos para certos grupos funcionais !!

GMO ERA Project

Qual a significância funcional da espécie ou

taxon?

Critérios para classificar dentro dos grupos

funcionais: 2. Significância Funcional

GMO ERA Project

Na cultura-alvo Vegetação natural

próxima

Em outras culturas

Biodiversidade funcional nos

agroecossistemas

GMO ERA Project

Significância Funcional para cada Espécie

ou Grupo de Espécies

Grupos Funcionais:

Pragas -

Herbívoros praga

Patógenos praga

Ervas daninhas

Polinizadores

Agentes de Controle

Biológico -

Predadores

Parasitas, patógenos e

parasitóides

GMO ERA Project

Significância Funcional: critérios de seleção

• Potencial na cultura-alvo

• Potencial em outras culturas

• Potencial em áreas naturais

• Outros papeis ecológicos

DG EH P A Fe C OC VN OF Classificação

Vespa

Polistes spp.

3 1 3 2 1 1 1 2 ? 14

Percevejo

Podisus nigrispinus

3 1 2 2 1 2 2 2 ? 15

Joaninha

Cycloneda sanguinea

3 1 3 3 2 3 3 2 ? 20

Tesourinha

Doru luteipes

3 1 3 3 1 2 3 ? ? 16

Crisopídeos

Chysoperla externa

3 1 2 2 2 3 1 2 ? 16

Aranhas

Thomisidae

3 1 3 3 1 ? 2 2 ? 15

Grupo Funcional:

Predadores Significãncia

Funcional

Associação com a

Cultura

Matriz de Seleção 1

GD HS P A TL C OC NA OF Classificação

Vespa

Polistes spp.

3 1 3 2 1 1 1 2 ? 14

Percevejo

Podisus nigrispinus

3 1 2 2 1 2 2 2 ? 15

Joaninha

Cycloneda sanguinea

3 1 3 3 2 3 3 2 ? 20

Tesourinha

Doru luteipes

3 1 3 3 1 2 3 ? ? 16

Crisopídeos

Chysoperla externa

3 1 2 2 2 3 1 2 ? 16

Aranhas

Thomisidae

3 1 3 3 1 ? 2 2 ? 15

Grupo Funcional:

Predadores Significância

Funcional

Associação com a

Cultura





Exposição


Adversos





Decisão baseada em







informação)

Etapa (Tier) 1

Etapa (Tier) 2




(endpoints)


efeito adverso







Exposição


Adversos


Priorizar hipóteses para espécies selecionadas ou

processos

Etapa (Tier) 2 Especificação de

medidas do efeito adverso (endpoints)

Identificação da

cadeia causal entre o estressor e o efeito adverso




Exposição e Efeitos adversos

GMO ERA Project

• Essa etapa é realizada somente com as espécies que

receberam as prioridades mais altas na Etapa 1.

• Essa etapa requer informação sobre o nível de

expressão do transgene específico.

Table 1. Cry1Ac levels (ppm) among plant parts for three locations

2000 and 2001.

Plant part Concentration [ppm]

Terminal leaf 2.4 + 0.15 cd

Lower canopy leaf 3.6 + 0.35 a

Young square 1.8 + 0.15 ef

White flower petal 3.1 + 0.23 b

White stamen 2.7 + 0.13 bc

Pink petals 2.4 + 0.11 cd

Pink stamen 2.2 + 0.13 de

Young boll 2.1 + 0.15 de

10-14 d-old boll wall 2.9 + 0.21 b

10-14 d-old boll . internal contents 1.5 + 0.08 f

Numbers not followed by a common letter are significantly different

(p<0.05, Proc GLM; SAS Institute 1998).

Examplo: Algodoeiro Bt no sul dos EUA (Akin et al 2002)

GMO ERA Project

Table 2. Cry2Ab levels (ppm) among plant parts for three locations separated by year.

