PHI MÉXICO S.A. DE C.V.
ESTACIÓN EXPERIMENTAL NRSP PUERTO VALLARTA
ESTUDIOS EVALUADOS CON MAÍZ GENÉTICAMENTE MODIFICADO
TEMPORADA DE CULTIVO OTOÑO-INVIERNO 2012-2013
BAHÍA DE BANDERAS, NAYARIT
JULIO 2013
PHI México SA de CV
Carr. GDL-Morelia Km 21 No. 8601-B Poblado de Nicolás R. Casillas
Tlajomulco de Zúñiga, Jal.
C.P. 45645 Tel. (33) 3679-7979
2 Reporte final del cultivo de Maíz GM DAS-Ø15Ø7-1.
Permiso 7013, Sol. 002_2012
ESTUDIO 1. DISPERSIÓN Y CALIDAD DE POLEN DURANTE LA LIBERACIÓN AL AMBIENTE DE MAIZ GENÉTICAMENTE MODIFICADO EN LA TEMPORADA DE CULTIVO OTOÑO- INVIERNO 2012-2013 EN BAHÍA DE BANDERAS NAYARIT.
INTRODUCCIÓN La planta de maíz es anemófila (el polen es dispersado por acción del viento) por lo que produce grandes cantidades de polen para poder fecundar otras plantas (Shoper et al., 1987; Ma et al., 2004). Las panículas pueden producir entre 5 y 50 millones de granos de polen (Aylor et al., 2003), aunque usualmente varía entre 14 y 25 millones (Miller, 1985). La liberación de polen ocurre por un periodo entre 2 a 14 días; aunque usualmente ocurre entre 5 y 8 días (Aylor et al., 2003; Treu y Emberlin, 2000;
Westgate et al., 2003).
La facilidad que posee el polen de maíz para ser transportado por el viento es muy elevada, a pesar de ser uno de los de mayor tamaño y peso dentro de las plantas anemófilas. Aunado a esto, la alta producción de polen favorece su transporte a largas distancias. Tales condiciones hacen del maíz un cultivo susceptible a cruzamientos con germoplasma indeseable.
En el caso de liberaciones de maíz transgénico, es importante la obtención de datos que permitan conocer el movimiento del polen y aplicar dicho conocimiento en medidas aplicables para reducir riesgos de introgresión de materiales nativos con materiales transgénicos.
OBJETIVOS
Determinar la distancia de dispersión de polen de maíz y su viabilidad.
Determinar la calidad de polen una vez expuesto a las condiciones del ambiente.
MATERIALES Y MÉTODOS
Dispersión del polen:
Para evaluar la dispersión de polen se colocaron trampas de polen a diferentes distancias (50, 100, 150, 200, 250 y 300 m) en diferentes direcciones, en algunos casos sólo fue posible establecer una trampa ya que la ubicación del sitio de liberación así lo permitió (Figura 1 y Tabla 1).
Las trampas consistieron en portaobjetos impregnados con vaselina liquida en una de su caras y sujetadas en estacas de madera a un metro de altura. Las trampas fueron removidas y sustituidas por otras cada hora comenzando desde las 10 am hasta las 5:00 pm, (Figura 2, Figura 3, Figura 4).
3 Reporte final del cultivo de Maíz GM DAS-Ø15Ø7-1.
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Tabla 1. Número de trampas colocadas en cada dirección.
Direcciones Número de trampas colocadas
Norte 6
Noroeste 1
Noreste 1
Sur 1
Sureste 1
Suroeste 1
Este 4
Total 15
Figura 1. Direcciones donde fue posible colocar las trampas de polen.
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Figura 3. Colocación y preparación de las trampas de polen.
Figura 2. Estacas utilizadas para la colocación de las trampas de polen.
Figura 4. Trampas de polen.
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A los portaobjetos removidos, se les aplicaron de 1 a 2 gotas de yoduro de potasio, Figura 5. Cada muestra fue observada en el estereoscopio, los granos de polen de color café obscuro se clasificaron como viables y los color ámbar como no viables. La aplicación de yoduro de potasio permitió identificar con mayor facilidad el polen en los portaobjetos.
Calidad de polen
La calidad de polen se midió en términos de viabilidad, para ello se eligieron diferentes plantas listas para polinizarse, se siguió el procedimiento normal; cubrir el jilote antes de que se emitieran los estigmas y cubrir espigas listas para emitir polen de las anteras. Las espigas seleccionadas se cubrieron con bolsas de papel de estraza un día antes de realizar las polinizaciones. Se realizaron 5 repeticiones cada hora comenzando a las 9:00 am y finalizando a las 5:00 pm.
La viabilidad se determinó en el momento de la cosecha, contando el número de granos obtenidos de cada mazorca tomando como referencia la mazorca con mayor número de granos y transformando los datos en porcentaje. El análisis de los datos consistió en graficar el porcentaje de viabilidad contra el tiempo. Dichos datos permitieron determinar el momento en el que el polen es más viable en relación con las condiciones prevalecientes durante el día.
Figura 5. Tinción de las trampas de polen con yoduro de potasio.
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RESULTADOS I. DISPERSIÓN DEL POLEN
Los datos obtenidos indican que el polen se dispersó en las direcciones Norte y Este, ya que fueron los puntos donde se encontraron granos de polen en las trampas. En lo que respecta a las otras direcciones no se registró ningún grano de polen.
En las figuras 6-9, se muestra la dispersión a lo largo de las diferentes distancias, la tendencia marcó que a mayor distancia la cantidad de granos de polen es menor, concentrándose en los primeros 50 metros el mayor número de granos de polen y hasta los 300 metros un número relativamente bajo en comparación al primero.
