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ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
March 8, 2001
Sharon Durham, (301) 504-1611, sdurham@ars.usda.gov
How does a tobacco budworm develop resistance to Bt? An Agricultural
Research Service scientist may be closer to answering that question, based
on tests she conducted on budworm cells.
ARS research physiologist Marcia Loeb of the Insect Biocontrol Laboratory in
Beltsville, Md., used tobacco budworm gut cells, cultured in the laboratory,
to help understand how this insect--a major caterpillar pest of cotton,
soybeans and tomatoes--becomes resistant to the natural toxin produced by
the bacterium Bacillus thuringiensis (Bt).
Bt has been one of the most promising biocontrol products of recent years in
combating pests that attack a variety of crops. But some subgroups of
tobacco budworm (Heliothis virescens) are becoming resistant to Bt.
Bt toxin causes mature budworm gut cells to swell, burst and die. In
culture, Loeb found that as the toxin kills, remaining cells produced
cytokines, substances that signal budworm gut stem cells to multiply and
rapidly differentiate to form new mature cells. If a low dose of Bt is
present, more new cells will be produced than those killed.
In Loeb's experiments, when the Bt toxin was washed from the cultured gut
cells exposed to low doses of Bt, the ratio of cell types returned to normal
and the culture recovered. According to Loeb, this suggests that if an
insufficient dose of Bt is "washed out" of the insect's gut during normal
evacuation, the insect's gut will heal and the insect will survive.
This could explain why low doses of Bt toxin don't kill insects. To be
effective, the dose of Bt must be high enough that the cell replacement
process can't be completed before the insect dies. If the insect is able to
produce high enough numbers of new gut cells to replace those that have been
killed, the insect will survive.
This information will be useful to applicators of Bt toxin for pest control,
as well as other scientists studying this toxin.
ARS is the chief scientific research agency of the U.S. Department of
Agriculture.
Scientific contact: Marcia Loeb, ARS Insect Biocontrol Laboratory,
Beltsville, Md., phone (301) 504-8103; fax (301) 504-5104; mloeb@asrr.arsusda.gov.
El secreto de la
habilidad del insecto de resistir al Bt
Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en ingles)
8 de marzo 2001
Sharon Durham, (301) 504-1611, sdurham@ars.usda.gov
¿Cómo desarrolla el insecto "tobacco budworm" la resistencia al Bt? Un
científico del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) puede estar más
cerca en contestar esa pregunta, basada en pruebas que ella condujo con las
células del "budworm."
El fisiólogo Marcia Loeb del Laboratorio de Biocontrol de los Insectos en
Beltsville, Maryland, utilizó las células de la tripa del "budworm,"
cultivadas en el laboratorio, para ayudar a entender cómo este insecto -- un
peste muy dañino del algodón, soyas y tomates -- desarrolla su resistencia a
la toxina natural producida por la bacteria "Bacillus thuringiensis" o Bt.
Bt ha sido uno de los productos de biocontrol más prometedores en los
últimos años en combatir los parásitos que atacan variedades de cosechas.
Pero algunos subgrupos del insecto "tobacco budworm," también conocido como
"Heliothis virescens," están llegando a ser resistentes al Bt.
La toxina de Bt causa que las células de la tripa del "budworm" se hinchen,
revienten y mueran. Loeb encontró que mientras que la toxina mata unas
células, las células restantes producen sustancias llamadas "cytokines" que
estimulan las células de la tripa a multiplicarse rápidamente para formar
nuevas células maduras. Si una dosis baja de Bt está presente, más nuevas
células serán producidas que matadas.
En los experimentos de Loeb, cuándo la toxina de Bt fue lavada de las
células cultivadas de tripa que fueron expuestas a una dosis baja de Bt, la
proporción de los varios tipos de células regresó a normal. Según Loeb, esto
sugiere que si una dosis insuficiente de Bt se elimina de la tripa del
insecto durante la excreción normal, la tripa del insecto se curará y el
insecto sobrevivirá.
Esto podría explicar por qué las dosis bajas de la toxina de Bt no matan a
los insectos. Para ser eficaz, la dosis de Bt debe ser bastantemente alta
para que el proceso del reemplazo de la célula no se puede completar antes
de que el insecto muera. Si el insecto puede producir bastantes números de
nuevas células de tripa para substituir las que han matado, el insecto
sobrevivirá.
Esta información será útil para las personas que usan la toxina de Bt para
el control del parásito, así como otros científicos que estudian esta
toxina.
ARS es la agencia principal de investigación científica del Departamento de
Agricultura de Estados Unidos.
Contacto científico: Marcia Loeb, ARS Insect Biocontrol Laboratory,
Beltsville, Md., teléfono (301) 504-8103; fax (301) 504-5104; mloeb@asrr.arsusda.gov.
USDA news release
N3372 |
