Locality-dependent pheromone blend changes in Bt corn resistant Spodoptera frugiperda populatiom from Brazil: Spodoptera frugiperda

Abstract

Sex pheromones play a crucial role in agriculture to monitor and control pests such as the fall armyworm (FAW), Spodoptera frugiperda. It is important to investigate how resistance to Bt (Bacillus thuringiensis) affects sexual communication and reproductive behavior in resistant and susceptible FAW populations, as well as in their hybrids. Variations can affect the efficiency of pheromone traps in capturing males in corn crops in different regions. Our objective was to evaluate the effect of Bt resistance on the ratio of the critical component Z7-12:Ac in FAW females and how this influences the oriented flight response of males in wind tunnel. We also investigated how hybridization between Bt-resistant and susceptible FAW populations affects the ratio against wich components of the FAW pheromone and the flight of hybrid males. Furthermore, we analyzed how different ratios of the critical component Z7-12:Ac impact the capture of FAW males in corn fields in Brazil. Our results show that the geographic location of FAW populations had a greater impact on decreasing the female Z7-12:Ac component ratio than Bt toxin resistance. Males from Minas Gerias state population (rr-MG) showed a wider window of response to the proportions of the Z7-12:Ac component in the wind tunnel than males from the Bahia state populations (rr-BA and SS-BA). Hybrid males from the rr-MG population also showed the best responses in the wind tunnel. Field results showed that traps with 2% and 4% Z7-12 captured more FAW males than those with 10% and 12%. This capture was greater in the vegetative than in the reproductive phase, indicating a preference of FAW adults for corn at an early stage. Furthermore, there was annual variation in the number of males captured, possibly influenced by climatic conditions and changes in the pest population dynamics. These findings are important for integrated pest management and the use of pheromones in FAW manegement. Keywords: bt resistance, male response, pheromone traps, sexual communication.Os feromônios sexuais desempenham um papel crucial na agricultura para monitorar e controlar pragas como a lagarta-do-cartucho do milho (FAW), Spodoptera frugiperda. É fundamental investigar como à resistência ao Bt (Bacillus thuringiensis) pode afetar a comunicação sexual e o comportamento reprodutivo em populações de FAW resistentes e suscetíveis, assim como em seus híbridos. Essas variações podem afetar a eficiência de armadilha de feromônio no monitoramento de machos em lavouras de milho em diferentes regiões. Nosso objetivo foi avaliar o efeito da resistência ao Bt na proporção de Z7-12:Ac em fêmeas de FAW e definir como isso influencia a resposta dos machos em túneis de vento. Também investigamos como a hibridização entre populações de FAW resistentes e suscetíveis ao Bt afeta a proporção do componente crítico Z7-12:Ac em fêmeas híbridas e o voo dos machos híbridos. Além disso, analisamos como diferentes proporções do componente crítico Z7-12:Ac impactam a captura de machos de FAW em campos de milho no Brasil. Nossos resultados mostram que a localização geográfica das populações de FAW teve um impacto maior na proporção do componente Z7-12:Ac na glândula das fêmeas do que a resistência ao Bt. Os machos da população de Minas Gerias (rr- MG) apresentaram uma janela mais ampla de resposta à variação de proporções do componente Z7-12:Ac em túnel de vento do que os machos das populações resistentes e suscetíveis da Bahia (rr-BA e SS-BA). Os machos híbridos provenientes da população rr-MG também apresentaram as melhores respostas no túnel de vento. Os resultados do campo mostraram que armadilhas com 2% e 4% de Z7-12 capturaram mais machos de FAW independente da área, que as de 10% e 12%. Capturas foram maiores na fase vegetativa do milho do que na fase reprodutiva, indicando uma preferência dos adultos de FAW pelo milho em estágio inicial. Além disso, houve variação anual no número de machos capturados, possivelmente influenciada por condições climáticas e mudanças na dinâmica populacional da praga. Essas descobertas são importantes para o manejo integrado de pragas e o uso de feromônios nomanejo de FAW. Palavras-chave: resistencia ao bt; resposta dos machos; armadilhas de feromônio; comunicação sexual.