Cabe señalar que los datos graficados en las figuras 7 y 9 corresponden a la cantidad de polen capturados en cada distancia expresados en porcentaje con respecto al total de granos capturados (vivos y muertos) durante todo el día.
y = -0.0004x + 0.1856 R² = 0.9854
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
18%
0 50 100 150 200 250 300
Cantidad de polen (%)
Distancia de dispersión (m) Dirección Norte
Figura 7. Regresión lineal del número de granos de polen capturados (%) y la distancia de dispersión en la dirección Norte.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
50 100 150 300
No. de granos de polen capturados
Distancia de dispersión (m) Dirección Norte
VIVOS MUERTOS
Figura 6. Relación del número de granos de polen capturados a las diferentes distancias en la dirección norte.
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Tabla 2. Cantidad de granos de polen capturados en las trampas, dirección Norte.
Distancia (m)
No. de granos de polen capturados % de granos de polen capturados
Vivos Muertos Total % Vivos % Muertos % Total
50 14 1 15 15.22% 1.09% 16.30%
100 12 2 14 13.04% 2.17% 15.22%
150 11 0 11 11.96% 0.00% 11.96%
200 16 1 17 17.39% 1.09% 18.48%
250 27 2 29 29.35% 2.17% 31.52%
300 4 2 6 4.35% 2.17% 6.52%
Total 84 8 92 91.30% 8.70% 100%
Tabla 3. Cantidad de granos de polen capturados en las trampas, dirección Este.
Distancia (m) No. de Granos de polen capturados % de granos de polen
Vivos Muertos Total % Vivos % Muertos % Total
50 8 0 8 34.78% 0.00% 34.78%
100 6 0 6 26.09% 0.00% 26.09%
150 3 0 3 13.04% 0.00% 13.04%
200 5 1 6 21.74% 4.35% 26.09%
Total 22 1 23 95.65% 4.35% 100%
8 Reporte final del cultivo de Maíz GM DAS-Ø15Ø7-1.
Permiso 7013, Sol. 002_2012 0
2 4 6 8 10
50 100 150 200
No. de granos de polen capturados
Distancia de dispersión (m)
Dirección Este
VIVOS MUERTOS
Figura 8. Relación del número de granos de polen capturados a las diferentes distancias en la dirección este.
y = -0.0022x + 0.4638 R² = 0.9868
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0 50 100 150
cantidad de polen (%)
Distancia de dispersión (m)
Dirección Este
Figura 9. Regresión lineal del número de granos de polen capturados (%) y la distancia de dispersión en la dirección Norte
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En las
Tabla 2 yTabla 3, se observa que el número de granos de polen capturados es realmente bajo en comparación con el número de granos que una sola planta produce, alrededor de 2 x 106 por día (Jarosz et al., 2003) y entre 6 x 10 6- 25x10 6 en total dependiendo de la variedad (Bannert y Stamp, 2007). Si se comparan dichos resultados con otros estudios se tiene que la taza de entrecruzamiento sería mucho menor al 1%.
Por otro lado cabe destacar que todas las plantas de maíz genéticamente modificado fueron desespigadas y utilizadas como hembras por lo que la emisión de polen de maíz sólo fue hecho por las plantas de maíz convencional. Otro punto importante es que de acuerdo al diseño de siembra y experimentación, sólo algunas plantas fueron utilizadas para el método de polinización abierta. Debido a lo anterior, el poco polen capturado puede deberse a que las espigas fueron cubiertas para la realización de polinizaciones controladas. Por tanto la cantidad de polen por metro cuadrado disminuye considerablemente y en cierto modo se reafirma que el uso de prácticas rutinarias en el mejoramiento como son las polinizaciones controladas permite tener un mejor control sobre la dispersión de polen.
II. CALIDAD DE POLEN
La calidad de polen se evaluó mediante viabilidad, para ello se hicieron polinizaciones cada hora durante 8 horas y en cosecha fueron contados el número de granos obtenidos resultados de la fecundación. Los resultados obtenidos se muestran en la figura 10 y Tabla 4.
En la Figura 10 se observa que en el rango de horas evaluadas, el polen puede ser viable a cualquier hora, sin embargo el número promedio de granos obtenidos por mazorca difiere en cada medición, siendo entre la una y las tres de la tarde el momento en el cual el número de granos se reduce considerablemente.
Lo anterior resulta justificable puesto que coincide con las horas de mayor temperatura y menor humedad relativa, condiciones que propician la deshidratación de polen y por tanto la reducción en la viabilidad.
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Tabla 4. Número de granos contabilizados por mazorca resultados de polinizaciones a diferentes horas.
Hora No. de granos contabilizados
Promedio
*R1 *R2 *R3 *R4
10:00:00 a.m. 134 120 260 255 192.25
11:00:00 a.m. 165 180 140 180 166.25
12:00:00 p.m. 178 193 195 133 174.75
01:00:00 p.m. 33 248 74 79 108.5
02:00:00 p.m. 71 124 17 31 60.75
03:00:00 p.m. 153 288 51 24 129
04:00:00 p.m. 185 64 216 32 124.25
05:00:00 p.m. 171 207 84 270 183
*R. repetición.
Figura 10. Evaluación del número de granos en mazorca obtenidos a través de polinizaciones manuales a diferentes horas.
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CONCLUSIONES
El polen de maíz se dispersó en las direcciones Norte y Este, con una tendencia de a mayor distancia menor cantidad de polen.
El mayor porcentaje de dispersión de polen en ambas direcciones (Norte y Este) se presentó a una distancia de 50 m.
La viabilidad del polen, determinada en función del número de granos formados por mazorca, se redujo considerablemente en las horas con mayor temperatura ambiental y menor humedad relativa (1 y 3 p.m.).
En base a los resultados obtenidos el año pasado, el viento es un factor determinante para el desplazamiento del polen. Por otra parte, el año anterior, se obtuvo que la mayor distancia a la que se encontró polen, fue 250 m, y aunque llegó a esa distancia, la posibilidad que sea viable es baja, ya que existen diversos factores que disminuyen la capacidad para fertilizar un estigma. En este sentido, las condiciones climatológicas que se presentan en la región, la temperatura y la humedad, son factores importantes en la deshidratación de los granos de polen, así como la distancia y tiempo de exposición.