Concentration [ppm]

Plant part 2000 2001

Terminal leaf 13.5 + 2.07 f 5.5 + 0.80 ef

Lower canopy leaf 21.0 + 1.72 bc 14.4 + 0.34 a

Young square 15.5 + 1.52 ef 11.2 + 1.52 b

White flower petal 20.1 + 2.77 bcd 8.4 + 0.60 cd

White stamen 26.2 + 0.69 a 8.8 + 0.70 bcd

Pink petals 17.5 + 0.24 de 5.4 + 0.48 f

Pink stamen 18.8 + 2.17 cde 5.6 + 0.46 ef

Young boll 22.9 + 1.43 ab 8.0 + 1.76 cde

10-14 d-old boll wall 10.0 + 2.27 g 9.0 + 0.99 bc

10-14 d-old boll.internal contents 22.0 + 0.85 bc 6.4 + 0.32 def

Numbers not followed by a common letter are significantly different (p<0.05, Proc

GLM; SAS Institute 1998).

Examplo: Algodoeiro Bt no sul dos EUA (Akin et al 2002)

GMO ERA Project

Planta GM

Expressão da Toxina

Autores Folha Flor Estame Pólen Fruto Xilema Floema Raiz Exudados

da raiz

Algodoeiro

Bt

(Cry1Ac)

+++

+++

++

+

++

Akinet

al

(2002)

Green-

plate

et al.

(1998)

Algodoeiro

Bt

(Cry 2Ab)

++

++

+++

++

Akin et

al

(2002)

Milho Bt

(Cryi AB)

+++

+

++

++

+

Nguyen

(2004)

Saxena &

Stotzky

(2000)

GMO ERA Project

O nível de expressão do transgene

depende:

• Variedade da espécie na qual o transgene foi

inserido,

• Tecido da planta,

• Condições ambientais.

GMO ERA Project

O que vocês entendem por Exposição?

Exposição e efeitos adversos como uma cadeia

causal hipotética

GMO ERA Project

O que vocês entendem por Exposição?

Exposição = condição de estar sendo submetido a uma

ação ou uma influência (ou: o contato ou a co-ocorrência

de um estressor com um receptor. EPA; USEPA 1998).

Estressor = qualquer entidade física, química ou biológica que

possa induzir uma resposta adversa.

Resposta Adversa ou Efeitos Adversos = trocas que são

consideradas indesejáveis porque elas alteram o valor estrutural ou

características funcionais dos ecossistemas ou de seus

componentes.

Exposição e efeitos adversos como uma cadeia

causal hipotética

GMO ERA Project

GMO ERA Project

• Análise de exposição:

a) produtos dos transgene,

b) metabólitos do transgene, ou

c) trocas mediadas pelo transgene

na planta GM.

Exposição e efeitos adversos como uma

cadeia causal hipotética

Exemplo: Teia trófica no algodão

Cultura

Cultura + herbívoros (incluindo polinizadores, microrganismos pragas, biota de solo e vetores)

Cultura + herbívoros + parasitóides/parasitas/predadores (insetos, fungos, bactérias, ácaros, outros)

Cultura + herbívoros + parasitóides/parasitas/predadores +

hiperparasitóides/predadores

Teias Tróficas: Interações bitróficas e tritróficas

Exemplos: parasitóide/ planta

polinizador/ planta

predador/ planta

Néctar, pólen

larva herbívoro

exudados

da planta

parasitóide de larva polinizador

larva predador

Pólen

μg/g Tecidos das

folhas

μg/g

Sabugo e palha

μg/g

Floema

μg/g

Xilema μg/g

Acima do Solo

Abaixo no Solo

Estames

μg/g

Exudados das raizes

μg/g

Raízes μg/g

Consumidores em

níveis bitróficos

Pólen

μg/g Tecidos das

folhas

μg/g

Sabugo e palha

μg/g

Floema

μg/g

Xilema μg/g

Acima do Solo

Abaixo no Solo

Estames

μg/g

Exudados das raizes

μg/g

Raízes μg/g

Exposição e efeitos adversos como uma cadeia causal hipotética

Consumidores em

níveis bitróficos

Consumidores em

níveis tróficos mais

elevados

Consumidores em

níveis bitróficos

Pólen

μg/g Tecidos das

folhas

μg/g

Sabugo e palha

μg/g

Floema

μg/g

Xilema μg/g

Acima do Solo

Abaixo no Solo

Estames

μg/g

Exudados das raizes

μg/g

Raízes μg/g

Exposição e efeitos adversos como uma cadeia causal hipotética

Consumidores em

níveis bitróficos

Consumidores em

níveis tróficos mais

elevados

A exposição pode ocorrer:

• folhas, caules, brotações

• raízes, bulbos, rizomas

• frutos, sementes

• floema

• nectários florais e extra-florais

• exudados, xilema

• resíduos da planta, folhas senescentes e raízes

• exudados das raízes

• espécies herbívoras que se alimentaram na planta

• “honeydew” produzidos pelos homópteras

• outras excreções dos herbívoros (fezes)

• consumidores secundários (predadores, parasitóides

e parasitas)

GMO ERA Project

Matriz 1: Priorização de organismos não-alvo baseado em

princípios ecológicos.

