Bases ecológicas para el manejo de plagas - Sergio A. Estay

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alcanzables, las posibilidades de investigar los mecanismos de resistencia con esta aproximación están disponibles en bases de datos públicas para cada vez más especies de insectos plaga (Yin et al., 2016). Por ejemplo, la resistencia por incremento de actividad de enzimas detoxificadoras, producto de vías metabólicas compuestas por decenas de genes, ahora puede ser analizada con estas herramientas. Las familias de genes EST, GST y P450 se encuentran completamente catalogadas para varias especies, lo que ha permitido estudios de genómica comparada o el desarrollo de placas con microarreglos para estudiar sus niveles de transcripción (Oakeshott et al., 2003; ffrench-Constant et al., 2004). Similarmente, la capacidad de analizar secuencias en regiones que flanquean a mutaciones que brindan resistencia a insecticidas, permite establecer si estas mutaciones tienen un único origen seguido por dispersión o bien, múltiples orígenes en diferentes poblaciones (ffrench-Constant et al., 2004). Más recientemente, la utilización de técnicas que permiten controlar la expresión de genes y editar cambios en sus secuencias en especies de insectos modelo, permite predecir que su aplicabilidad para evaluar manipulativamente los mecanismos de la resistencia a insecticidas en insectos plaga tiene un gran potencial (Pittendrigh et al., 2008; Homem y Davies, 2018). En particular, la edición génica utilizando CRISPR/ Cas 9 se está convirtiendo en una herramienta clave para manipular mutaciones en genes candidatos y demostrar experimentalmente su rol funcional en la resistencia a insecticidas (Samantsidis et al., 2020; Homem et al., 2020).

       5. SIMBIONTES Y RESISTENCIA A INSECTICIDAS

      Diversos aspectos del éxito ecológico de los insectos plaga se han asociado a la presencia de microorganismos simbiontes (Douglas, 2015). También podría ser el caso de la resistencia a insecticidas, donde se han reportado algunos casos de plagas que presentan resistencia a insecticidas en asociación con cambios en la composición de especies en sus comunidades de microorganismos simbiontes (Pietri y Liang, 2018). En otros pocos casos, se ha demostrado que las capacidades de detoxificación que presentan los simbiontes intestinales entregan resistencia a algunos insecticidas (Kikuchi et al., 2012; Cheng et al., 2017). Estas asociaciones entre simbiontes y plagas tienden a ser variables, con su funcionalidad dependiente del contexto ambiental, por lo que su potencial relevancia en términos prácticos para el desarrollo de la resistencia a insecticidas está por evaluarse (Liu y Guo, 2019).

       6. ESTATUS DE LA RESISTENCIA A INSECTICIDAS EN PLAGAS AGRÍCOLAS DE CHILE

      La demanda global de alimentos ha convertido a Chile en uno de los principales exportadores de estos productos en el hemisferio sur. Este objetivo se ha alcanzado mediante la producción agrícola intensiva, la cual requiere un estricto control de las plagas principalmente mediante la aplicación de insecticidas. En este escenario, los estudios sobre el desarrollo de resistencia a insecticidas de las plagas de la agricultura en Chile, son pocos y frecuentemente alcanzan un nivel descriptivo inicial. Estos estudios han sido revisados por Silva (2003) y Araya et al., (2009), con pocas nuevas especies de plagas que puedan ser agregadas. Por otra parte, para algunas pocas plagas se ha podido estudiar en mayor profundidad este fenómeno, considerando sus mecanismos y consecuencias a nivel poblacional. En las siguientes secciones se detallarán los avances realizados en Chile para el pulgón verde del duraznero (M. persicae) y la polilla de la manzana (Cydia pomonella), ambas especies de plagas estudiadas globalmente y para las cuales se han desarrollado diversos métodos de análisis, desde los genes hasta las poblaciones, los que han sido aplicados para su estudio en nuestro país.