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ESTUDIO 2: EVALUACIÓN DE EFECTIVIDAD BIOLÓGICA SOBRE ORGANISMOS BLANCO Y ESTUDIO DE EFECTOS ADVERSOS SOBRE LOS ORGANISMOS NO OBJETIVO DURANTE LA LIBERACION AL AMBIENTE DE MAIZ GENÉTICAMENTE MODIFICADO EN LA TEMPORADA DE CULTIVO OTOÑO-INVIERNO 2012-2013 EN BAHÍA DE BANDERAS NAYARIT.
INTRODUCCIÓN En México, se siembra una superficie de 8, 242,850 ha de maíz, de las cuales en Nayarit se encuentran establecidas 50,994 ha (SIAP, 2011). En el estado, la principal especie plaga que afecta al cultivo y genera pérdidas económicas considerables es el gusano cogollero del maíz, Spodoptera frugiperda, este organismo no sólo provoca pérdida de cosechas sino que también genera gastos para su control y prevención, por lo general de tipo químico (Rodríguez et al., 2003). El uso excesivo de moléculas químicas ha causado que se desarrolle resistencia a un sin número de insecticidas sintéticos, razón por la cual las plagas no pueden ser controladas eficientemente, por otra parte, es notable la contaminación ambiental que estos productos ocasionan.
En la actualidad, con la habilidad de introducir nuevos genes a las plantas, se están evaluando estrategias para reducir el daño que los insectos provocan a una gran variedad de cultivos a través del uso de plantas transgénicas que expresan la proteína insecticida (Carozzi y Kozziel, 2005).
Los Alimentos Manipulados Genéticamente (AMG), también llamados transgénicos, son esencialmente productos ya existentes a los que se les ha manipulado su información genética original mediante biotecnología, con la finalidad de hacerlos más nutritivos o resistentes a las plagas e inclemencias del medio.
Al ser el maíz uno de los cultivos más importantes, existen diversas variedades que han sido modificadas con la inserción de genes específicos para expresar continuamente la proteína cristalina (Cry) de Bacillus thuringiensis, de tal modo que sus hojas, tallos y polen expresen esta proteína con actividad insecticida ante el ataque de insectos del orden Lepidóptera (Bruck et al., 2006; Silva, 2005).
El maíz Bt es considerado uno de los cultivos transgénicos más extendidos en todo el mundo, el cual ha alcanzado grandes extensiones sembradas. Sin embargo, en los últimos años, diversos artículos en la prensa nacional e internacional comenzaron a señalar con alarma los efectos nocivos que la liberación de cultivos transgénicos podría ocasionar en la salud humana, el medio ambiente o la cadena agroalimentaria. En nuestro país, existen muchos grupos en contra de los cultivos genéticamente modificados y se ha discutido mucho sobre los posibles riesgos del cultivo por lo que se ha solicitado información de sus posibles efectos negativos. Diversas dependencias de gobierno han establecido requisitos de seguridad fitosanitaria, ecológicos y de salud para autorizar su uso comercial. Estos requisitos incluyen la evaluación experimental de los materiales transgénicos para determinar su efectividad biológica y su potencial impacto en la biodiversidad.
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OBJETIVOS
Evaluar la efectividad biológica del maíz sobre los organismos blanco para los eventos DAS- Ø15Ø7-1, MON ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6.
Evaluar los posibles efectos adversos de los eventos DAS-Ø15Ø7-1, MON ØØ81Ø-6 y DAS- Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 sobre los organismos no objetivo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Sitio experimental.
El estudio se llevó a cabo en el sitio de liberación autorizado de la Estación Experimental (NRSP) Puerto Vallarta de DuPont-Pioneer.
Material Genético.
Para el desarrollo de la presente investigación se utilizaron líneas de maíz de Pioneer genéticamente modificados:
DAS-Ø15Ø7-1: Resistente a insectos lepidópteros y tolerante al herbicida glifosato de amonio.
DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6: Resistente a insectos lepidópteros y tolerante al herbicida glifosato.
MON ØØ81Ø-6: Resistente a insectos lepidópteros.
Además, se utilizó como testigo un isohibrido convencional de maíz (sin modificación genética) para cada material genéticamente modificado.
Condiciones de siembra
La siembra del material se realizó el día 30 de enero de 2013. El sitio seleccionado para el experimento se estableció a una distancia de separación de 300 metros de cualquier otro cultivo de maíz convencional para evitar cualquier tipo de contaminación en ambos sentidos y siguiendo las medidas de bioseguridad indicadas por las autoridades competentes.
Diseño Experimental.
El diseño experimental utilizado fue parcelas divididas con parcelas chicas apareadas con 4 repeticiones para cada tratamiento.
Para el caso del evento DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 cada parcela chica consistió de 6 surcos con una distancia de 0.80 cm entre ellos y 6 rangos (dos metros de largo cada rango). Cada parcela experimental con una superficie de 57.6 m2.
En el caso de DAS-Ø15Ø7-1 cada parcela chica consistió de 6 surcos de 0.80 cm entre ellos y dos rangos, cada parcela con 19.2 m2 de superficie.
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En cuanto el evento MON-ØØ81Ø-6 cada parcela chica consistió en 6 surcos de 0.80 cm entre ellos y cuatro rangos con una superficie por parcela de 38.4 m2.
Las parcelas del testigo utilizado contaban con las mismas dimensiones que las definidas para cada evento y se encontraban distribuidas dentro de las áreas de los experimentos. Por otra parte se establecieron surcos y rangos de maíz convencional como bordo que rodeaban cada parcela experimental.
Tratamientos evaluados Parcelas grandes:
Control de insecticida Sin control de insecticidas.