Ponto final: Lista de espécies/organismos classificados de

acordo com os riscos potenciais de exposição à cultura.

Matriz 2: Avaliação do potencial de exposição direta

e indireta ao transgene e/ou aos seus metabólitos.

Ponto final: Lista de espécies classificadas de

acordo com o risco de exposição ao trasngene.

Matriz 1

Matriz 2

Seleção de espécies

ranqueadas com valores mais

alto

GD HS P A TL C OC NA OF Classificação

Vespa

Polistes spp.

3 1 3 2 1 1 1 2 ? 14

Percevejo

Podisus nigrispinus

3 1 2 2 1 2 2 2 ? 15

Joaninha

Cycloneda sanguinea

3 1 3 3 2 3 3 2 ? 20

Tesourinha

Doru luteipes

3 1 3 3 1 2 3 ? ? 16

Crisopídeos

Chysoperla externa

3 1 2 2 2 3 1 2 ? 16

Aranhas

Thomisidae

3 1 3 3 1 ? 2 2 ? 15

Grupo Funcional:

Predadores Significância

Funcional

Potencial de

Exposição


A. Identificar as rotas de exposição (direta e

indireta):

• Direta: O inseto se alimenta na planta? É possível a exposição à

toxina ou já se conhece algum caso comprovado? Listar as

diferentes possibilidades.

• Indireta: A presa/hospedeiro são expostos à toxina? É possível a

exposição à toxina ou já se conhece algum caso? Listar as

diferentes possibilidades.

• A exposição altera o comportamento, alterando o nível de

exposição?

GMO ERA Project

B. Classificar as espécies que são mais possíveis

de serem expostas à toxina:

• Use dados que possam indicar a possibilidade de exposição

• Podemos classificar as espécies em grupos:

- possivelmente serão expostas/ possivelmente Não serão

expostas OU

- probabilidade de exposição alta/ média/ baixa

OU

1 = alta probabilidade de exposição

2 = média probabilidade de exposição

3 = baixa probabilidade de exposição

Classificação:

1 = alta probabilidade de exposição

2 = média probabilidade de exposição

3 = baixa probabilidade de exposição

Matriz 2

É necessário conhecermos o nível de

expressão da toxina!

Classificações são frequentemente relativas e

depende do conhecimento de especialistas !!!

GMO ERA Project

Incertezas e Precaução

• Preencher as lacunas do conhecimento com respostas que

poderão resultar: alta exposição ou possivelmente será

exposta (isso é o “pior cenário possível” de acordo com o

Protocolo de Cartagena)

• Classificar as espécies assumindo e não assumindo o

“pior cenário possível”.

• Se o “pior cenário possível” indica que as espécies poderão

ser altamente expostas à toxina, então será importante

coletar dados para reduzir essas incertezas.

ME CE NE

Percevejo

Podisus nigrispinus

Joaninha

Cycloneda sanguinea

Crisopídeos

Chysoperla externa

Aranhas

Thomisidae

Espécie

3

Potencial Máximo de ExposiçãoSig

Classificação

Final

MD, CE: 2

NE: 1

3 3 3 3

2 ou 3 2 ou 3 1 1

1

2

2 2 1 1

2 2 1 2



Exposição


Adversos



processos



Identificação da





Efeitos adversos resultantes

das rotas de exposição

I. Caracterização de Efeito Adverso

• O que é um efeito adverso?


• O que é um efeito adverso?

Mudanças que são consideradas indesejáveis

porque elas alteram o valor estrutural ou

características funcionais dos ecossistemas ou

de seus componentes.


• O que é um efeito adverso? Exemplos:

- decréscimo no controle biológico de

populações de insetos-praga.

- redução população de abelhas

polinizadoras.

- surgimento de novas pragas.

- desenvolvimento de resistência ao

inseticida Bt.