       6.1. El pulgón verde del duraznero en Chile

      El pulgón verde del duraznero (Myzus persicae), es una especie de áfido muy polífaga y que produce severas pérdidas económicas en variados cultivos agrícolas. Varios estudios han determinado que desarrolla resistencia a insecticidas mediante diversos mecanismos moleculares (Bass et al., 2014), por lo que en las últimas décadas se han aplicado las metodologías disponibles para establecer sus niveles y mecanismos de resistencia a insecticidas en distintos cultivos en Chile. Los primeros avances fueron realizados con la subespecie especializada en tabaco (M. persicae nicotianae), la cual fue detectada en Chile a fines de los años noventa. Los análisis realizados indicaron que se estaba en presencia de un solo linaje asexual, que contaba con niveles bajos a intermedios de resistencia a organofosforados asociado a incrementos de actividad de EST, así como sin otros mecanismos de resistencia como kdr o MACE (Fuentes-Contreras et al., 2004; Cabrera-Brandt et al., 2010). En este momento tampoco se presentaban niveles de resistencia a insecticidas neonicotinoides (Fuentes-Contreras et al., 2007a). La utilización de marcadores moleculares microsatélites permitió hacer un seguimiento de las posibles rutas de invasión de este linaje asexual a Sudamérica (Zepeda-Paulo et al., 2010). Al ampliar los estudios a poblaciones del pulgón verde del duraznero en otros cultivos, se detectaron niveles altos de resistencia al dimetil carbamato pirimicarb, asociado a la mutación MACE, mientras la frecuencia de la mutación kdr y súper kdr y la actividad de EST fue relativamente baja (Fuentes-Contreras et al., 2013). La presencia de mutaciones MACE, kdr y súper kdr no estuvo asociada a costos en adecuación biológica expresada como reproducción o tasa metabólica (Castañeda et al., 2011). Estudios más recientes han encontrado mayores frecuencias de mutaciones MACE, kdr y súper kdr en poblaciones de huertos de duraznero, cultivos de pimentón y sus malezas asociadas (Rubiano-Rodríguez et al., 2014, 2019; Rubio-Meléndez et al., 2018). Finalmente, en relación con la resistencia a insecticidas también se han desarrollado algunos estudios transcriptómicos con el pulgón verde del duraznero en Chile (Figueroa et al., 2007; Silva et al., 2012a, 2012b).

       6.2. La polilla de la manzana en Chile

      La polilla de la manzana (Cydia pomonella) es la plaga clave del cultivo de los frutales pomáceos en Chile y en el mundo. Esta plaga se controla mediante el uso de feromonas sexuales (capítulo 3 en este volumen) y frecuentemente mediante la aplicación de insecticidas. Desde inicios del siglo pasado esta plaga ha desarrollado resistencia a casi todos los grupos de insecticidas disponibles para su control (Reyes et al., 2009). Los estudios en Chile comienzan con la detección de actividad elevada de GST y P450 en poblaciones que presentaban resistencia a organofosforados y diacilhidrazinas (Reyes et al., 2004). Estos resultados luego fueron ampliados, confirmando resistencia a organofosforados, medida por incrementos de actividad GST (Fuentes-Contreras et al., 2007b), así como una baja prevalencia de mutación kdr y ausencia de MACE (Reyes et al., 2009). Los estudios más recientes indican que se mantiene la resistencia a organofosforados asociado a enzimas detoxificadoras (Reyes et al., 2015). Los niveles de resistencia a insecticidas encontrados en la polilla de la manzana en Chile, son en general más bajos a los observados en otras regiones productoras de pomáceas (Reyes et al., 2009), a pesar de que el uso de insecticidas para su control es predominante. Estudios de genética de poblaciones (Espinoza et al., 2007; Fuentes-Contreras et al., 2008) indican que existe un alto flujo génico entre las poblaciones de esta plaga de Chile central, el cual se expresa también a la escala de cada huerto con su entorno sin manejo (Basoalto et al., 2010; Fuentes-Contreras et al., 2014). La continua inmigración de polillas mayoritariamente susceptibles a insecticidas, desde los entornos sin manejo hacia los huertos de pomáceas de exportación con frecuentes aplicaciones de insecticidas, sería la causa de la mantención de poblaciones con bajos niveles de resistencia a insecticidas en Chile central.

       7. CONCLUSIONES

      Desde hace varias décadas la resistencia a insecticidas en las plagas es un fenómeno con importantes consecuencias para la producción agrícola global y de Chile. Este problema representa un desafío actual y creciente, dada su frecuente ocurrencia y la menor disponibilidad de insecticidas en el futuro. El estudio en profundidad de este fenómeno, requiere de una aproximación multidisciplinaria, que incluya desde aspectos de la biología molecular hasta la biología de poblaciones. A través de estos estudios se pueden generar las evidencias que permitan el desarrollo de políticas de mitigación de este problema, tanto para el sector público como para la industria agrícola y de plaguicidas.

      

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