Parcelas chicas:
DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6, con sus repeticiones DAS-Ø15Ø7-1 con sus repeticiones
MON-ØØ81Ø-6 con sus repeticiones
Testigo de maíz convencional con sus repeticiones.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0
58 58
57 57
56 56
55 55
54 54
53 53
52 52
51 51
50 50
49 49
48 48
47 47
46 46
45 45
44 44
43 43
42 42
41 41
40 40
39 39
38 38
37 37
36 36
35 35
34 34
33 33
32 32
31 31
30 30
29 29
28 28
27 27
26 26
25 25
24 24
23 23
22 22
21 21
20 20
19 19
18 18
17 17
16 16
15 15
14 14
13 13
12 12
11 11
10 10
9 9
8 8
7 7
6 6
5 5
4 4
3 3
2 2
1 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0
EVENTOS
MON-ØØ81Ø-6
DAS -Ø15Ø7-1
OGM ISO Inbred
ISO Inbred OGM
OGM ISO Inbred OGM
OGM
ISO Inbred OGM OGM
OGM OGM
OGM OGM OGM
ISO inbred OGM OGM
OGM
OGM
DAS -Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6
OGM OGM
REPETICION 1 REPETICION 2 REPETICION 3 REPETICION 4
OGM OGM
Maíz Convencional Maíz Genéticamente Modificado SA: Parcelas sin aplicación de insecticidas ni
herbicidas
CA: Parcelas con aplicación de insecticidas y herbicidas
Figura 11. Diseño de experimentos utilizado para la evaluación de los estudios.
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Efectividad biológica del maíz sobre los organismos blanco
Variables de estudio
Daño foliar por gusano cogollero Spodoptera frugiperda utilizando la escala de Davis donde 0 representa altamente resistente y 9 susceptible.
Daño en mazorca por el gusano elotero, Helicoverpa zea, midiendo la extensión de las galerías así como el número de mazorcas dañadas expresado en promedio y porcentaje.
Para calcular el porcentaje de plantas con daño foliar por Spodoptera frugiperda, se utilizó la escala de Davis (1992), Tabla 5. Se realizaron muestreos semanales, los cuales consistieron en seleccionar 10 plantas al azar por cada parcela experimental, revisando cuidadosamente para detectar el daño del gusano cogollero. Dichos muestreos se realizaron al detectar las primeras masas de huevecillos en las plantas de maíz.
Tabla 5. Escala visual de Davis utilizada para evaluar el daño de gusano cogollero del maíz.
Valor puntual Descripción del daño
0 Sin daño
1 Sólo lesiones del tamaño de un alfiler en el cogollo 2 Daños del tamaño de un alfiler y pequeños círculos
3 Círculos pequeños y muy pocas lesiones alongadas de 1.3 cm en el cogollo y hoja siguiente (sin perforaciones)
4 Varias lesiones alongadas de tamaño mediano (1.3-2.5 cm de longitud) en el cogollo y hoja siguiente (sin perforaciones)
5 Varias lesiones alongadas de tamaño mediano (1.3-2.5 cm de longitud) en el cogollo y hoja siguiente, además de perforaciones pequeñas en la lámina foliar del cogollo y hoja siguiente
6 Varias lesiones alongadas de tamaño mediano (1.3-2.5 cm de longitud) en el cogollo y hoja siguiente, además de perforaciones alongadas (1.3-2.5 cm) en la lámina foliar del cogollo y hoja siguiente
7 Muchas lesiones alongadas de todos tamaños en el cogollo y hojas siguientes y además de perforaciones alongadas de todos los tamaños en el cogollo y hojas siguientes
8 Muchas lesiones alongadas de todos tamaños en el cogollo y hojas siguientes, además de daños severos en el cogollo y hojas siguientes
9 Cogollos y hojas siguientes totalmente destruidas
Para calcular el daño provocado por el gusano elotero, se cortaron al momento de la cosecha en cada tratamiento y sus repeticiones, cinco mazorcas al azar. Dichas mazorcas se revisaron cuidadosamente, y en el caso que se presentó daño, con la ayuda de un Vernier se midió la longitud del área dañada por el insecto. Además se estimó el número de mazorcas dañadas, lo cual se expresó en promedios y porcentajes.
Análisis estadístico
Las variables evaluadas se sometieron a una comparación de medias utilizando Tukey (P≥0.05), con el programa estadístico IBM SPSS (versión 20).
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Efectos adversos de los eventos sobre los organismos no objetivo.
Muestreo de Insectos.
Dentro de las parcelas de cada evento de maíz se colocaron estaciones de trampeo (trampas amarillas y trampas Pitfall) además se realizó la captura de insectos voladores mediante una red entomológica de 35 cm de diámetro. Esta actividad se efectuó semanalmente desde el seis de febrero hasta el día 12 de abril del 2013.
Red Entomológica. Este tipo de muestreo se utilizó para la captura de insectos voladores, la recolecta consistió en dar 10 pases dobles de red en los cuatro surcos centrales de cada parcela (Figura 12a). Cada barrido hacia adelante y hacia atrás en el centro de una hilera fue considerado un pase. Los insectos capturados se depositaron en frascos de plástico de 50 ml con alcohol al 70% debidamente etiquetado.
Trampas Amarillas pegajosas. Este tipo de muestreo se utilizó para medir el número relativo de artrópodos en el área cercana al tallo, hojas e inflorescencia y que no son registrados por otros métodos de muestreo. Una trampa amarilla con un lado adhesivo expuesto se colocó en estacas de madera dentro de los surcos de maíz en cada uno de los materiales a evaluar (Figura 12b).
Dichas trampas fueron colocadas al nivel del follaje de la planta, ajustándola al crecimiento de la misma, perpendicular al suelo y al surco. Las trampas se recogieron semanalmente. Se etiquetaron y fueron colocadas dentro de bolsas de polietileno transparente. Las bolsas se transportaron al laboratorio para su conservación a -4 °C en un refrigerador para la posterior contabilización e identificación de los artrópodos capturados.
Trampas Pitfall. Las trampas se ubicaron en el campo al momento de inicio de la germinación.