GMO ERA Project

GMO ERA Project

1. Caracterização do Efeito Adverso

O que é caracterização do efeito

adverso?

Caracterização das consequencias negativas

potenciais de cada efeito adverso.

• Magnitude

• Tempo

• Escala espacial

• Reversibilidade

Consequências do efeito adverso

Impacto Ambiental de Organismo

Geneticamente Modificado (OGM)

Vai depender (entre outros):

Da espécie na qual a nova característica foi introduzida.

Da espécie doadora do gene de interesse.

Do produto de expressão do gene.

Dos outros genes presentes no “cassete de

expressão”.

Do ambiente no qual o OGM será introduzido.

Plantas GM podem afetar os Inimigos Naturais:

Diretamente através da alimentação sobre partes da planta que expressam a proteína,

Indiretamente através da utilização de presas que

se alimentam sobre plantas GM,

Indiretamente reduzindo as populações de presas (biodiversidade agrícola),

Indiretamente através da interferência na comunicação química planta-presa-IN.


Exposição


Adversos



processos



Identificação da





Ponto Final

(“Endpoint”)

Estressor

Efeitos

Adversos

Rota de

Exposição

Hipotética

Rota dos

Efeitos

Adversos

Hipótéticos

Rota

Causal

Planta Bt

Redução na população

do predador

Mortalidade ou

redução da

adaptabilidade

devido a ingestão

da toxina Bt

Redução no controle

biológico natural

Aumento de pragas

secundárias ou outras

pragas não-alvo da

planta Bt.

Toxina Bt ingerida

pela joaninha

Polen Bt Bt -> afídeos

alimentando nessa

planta

Seleção do

Ponto Final de

Avaliação

Definir um Ponto Final de Avaliação (“Endpoint”)

O que é um Ponto Final de Avaliação?

É definido em Diretrizes para Avaliação de Risco Ecológico (EUA EPA, 1998) como

"uma expressão explícita do valor ambiental a ser protegido, operacionalmente definido

como uma entidade ecológica e seus atributos.”

Caracterização de Efeito Adverso:

Definir um Ponto Final de Avaliação (“Endpoint”)

O que é um Ponto Final de Avaliação?

Entidade ecológica (espécie, grupo funcional, população, comunidade,)

+

Atributo (fecundidade, densidade, número de espécies, etc )

(US EPA 1998)

Caracterização de Efeito Adverso:

Ponto Final de Avaliação =

População de Doru luteipes no milho Bt (entidade ecológica)

+ densidade de adultos na área, etc (atributo)

Doru luteipes

Foto: Ivan Cruz - Densidade populacional de adultos e imaturos no milho Bt - Mortalidade quando alimentada com lagartas que se alimentaram em milho Bt. Etc...

+ Ponto Final de Avaliação

End point

Estressor

Efeitos

Adversos

Rota de

Exposição

Hipotética

Rota dos

Efeitos

Adversos

Hipótéticos

Rota

Causal

Planta Bt

Redução na população

do predador

Mortalidade ou

redução da

adaptabilidade

devido a ingestão

da toxina Bt

Redução no controle

biológico natural

Aumento de pragas

secundárias ou outras

pragas não-alvo da

planta Bt.

Toxina Bt ingerida

pela joaninha

Polen Bt Bt -> afídeos

alimentando nessa

planta

Seleção do

Ponto Final de

Avaliação

“Endpoint”

Algodoeiro

Bt Aumento de

herbívoros não-alvo

Redução no uso de pesticidas

Ausência ou baixa

abundância de competidores

herbívoros

Aumento da adaptabilidade e

preferência por plantas

hospedeiras GM

Novas pragas

Perda de produção

Redução dos predadores ou

parasitóides

Toxina Bt

ingerida por

herbívoro alvo

Toxina Bt

ingerida pelo

pulgão do

algodoeiro

Iniciador


parasitóides

Ranqueando as Hipóteses de Risco

Probabilidade: qual é a chance de ocorrência de cada hipótese de risco?

“Endpoint”

Algodoeiro

Bt Aumento de

herbívoros não-alvo

Redução no uso de pesticidas

Ausência ou baixa

abundância de competidores

herbívoros

Aumento da adaptabilidade e

preferência por plantas

hospedeiras GM

Novas pragas

Perda de produção


parasitóides

Toxina Bt

ingerida por

herbívoro alvo

Toxina Bt

ingerida pelo

pulgão do

algodoeiro

Iniciador


parasitóides

Ranqueando as Hipóteses de Risco

Viabilidade: as hipóteses podem ser testadas?

