Behavioral responses of Bt -resistant and -susceptible Spodoptera frugiperda males to female sex pheromone

Abstract

Spodoptera frugiperda is the most important economic pest of corn in tropical areas of the American continent. Genetically modified crops that produces Bacillus thuringiensis (Bt) toxins are the main strategy for the pest control. But, despite the use of resistance management strategy (refuge/high dose) on these crops, Bt-resistant insects can still be selected. This differential adaptation can lead to behavioral changes, for example, in the species- specific communication between Bt-resistant and -suceptible populations. An obstacle in finding a different genotype female could lead to a reduction of the efficacy of refuge strategy. Here we show that the reproductive behavior of S. frugiperda males changes when subjected to a selection pressure from a Bt crop. The flight behavior of Bt -resistant and -susceptible males towards female sex pheromone gland extract from both genotypes were evaluated in a wind tunnel. The males reached the source of odor in the higher frequency when tested with their own genotype pheromone. Cross-attraction between genotypes also occurred, but at a lower frequency. Susceptible males had a higher attraction to the resistant female pheromone than resistant males flying to susceptible female pheromone. Our results suggest that the selective pressure generated by Bt crops cause a reproductive isolation in 5. frugiperda populations and reduction of effectiveness of refuge strategy.

Spodoptera frugiperda é a praga mais importante da cultura do milho em áreas tropicais do continente Americano. Plantas geneticamente modificadas que produzem toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt) tem sido utilizadas como principal estratégia no controle desta praga. No entanto, apesar do uso da estratégia de manejo da resistência (refúgio /alta dose) nas culturas, insetos resistentes ao Bt ainda podem ser selecionados. Esta adaptação diferencial pode levar a diferenças comportamentais, por exemplo, na comunicação espécie-específica entre populações resistentes e suscetíveis ao Bt. Obstáculos para o encontro de uma fêmea de genótipo diferente pode levar a uma redução na eficácia da estratégia de refúgio. Neste trabalho nós mostramos que o comportamento reprodutivo de machos de S. frugiperda muda quando submetidos à pressão de seleção de uma cultura Bt. O comportamento de voo de machos resistentes e suscetíveis em resposta ao extrato de glândulas de feromônio sexual de fêmeas de ambos os genótipos foi avaliado em túnel de vento. Os machos alcançaram a fonte de odor em maior frequência quando testados com o feromônio de fêmeas de seu próprio genótipo. A atração cruzada entre genótipos também ocorreu, mas em menor frequência. Machos suscetíveis foram mais atraídos pelo feromônio de fêmeas resistentes que o contrário. Nossos resultados sugerem que a pressão de seleção gerada por culturas Bt causam o isolamento reprodutivo em populações de 5. frugiperda e redução na efetividade da estratégia de refúgio.