Dichas trampas (envase de plástico trasparente de medio litro) se colocaron en cada material evaluado sobre el surco y entre plantas (Figura 12c), distribuidas aleatoriamente. Las trampas se colocaron en el suelo de manera que quedara la parte superior al nivel de la superficie y en el interior se depositó una cantidad aproximada de 200 a 300 cc de líquido (50% agua- 50%
anticongelante para auto) para capturar los artrópodos caminadores que se aproximaban a la trampa. Las trampas se evaluaron y reemplazaron semanalmente durante todo el ciclo del cultivo y se etiquetó con los datos correspondientes. En laboratorio; el contenido de la trampa Pitfall se depositaba sobre una tela fina de organza para retirar el excedente de líquido; extraer los artrópodos de gran tamaño y posteriormente lavar el contenido con agua corriente para su filtrado y separar los artrópodos más pequeños para colocarlos en alcohol al 70 % para su posterior contabilización e identificación.
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Figura 12. (a) Muestreo con red entomológica; (b) trampas amarillas colocadas en estacas de madera y (c) trampas Pitfall.
Todos los artrópodos capturados con las tres técnicas de muestreo se trasladaron al Laboratorio de Parasitología Agrícola de la Unidad Académica de Agricultura de la Universidad Autónoma de Nayarit, para su contabilización e identificación. Esto último se realizó con el apoyo de microscopios compuestos y estereoscópicos. Además, de claves taxonómicas para cada grupo correspondiente (Borror y White, 1970; Mound y Marullo 1996; Triplehorn y Johnson, 2005; Evans, 2008)
Análisis de Datos
Con los datos de la contabilización e identificación al taxa de familias se obtuvieron los promedios de artrópodos para cada tipo de evento y técnica de muestreo, los cuales fueron graficados y agrupados en los grupos funcionales (depredadores, parasitoides y polinizadores).
a) b) c)
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RESULTADOS I. EFECTIVIDAD BIOLÓGICA DEL MAÍZ SOBRE LOS ORGANISMOS BLANCO
Daño foliar por gusano cogollero
Como resultado de la evaluación del daño ocasionado por gusano cogollero en las plantas, se obtuvo que los materiales genéticamente modificados DAS-Ø15Ø7-1, MON-ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON- ØØ6Ø3-6 presentaron menor deterioro por este insecto en comparación con su testigo de maíz convencional. En la Figura 13 se exhibe ejemplo del daño que ocasionó Spodoptera frugiperda en algunas de las plantas de maíz de los experimentos sembrados.
En la siguiente tabla se muestra el análisis de medias para daño foliar ocasionado por Spodoptera frugiperda en base a la escala de Davis, donde se observa que el daño ocasionado en las plantas de maíz convencional fue significativamente mayor que en las plantas genéticamente modificadas.
Tabla 6. Análisis de medias para daño foliar ocasionado por Spodoptera frugiperda en maíz convencional y en los eventos DAS-Ø15Ø7-1, MON-ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6.
Tratamientos N Subconjunto para alfa = 0.05
1 2 3 4
DAS-Ø15Ø7-1 con aplicación 36 1.0861
DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 con aplicación 36 1.3611
DAS-Ø15Ø7-1 sin aplicación 36 1.3944
DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 sin aplicación 36 1.5278
MON-ØØ81Ø-6 con aplicación 18 1.5833
MON-ØØ81Ø-6 sin aplicación 18 1.7500
Testigo DAS-Ø15Ø7-1 con aplicación 36 4.1500
Testigo MON-ØØ81Ø-6 con aplicación 18 4.1556
Testigo DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 con aplicación 36 4.3278 4.3278
Testigo DAS-Ø15Ø7-1 sin aplicación 36 5.7583 5.7583
Testigo MON-ØØ81Ø-6 sin aplicación 18 6.0389
Testigo DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 sin aplicación 36 6.1750
Significancia 0.949 1.000 0.074 0.999
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Figura 13. Daño foliar ocasionado por Spodoptera frugiperda.
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La Figura 14 indica el daño ocasionado por el gusano cogollero con referencia en la escala de Davis mostrando el promedio de los resultados de todas las muestras evaluadas durante el ciclo de cultivo.
Se observa que los testigos de cada evento presentaron mayor susceptibilidad al daño ocasionado por Spodoptera frugiperda tanto con y sin aplicación de insecticidas. En los testigos de las parcelas sin aplicación el daño alcanzó el punto 6, hablando de la escala de Davis, el cual describe varias lesiones alongadas de tamaño mediano (1.3-2.5 cm de longitud) en el cogollo y hoja siguiente, además de perforaciones alongadas (1.3-2.5 cm) en la lámina foliar del cogollo y hoja siguiente. Por otro lado en los testigos de las parcelas aplicadas el daño fue menos intenso presentando el valor 4, el cual describe, varias lesiones alongadas de tamaño mediano (1.3-2.5 cm de longitud) en el cogollo y hoja siguiente (sin perforaciones).
Contrariamente los materiales genéticamente modificados mostraron menor deterioro ante el ataque del gusano cogollero, puesto que en las parcelas con ambos tratamientos (con y sin aplicación de insecticidas) las plantas evaluadas de maíz GM el daño se presentó entre el valor puntual 1 y 2 es decir, sólo lesiones del tamaño de un alfiler en el cogollo y daños del tamaño de un alfiler y pequeños círculos.
0 1 2 3 4 5 6 7
1.53 6.18
1.39 5.77
1.53 5.92
1.37 4.33
1.28 3.96
1.41 4.42 Daño por Spodoptera frugiperda
DASxMON sin ap Testigo DASxMON sin ap DAS sin ap
Testigo DAS sin ap MON sin ap Testigo MON sin ap DASxMON con ap Testigo DASxMON con ap DAS con ap
Testigo DAS con ap MON con ap Testigo MON con ap
Calificación escala de Davis
Figura 14. Efectividad biológica de los eventos DAS-Ø15Ø7-1, MON-ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON- ØØ6Ø3-6 sobre el gusano cogollero del maíz (Spodoptera frugiperda) en Bahía de Banderas, Nayarit,
2013.