Testable hypothesis of risk Estratégias para testar um grupo de

hipóteses de risco

Ligações causais fracas

Ligações causais chaves

Experimentos fácies e difíceis

Escalonar os testes

“Endpoints” experimentais

Testable hypothesis of risk Ligações causais fracas

Ligações causais chaves

1) Milho Bt resistente a lagartas, parasitóide de ovos de lagartas Trichogramma sp. (Hymenoptera: Trichogrammatidae).

2) Milho Bt resistente a lagartas, predador de larvas de instar I de S.

frugiperda, Doru luteipes (Scudder, 1876) (Dermaptera: Forficulidae).

GMO ERA Project

Experimentos para testar as hipóteses:

Se assegure que o parasitóide será exposto a toxina Bt.

Considere as características do ciclo de vida e comportamento de alimentação do parasitóde.

Considere a biologia e comportamento de alimentação do hospediero.

Considere as taxas de mortalidade das larvas do parasitóde.

Considere o impacto do parasitóide no controle biológico de pragas: populações naturais X populações liberadas.

Hipóteses de Risco Testáveis

GMO ERA Project

2. Ranqueando os testes para as Hipóteses de Risco

Probabilidade: qual é a chance disso ocorrer?

Viabilidade: essa hipótese pode ser testada?

Testable hypothesis of risk

GMO ERA Project

Probabilidade

Avaliar o conteúdo de toxina Bt dentro dos ovos dos herbívoros (hospedeiro do parasitóide).

Determinar se a toxina Bt afeta os imaturos do Trichogramma (desenvolvimento e sobrevivência)

Determinar se o comportamento de busca do Trichogramma é afetado pela presença da toxina Bt dentro dos ovos do herbívoro.

Avaliar o impacto geral da mortalidade ou redução de adaptabilidade do Trichogramma no controle biológico.



GMO ERA Project

Viabilidade

Avaliar o conteúdo de toxina Bt dentro dos ovos dos herbívoros (hospedeiro do parasitóide).

Determinar se a toxina Bt afeta os imaturos do Trichogramma (desenvolvimento e sobrevivência)

Determinar se o comportamento de busca do Trichogramma é afetado pela presença da toxina Bt dentro dos ovos do herbívoro.

Avaliar o impacto geral da mortalidade ou redução de adaptabilidade do Trichogramma no controle biológico.



Formulação do Problema

Caracterização da Exposição

Caracterização dos Efeitos


Estratégias de Manejo de Risco

Monitoramento e Avaliação

Avaliação do Risco

Manejo do Risco

Modificado de R.Hill (2005) EPA (1998) EU (2002)

Análise de Risco:

Formulação do Problema

Caracterização da Exposição

Caracterização dos Efeitos


Estratégias de Manejo de Risco

Monitoramento e Avaliação

Avaliação do Risco

Manejo do Risco

Modificado de R.Hill (2005) EPA (1998) EU (2002)

A qualidade da

avaliação dependerá do grau de

conhecimento existente (sobre o que será realizado e sobre os efeitos esperados).

Fonte: http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/43/executivesummary/default.asp, Página consultada em 11/04/2012.

http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/43/executivesummary/default.asp

Cultura Nome comercial Proteína expressa

Pragas-alvo

Milho Monsanto: Mon810 - Yieldgard

Cry1Ab Spodoptera frugiperda, Heliothis virescens, Helicoverpa zea, Diatraea saccharalis.

Milho Syngenta: Bt11 Cry1Ab Spodoptera frugiperda, Heliothis virescens, Helicoverpa zea, Diatraea saccharalis.

Milho

Dow/Pioneer e Dupont:

Herculex - TC1507

Cry1F Spodoptera frugiperda, Heliothis virescens, Helicoverpa zea, Diatraea saccharalis.

Milho Syngenta: MIR

162 Vip3A

Helicoverpa zea, Spodoptora frugiperda, Agrotis ipsilon, Ostrinia nubialis, Striacosta albicosta.

Milho Monsanto: Mon89034

Cry1A.105 e Cry2Ab2

Spodoptera frugiperda, Heliothis virescens, Helicoverpa zea, Diatraea saccharalis

Milho Monsanto: Mon88017

Cry3Bb1A Larvas de Diabrotica sp.