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En cuanto a porcentajes, se observó que el daño ocasionado por cogollero en los plantas de maíz convencional (testigos) se presentó en un 80 a 90% de las plantas evaluadas, porcentajes elevados aun en las parcelas con aplicación de insecticidas. Por otro lado, las plantas de maíz genéticamente modificadas en ambos tratamientos (con y sin aplicación de insecticidas) el daño por cogollero se presentó entre un 40% a 50% de las plantas evaluadas, Figura 15.
Daño en mazorca por el gusano elotero
En cuanto a la evaluación de daño provocado por gusano elotero, la toma de datos en campo se realizó el día de la cosecha (09 de mayo de 2013) en cada uno de los eventos (DAS-Ø15Ø7-1, MON- ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6). Sin embargo, dicho daño no pudo ser evaluado, debido a que en los tres eventos, se presentó un ataque severo de la mosca pinta del estigma, Euxesta sp.
(Diptera: Ulididae), al momento de la formación de mazorcas, ocasionando un daño en los estigmas, derivando esto en una incorrecta polinización, teniendo como resultado una escaza formación de granos en la parte apical de la mazorca, siendo esta el nicho del que se alimenta H. zea.
Figura 15. Porcentaje de plantas con daño por el ataque de gusano cogollero en los eventos DAS- Ø15Ø7-1, MON-ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 en Bahía de Banderas, Nayarit, 2013.
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II. EFECTOS ADVERSOS DE LOS EVENTOS SOBRE LOS ORGANISMOS NO OBJETIVO Para la realización de este estudio, se recolectaron insectos semanalmente, durante el periodo comprendido del 06 de febrero al 12 de abril del 2013, utilizando tres técnicas de recolecta: red entomológica, trampas amarillas y trampas Pitfall en cada uno de los tres eventos.
En total, con los tres métodos de muestreo, se atraparon en promedio 2025 artrópodos; 1386 en trampas amarillas, 499 por red entomológica y con el promedio más bajo las trampas Pitfall con 140.
En la Tabla 7, se presenta el listado de artrópodos benéficos capturados con los diferentes tipos de muestreo (trampas Pitfall, amarillas y red entomológica) clasificados según su función en el agro- ecosistema (parasitoides, depredadores y polinizadores) encontrados en cada experimento.
Los artrópodos registrados corresponden a ocho ordenes: Araneae, Himenóptera, Hemíptera, Coleóptera, Orthóptera, Thysanótera, Neuróptera y Díptera.
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Tabla 7. Listado de Organismos No Blanco registrados en Bahía de Banderas, Nayarit. 2013 en los experimentos de maíz con los eventos DAS-Ø15Ø7-1, MON- ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6.
Orden Familia Género/Especie Grupo funcional MON-ØØ81Ø-6 T1 DAS-Ø15Ø7-1 T2 DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 T3
Coléptera Anthicidae - Depredador * * * * * *
Cantharidae - Depredador * * * * * *
Carabidae - Depredador * * * * * *
Coccinellidae Azya orbigera Depredador *
Coleomegilla maculata Depredador * * * * * *
Cycloneda sanguinea Depredador * *
Hippodamia convergens Depredador * * * * * *
Scymnus sp. Depredador * * * * * *
Pentilia sp. Depredador *
Dasytidae - Depredador * * *
Elateridae - Depredador * *
Leiodidae - Depredador * * * *
Díptera Dolichopodidae - Depredador * * * * * *
Phoridae Megaselia sp. Parasitoide * * * * * *
Syrphidae - Polinizador * * * * *
Tachinidae - Parasitoide *
Hemíptera Anthocoridae - Depredador * * * * * *
Cydnidae Pangaeus sp. Depredador * * * * * *
Largidae - Depredador * * * * *
Reduviidae - Depredador * * *
Hymenóptera Apidae Apis mellifera Polinizador * * * * * *
Braconidae Chelonus insularis Parasitoide * * * * * *
Chalcididae - Parasitoide *
Encyrtidae - Parasitoide * * * * * *
Eulophidae - Parasitoide * * * * * *
Figitidae - Parasitoide * * * *
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Formicidae - Depredador * *
Ichneumonidae - Parasitoide * * * *
Mymaridae - Parasitoide * * * * * *
Proctotrupidae - Parasitoide *
Pteromalidae - Parasitoide * * * *
Scelionidae - Parasitoide *
Torymidae - Parasitoide * * * * * *
Trichogrammatidae - Parasitoide * * * * * *
Vespidae - Polinizador * * * * *
Neuróptera Chrysopidae Chrysoperla sp. Depredador * * * * * *
Orthóptera Gryllidae - Depredador * * * * * *
Thysanóptera Phlaeothripidae Leptothrips sp. Depredador * * * * * *
Araneae Lycosidae Depredador * * * * * *
*Presencia del artrópodo; T1: testigo MON-ØØ81Ø-6; T2: testigo DAS-Ø15Ø7-1; T3: testigo DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6.
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Trampas Amarillas
Mediante la utilización de estas trampas atrayentes, en el evento del maíz DAS-Ø15Ø7-1 X MON- ØØ6Ø3-6 se capturó el promedio más alto de artrópodos (289.75), seguido de su testigo (235.25).
En segundo lugar, con el evento DAS-Ø15Ø7-1 se capturó un promedio de 278.25 artrópodos seguido por su contraparte convencional con 240.75, y por último MON-ØØ6Ø3-6 presentó un menor promedio de capturas con 194.5 y su testigo 147.75 (Figura 16).
Figura 16. Promedio de organismos no blanco capturados mediante Trampas Amarillas en Bahía de Banderas, Nayarit. 2013 para el evento DAS-Ø15Ø7-1, MON-ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6
y sus testigos.
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Red Entomológica
El evento DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 presentó el promedio de artrópodos más alto con 126.75, mientras que su testigo solamente 112.75.
En segundo lugar, se encontró el evento MON-ØØ81Ø-6 con un promedio de 77.25 artrópodos, seguido por su testigo con 73.5; y en cuanto DAS-Ø15Ø7-1, se capturó el promedio más bajo de los tres experimentos con maíz genéticamente modificado con 60.25, mientras que su contraparte registró un promedio de 48.75 (Figura 17).
Figura 17. Promedio de organismos no blanco capturados mediante Red Entomológica en Bahía de Banderas, Nayarit. 2013 para el evento DAS-Ø15Ø7-1, MON-ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6
y sus testigos.
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Trampas Pitfall.
El maíz con la tecnología DAS-Ø15Ø7-1 presentó el mayor número de organismos no blanco capturados con las trampas Pitfall, con un promedio de 29 organismos, y en un menor promedio su material testigo (25.75).
En cuanto al material DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 presentó un promedio de 23.75, mientras que su contraparte presentó un promedio más alto (25.25). Por otra parte, los promedios de captura para el evento MON-ØØ6Ø3-6 fueron los más bajos con 19.5 y su testigo con 17.25 (Figura 18).
Figura 18. Promedio de organismos no blanco capturados mediante Trampas Pitfall en Bahía de Banderas, Nayarit 2013 para el evento DAS-Ø15Ø7-1, MON-ØØ81Ø-6 y DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6
y sus testigos.
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De acuerdo a la clasificación en función al rol en el ecosistema (depredador, pasasitoide, polinizador) en el experimento con maíz GM DAS-Ø15Ø7-1, el grupo de los depredadores fue el que se presentó en mayor proporción, tanto en el maíz genéticamente modificado (GM), como en su testigo, encontrándose 244.75 y 216.25 respectivamente (Figura 19). De este grupo se registraron 16 familias, correspondientes a los órdenes Coleóptera (7), Díptera (1), Hemíptera (4), Neuróptera (1), Orthóptera (1), Thysanóptera (1) y una en Araneae.
En cuanto a los parasitoides, en el material genéticamente modificado se capturaron un promedio de 116.75 seguido por su contraparte con 98. De este grupo se detectaron 12 familias en dos órdenes de insectos, Díptera (1) y Himenóptera (11).
Por último, los artrópodos considerados como polinizadores, fueron el grupo con promedios de captura más bajos tanto en el maíz GM como en su isohíbrido con 4 y 1 respectivamente, de los cuales se registraron tres familias en dos órdenes, Himenóptera con dos y Díptera con una.
Figura 19. Promedio de depredadores, parasitoides y polinizadores para el evento DAS-Ø15Ø7-1, con los tres tipos de muestreo (trampas amarillas, red entomológica y trampas Pitfall) en Bahía de Banderas,
Nayarit. 2013
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Con lo que respecta al experimento con maíz GM MON-ØØ81Ø-6 en la Figura 20, se muestran los promedios de los grupos de artrópodos, destacándose los depredadores con 195.25, seguido de su testigo con 174.75.
En el caso de parasitoides se registró en promedio la presencia de 90.25 mientras que su contraparte un 60.75.
Una vez más, los promedios más bajos se registraron en los polinizadores tanto para el material GM como para su contraparte con 5.75 y 3 respectivamente.
El grupo de los artrópodos depredadores fue el que registró mayor cantidad de familias con 15, de las cuales seis pertenecen al orden Coleóptera, cuatro a Hemíptera, y para los órdenes Himenóptera, Neuróptera, Orthóptera, Thysanóptera y Araneae con una familia para cada uno.
Los parasitoides, registraron a los órdenes Himenóptera con ocho familias y Díptera con una.
Para el caso de los organismos polinizadores se detectó la presencia de los órdenes Himenóptera con dos familias y Díptera con una.
Figura 20. Promedio de Depredadores, Parasitoides y Polinizadores para el evento MON-ØØ81Ø-6MON- ØØ81Ø-6, con los tres tipos de muestreo (trampas amarillas, red entomológica y trampas Pitfall) en
Bahía de Banderas, Nayarit. 2013
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En el evento DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 (Figura 21) el grupo de artrópodos depredadores fue el más abundante, con un promedio para el maíz GM de 321 y 256.5 para su testigo.
Los parasitoides presentaron promedios de 116.75 en el maíz GM y 113 en el material convencional.
Por último la presencia de polinizadores registró promedios más bajos con 3.5 para el testigo y 2.5 para el GM.
Los artrópodos depredadores registraron a siete órdenes y 17 familias, el orden Coleóptera con ocho familias, Hemíptera con cuatro y para los órdenes Himenóptera, Neuróptera, Orthóptera, Thysanóptera y Araneae con una familia para cada uno.
En el grupo de los parasitoides, se detectaron dos órdenes con diez familias, Himenóptera (9) y Díptera con una. Y por último se detectaron dos órdenes y tres familias de insectos en el grupo de los polinizadores, Himenóptera con dos familias y Díptera con una.
Figura 21. Promedio de Depredadores, Parasitoides y Polinizadores para el evento DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6, con los tres tipos de muestreo (trampas amarillas, red entomológica y trampas Pitfall)
en Bahía de Banderas, Nayarit. 2013.
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CONCLUSIONES Los resultados de este estudio mostraron que la utilización de maíz genéticamente modificado no causa efectos negativos sobre la biodiversidad biológica, y los organismos no objetivo, puesto que hubo presencia de una gran variedad de artrópodos de al menos ocho órdenes distintas.
Por otra parte, la cercanía entre parcelas con aplicación y sin aplicación, impide tener diferencias puntuales, ya que aun con aplicación de insecticidas, es difícil controlar insectos cuando estos se convierten en plaga.
Sin embargo, fue posible observar que las plantas de maíz genéticamente modificado resisten en mayor medida al ataque de lepidópteros.