Plantas Bt liberadas para plantio comercial no Brasil

Cultura Nome comercial Proteína expressa

Pragas-alvo

Soja MON 87701 x

MON 89788 Cry1Ac e CP4 EPSPS

Lepidopteras e resistência a herbicida

Algodão Monsanto: Bollgard

- Evento 531 Cry1Ac e NPTII

Alabama argillacea, Pectinophora gossypiella e Heliothis virescens. Resistência a herbicida

Algodão Monsanto: Bollgard II - evento MON 15985

Cry1Ac, Cry2Ab2 e NPTII

A. argillacea, H. virescens, P. gossypiella e Spodoptera frugiperda. Parcial para Spodoptera spp. e Helicoverpa zea. Resistência a herbicida.

Algodão Monsanto: MON

531 x MON 1445 Cry1Ac, NPTII e

CP4 EPSPS

Alabama argillacea, Heliothis virescens, Helicoverpa zea e Pectinophora gossypiella. Resistência a herbicida.

Algodão

Dow AgroSciences: Algodão Widestrike - evento 281-24-236 x

3006-210-23

Cry1Ac, Cry1F e PAT

Heliothis virescens, Helicoperva zea, Spodoptera frugiperda, Alabama argillacea, Pectinophora gossypiella, Spodoptera exigua, Spodoptera eridania, Spodoptera frugiperda, Pseudoplusia includens, Trichoplusia ni. Resistência a herbicida.

Algodão Bayer: Algodão

TwinLink - evento T304-40 x GHB119

Cry1Ab, Cry2Ae e PAT

Alabama argillacea, Helicoverpa zea, Heliothis virenscens, Spodoptera spp, Pectinophora gossypiella e Pseudoplusia includens. Resistência a herbicida.

Wolfenbarger et al 2008

1) Estudos de campo conduzidos entre 1992 e 2006, 2) Culturas GM (algodão, milho e batata) que expressam uma ou mais proteínas de B. thuringiensis, 3) No total, foram analisados 2.981 observações de 131 experimentos relatados em 47 estudos de campo publicados, 4) Estudos que mediram o efeito da cultura GM na abundância de artrópodes não-alvo (predadores, parasitoides, onivoros, detritívoros) em relação a um controle não GM (culturas com aplicação de inseticidas), 5) Estudos que trazem médias acompanhadas de desvio padrão (ou erro padrão), 6) Estudos publicados em inglês,



“Predators were less abundant in Bt cotton compared to unsprayed non-Bt controls. As expected, fewer specialist parasitoids of the target pest occurred in Bt maize fields compared to unsprayed non-Bt controls, but no significant reduction was detected for other parasitoids. Numbers of predators and herbivores were higher in Bt crops compared to sprayed non-Bt controls, and type of insecticide influenced the magnitude of the difference. Omnivores and detritivores were more abundant in insecticide-treated controls and for the latter guild this was associated with reductions of their predators in sprayed non-Bt maize. No differences in abundance were found when both Bt and non-Bt crops were sprayed. Predator-to-prey ratios were unchanged by either Bt crops or the use of insecticides; ratios were higher in Bt maize relative to the sprayed non-Bt control.”


“Conclusions/Significance: Overall, we find no uniform effects of Bt cotton, maize and potato on the functional guilds of non-target arthropods. Use of and type of insecticides influenced the magnitude and direction of effects; insecticde effects were much larger than those of Bt crops. These meta-analyses underscore the importance of using controls not only to isolate the effects of a Bt crop per se but also to reflect the replacement of existing agricultural practices.”

Lovei, et al (2009). Environ. Entomol. 38(2): 293-306.

- 80 estudos de laboratório e CV publicados até meados de 2007,

- Estudos que tinham: um controle (não toxina ou a planta não GM), toxina purificada e ativada em dieta artificial, a planta GM ou partes dela, ou extratos da planta GM,

- 55 estudos com toxinas Cry, 27 com inibidores de proteinase e 2 com ambas toxinas,

- Variáveis: comportamentais (resposta a voláteis, preferencia de alimentação, consumo de presa, tempo até o pouso, ect); ciclo de vida (tempo de desenvolvimento, tx sobrevivência, reprodução, razão sexual, atividade enzimática).



“This synthesis identifes a continued bias toward studies on a few predator species, especially the green lacewing, Chrysoperla carnea Stephens, which may be more sensitive to GM insecticidal plants (16.8% of the quantiÞed parameter responses were signiÞcantly negative) than predators in general (10.9% significantly negative effects without C. carnea). Parasitoids were more susceptible than predators to the effects of both Cry toxins and proteinase inhibitors, with fewer positive effects (18.0%, significant and nonsignificant positive effects combined) than negative ones (66.1%, significant and nonsignificant negative effects combined). GM plants can have a positive effect on natural enemies (4.8% of responses were significantly positive), although significant negative (21.2%) effects were more common. Although there are data on 48 natural enemy species, the database is still far from adequate to predict the effect of a Bt toxin or proteinase inhibitor on natural enemies.”

Espécie testada

Toxina testada

Concentração Tipo de alimento Resultados Referência

Apis mellifera

Cry1Ba 0,625mg toxina /g dieta

de pólen

Pólen misturado a complementos

alimentares

Sobrevivência e massa da glândula hipofaringeana (operárias) inalteradas

Malone et al., 2004

Apis mellifera

Cry1Ab 5ng de toxina/ g de pólen

seco e 14,4µg de toxina/ml

de solução de açúcar

Pólen de milho Bt e solução de

açúcar misturada à toxina

Sobrevivência e massa da glândula hipofaringeana (operárias) inalteradas

Babendreier et al., 2005

Apis mellifera

Cry1Ac 0,4; 0,2 e 0,1 de pólen/ml de

solução de açúcar

Pólen de álgodão Bt expressando

Cry1Ac

Mortalidade e atividade da enzima superóxido dismutase

(operárias) inalteradas

Liu et al., 2005

Apis mellifera

Cry1Ab 1000g Cry1Ab/kg

solução

Solução de açúcar Mortalidade, taxas de consumo do xarope e capacidade de

aprendizado inalteradas (operárias). Houve redução na atividade forrageadora durante

e depois do tratamento

Ramirez-Romero et al., 2005

Apis mellifera

Cry1Ab 0,0014% de massa de toxina em solução

Pólen de milho Bt e solução de

açúcar misturada à toxina

Comunidade bacteriana intestinal de operárias

inalterada

Babendreier et al., 2007

Apis mellifera

Cry1Ab 2,8 ou 6,2ng de

Pólen de milho Bt puro e misturado à

Atividade forrageadora, performance da colônia,

Rose et al., 2007

Quadro I - Proteínas Bt avaliadas em abelhas por meio de testes de toxicidade oral (Lima, MA, 2008)

Espécie

testada

Toxina

testad

a

Concentraç

ão

Tipo de alimento Resultados Referência

Apis

mellifera

Cry1Ba 0,625mg

toxina /g

dieta de

pólen

Pólen misturado a

complementos

alimentares

Sobrevivência e massa da

glândula hipofaringeana


Malone et

al., 2004

Apis

mellifera

Cry1Ab 5ng de

toxina/ g de

pólen seco e

14,4µg de

toxina/ml de

solução de

açúcar

Pólen de milho Bt

e solução de

açúcar misturada

à toxina

Sobrevivência e massa da

glândula hipofaringeana


Babendreier

et al., 2005

Apis

mellifera

Cry1Ac 0,4; 0,2 e 0,1

de pólen/ml

de solução

de açúcar

Pólen de álgodão

Bt expressando

Cry1Ac

Mortalidade e atividade da

enzima superóxido dismutase


Liu et al.,

2005

Apis

mellifera

Cry1Ab 1000g

Cry1Ab/kg

solução

Solução de

açúcar

Mortalidade, taxas de consumo

do xarope e capacidade de

aprendizado inalteradas

(operárias). Houve redução na

atividade forrageadora durante

e depois do tratamento

Ramirez-

Romero et

al., 2005

Apis

mellifera

Cry1Ab 0,0014% de

massa de

toxina em

solução

Pólen de milho Bt

e solução de

açúcar misturada

à toxina

Comunidade bacteriana

intestinal de operárias

inalterada

Babendreier

et al., 2007

Quadro I - Proteínas Bt avaliadas em abelhas por meio de testes de toxicidade oral (Lima, MA, 2008)