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ESTUDIO 3: EQUIVALENCIA AGRONÓMICA FUNCIONAL DE MAÍZ GENÉTICAMENTE MODIFICADO EVENTOS DAS-Ø15Ø7-1 X MON- ØØ6Ø3-6, DAS- Ø15Ø7-1 Y MON ØØ81Ø-6 EN BAHÍA DE BANDERAS NAYARIT
INTRODUCCIÓN Los híbridos de maíz genéticamente modificados (GM) fueron desarrollados mediante retrocruzamiento del progenitor donador del gen con líneas endogámicas elite no transformadas.
En este estudio, los materiales híbridos GM se compararon con sus contrapartes no modificadas (isohíbridos) para determinar si las características fenotípicas de los materiales modificados fueron alteradas por la presencia de los eventos integrados DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6, DAS-Ø15Ø7-1 Y MON-ØØ81Ø-6.
OBJETIVO Generar información que permita estimar si la modificación genética de los eventos DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6, DAS-Ø15Ø7-1 Y MON-ØØ81Ø-6 en híbridos de maíz, han alterado la equivalencia agronómica en comparación con su control no modificado.
MATERIALES Y MÉTODOS A continuación se describe la metodología utilizada para la valoración agronómica de los tres eventos evaluados DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6, DAS-Ø15Ø7-1 Y MON-ØØ81Ø-6. Solamente donde existieron diferencias para la evaluación de los eventos se detallan dichas metodologías.
Manejo agronómico
El manejo agronómico del cultivo (control de insectos, enfermedades y plantas arvenses, riego, fertilización, entre otros) fue realizado únicamente bajo responsabilidad del personal de DuPont Pioneer, de acuerdo a las necesidades del cultivo.
Diseño Experimental
El diseño experimental utilizado fue de parcelas divididas con parcelas chicas apareadas con dos repeticiones para cada tratamiento. Para el caso del evento DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 cada parcela chica consistió de seis surcos con una distancia de 0.80 m entre ellos y seis rangos (dos metros de largo cada rango). Cada parcela experimental con una superficie de 57.6 m2. En el caso de DAS-Ø15Ø7-1 cada parcela chica consistió de seis surcos de 0.80 m entre ellos y dos rangos, cada parcela con 19.2 m2 de superficie. En cuanto al evento MON-ØØ81Ø-6 cada parcela chica consistió en seis surcos de 0.80 m
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entre ellos y cuatro rangos con una superficie por parcela de 38.4 m2. Cada evento rodeado externamente por un rango y de manera vertical por dos surcos. Internamente los eventos presentan una separación entre parcelas por un rango de manera horizontal y cuatro surcos de bordo de manera vertical.
Tratamientos
A continuación se describen los diferentes tratamientos de acuerdo a cada evento. Los tratamientos evaluados en el evento DAS-Ø15Ø7-1 X MON-ØØ6Ø3-6 fueron:
1 Maíz genéticamente modificado.
2 Maíz convencional.
Los tratamientos evaluados en el evento DAS-Ø15Ø7-1 fueron:
1 Maíz genéticamente modificado.
2 Maíz convencional
Los tratamientos evaluados en el evento MON-ØØ81Ø-6 fueron:
1 Maíz genéticamente modificado.
2 Maíz convencional
Datos obtenidos en planta
Vigor de plántulas
Cuando el maíz alcanzó en promedio la etapa de desarrollo V2-V4, se determinó el vigor de las plántulas. Mediante la evaluación de la altura de las plántulas, con una regla graduada en centímetros, se midió desde el ras del suelo, hasta el doblez de la hoja superior.
Emergencia
Cuando el maíz alcanzó la etapa de desarrollo promedio de V2-V4, se determinó la cantidad de plántulas emergidas por parcela. Este número de plantas por parcela se contabilizó y registró antes de la primera labor de cultivo.
Altura de mazorca
La altura de la mazorca se determinó desde la superficie del suelo hasta la base del nudo donde se encuentra unida la mazorca. Este parámetro se cuantificó cuando el 50 % de las plantas alcanzaron la etapa de desarrollo R2 y se cuantificó la altura de la mazorca en cinco plantas representativas de cada parcela.
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Altura de planta
La altura de las plantas se cuantificó desde la superficie del suelo hasta la lígula de la hoja bandera.
Este parámetro se determinó cuando el 50 % de las plantas alcanzaron la etapa de desarrollo R2 y se consideró la altura de cinco plantas representativas de cada parcela.
Conteo final de plantas
El día de la cosecha se determinó el número total de plantas por parcela, en cada uno de los tratamientos y consistió en la contabilización total de todas las plantas de las parcelas.
Datos obtenidos en mazorca
Producción de grano por hectárea corregido al porcentaje de humedad obtenida en campo
Para determinar esta variable fue necesario cuantificar la producción total por tratamiento y corregir el porcentaje de humedad que tenía el grano al momento de la cosecha.
En la cosecha se cuantificó el peso del grano obtenido en cada parcela y se tomó una muestra para determinar el peso de grano y olote, para estimar los respectivos porcentajes, de acuerdo a los diferentes tratamientos evaluados.
Número de hileras por mazorca
Para determinar esta variable se obtuvieron cinco mazorcas de cada parcela y se contabilizó el número de hileras en cada una de ellas, para su posterior registro.
Granos por hilera
En esta variable se consideraron cinco mazorcas a las cuales se les contabilizó el número de granos total por hilera, en cada una de las parcelas.
Diámetro de mazorca
Para determinar esta variable se colectaron cinco mazorcas de cada una de las parcelas y con la ayuda de un Vernier se determinó el diámetro en la parte central de la mazorca.
Longitud de mazorca
Para determinar esta variable se colectaron cinco mazorcas de cada una de las parcelas y con la ayuda de un Vernier se determinó la longitud de la mazorca.
Humedad del grano (HG)
En el momento de la cosecha se cuantificó el porcentaje de humedad del grano cosechado de cada parcela por medio de un probador digital portátil para lecturas de humedad en granos, de la marca Mini GAC®plus, con capacidad máxima de 1.1 kg y que permite analizar 20 diferentes tipos de granos, una vez obtenida la lectura se registraron los datos obtenidos.