Apis

mellifera

Cry1Ab 2,8 ou 6,2ng

de

toxina/abelh

a

Pólen de milho Bt

puro e misturado

à solução de

açúcar

Atividade forrageadora,

performance da colônia,

mortalidade e desenvolvimento

de operárias inalterados

Rose et al.,

2007

Apis

mellifera

Cry1Ab 3 e 5000ppb

(parte por

bilhão) de

toxina em

solução

Solução de açúcar Dose elevada alterou

comportamento alimentar de

aprendizagem de operárias

Ramirez-

Romero et

al., 2008

Apis

mellifera

Cry1Ac 50µg Cry1Ac

/larva

Dieta larval

artificial

Sobrevivência e tempo de

desenvolvimento larval

inalterados

Lima et al.,

no prelo

Bombus

occidentali

s e

Bombus

impatiens

Cry1Ac 11ng de

toxina/ g de

dieta de

pólen

Pólen misturado à

solução de açúcar

(2 partes de

massa de pólen: 1

parte de massa

de açúcar)

Consumo de pólen, massa das

operárias, tamanho da colônia,

quantidade de cria e produção

de rainhas e machos

inalterados

Morandim &

Winston,

2003

Quadro I - Proteínas Bt avaliadas em abelhas por meio de testes de toxicidade oral (Lima, MA, 2008). (...continuação...)

Espécie

testada

Inibidor

testado1

Concentrações Tipo de

alimento

Resultados Referência

Apis

mellifera

BBI e

SBTI

0,01; 0,1 e

0,1 mg/ml

Solução de

açúcar

Aumento da mortalidade,

diminuição da capacidade

de aprendizado e da

atividade de proteases

intestinas de operárias

Pham-Delègue et

al., 2000

Apis

mellifera

Aprotini

na

2,5mg/g Pólen misturado

a complementos

alimentares

Diminuição da longevidade

e voo precoce de operárias

Malone et al., 2001

Apis

mellifera

SBTI 0,1 e 1% do

total de

proteínas

(massa:massa)

Dieta artificial Diminuição da

sobrevivência, tempo de

desenvolvimento e massa

corporal das larvas

Brodsgaard et al.,

2003

Apis mellifera

Aprotini

na

2,5 mg/g de

dieta

Pólen misturado

a complementos

alimentares

Glândula hipofaringeana de

operárias tratadas

apresentou maior massa;

longevidade e taxa de

consumo de alimento de

operárias inalteradas

Malone et al., 2004

Apis mellifera

BBI 100µg.ml-1 Solução de

açúcar

Atividade forrageadora

inalterada

Dechaume-

Moncharmont et al.,

2005

Quadro II - Inibidores de protease testados em abelhas por meio de testes de toxicidade oral. (Lima, MA, 2008)

Apis

mellifera

BBI 100µg.ml-1 Solução de

açúcar

Atividade forrageadora

inalterada

Dechaume-

Moncharmont et

al., 2005

Apis

mellifera

SBTI 1%, 0,5%

e 0,1% da

dieta

Solução de pólen

e açúcar

Redução do teor de

proteína da glândula

hipofaringeana, da

atividade proteolítica

intestinal e da

sobrevivência de

operárias adultas

Sagili et al., 2005

Apis

mellifera

SBTI 0,1% e 1%

(massa:vol

ume)

Solução de

açúcar

Redução da

sobrevivência e da

comunidade bacteriana

intestinal de operárias

Babendreier et

al., 2007

Bombus

terrestris

BPTI

POT-1

POT-2

10; 5; 1;

0,1 e

0,001

mg.g-1

Pólen misturado

a complementos

alimentares

Efeitos na

sobrevivência

(operárias adultas)

Malone et al.,

2000

Quadro II - Inibidores de protease testados em abelhas por meio de testes de toxicidade oral (Lima, MA, 2008). (... Continuação...)

Ministério da Agricultura, Pecuária

e Abastecimento

Análise de Risco de Plantas GM sobre Organismos não-alvo

Carmen Pires*

*[email protected]

Curso: Capacitação na Aplicação e Biossegurança Ambiental de Plantas Geneticamente Modificadas

26 a 30 de novembro de 2012 Embrapa Milho e Sorgo

Obrigada!!!

[email protected]

Efeitos organismos não alvo carmen pires

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