Análise de Risco de Plantas GM sobre Organismos não-alvo

Curso: Capacitação na Aplicação e Biossegurança
Ambiental de Plantas Geneticamente Modificadas
26 a 30 de novembro de 2012
Embrapa Milho e Sorgo

Análise de Risco de Plantas GM sobre
Organismos não-alvo

Carmen Pires*

*carmen.pires@embrapa.br

Ministério da
Agricultura, Pecuária
e Abastecimento

CTNBio, Resolução Normativa nº 5, de 12 de março de 2008:
“Dispõe sobre normas para liberação comercial de Organismos
Geneticamente Modificados e seus derivados.”
Art. 6º. Para efeitos desta Resolução Normativa
considera-se:
I – avaliação de risco: combinação de procedimentos ou
métodos, por meio dos quais se avaliam, caso a caso, os
potenciais efeitos da liberação comercial do OGM e seus
derivados sobre o ambiente e a saúde humana e animal.

II – organismo: toda entidade biológica capaz de
reproduzir ou transferir material genético, inclusive vírus
e outras classes que venham a ser conhecidas;

Art. 6º. Para efeitos desta Resolução Normativa
considera-se:
I – avaliação de risco: combinação de procedimentos ou
métodos, por meio dos quais se avaliam, caso a caso,
os potenciais efeitos da liberação comercial do
OGM e seus derivados sobre o ambiente e a saúde
humana e animal.

II – organismo: toda entidade biológica capaz de
reproduzir ou transferir material genético, inclusive vírus
e outras classes que venham a ser conhecidas;


ANEXO IV
AVALIAÇÃO DE RISCO AO MEIO AMBIENTE
(A)PLANTAS


ANEXO IV
(A)PLANTAS

“3. os possíveis efeitos em organismos indicadores relevantes
(simbiontes, predadores, polinizadores, parasitas ou competidores
do OGM) nos ecossistemas onde se pretende efetuar o seu
cultivo, em comparação com o organismo parental do OGM em um
sistema de produção convencional;”


ANEXO IV
(A)PLANTAS


Quais organismos indicadores?


ANEXO IV
(A)PLANTAS


Quais organismos indicadores?

Como selecionar esses organismos?

Caso (característica, cultura, ambiente receptor) Definição do Caso
(levantamentos de
informação)
Identificação dos possíveis efeitos adversos sobre os Modelo conceitual
serviços ambientais no ambiente receptor Formulação do Problema

Etapa (Tier) 1
Priorizar Grupos Funcionais

Associação Significância funcional no
com a cultura sistema de cultivo
Metodologia para
Etapa (Tier) 2
Priorizar Espécies ou grupos
Análise de Risco de
Identificação
Rotas de
Identificação
Rotas Efeitos
Especificação de medidas
do efeito adverso
Plantas GM em
Exposição Adversos (endpoints)
Identificação da cadeia
Construção Hipóteses de Risco causal entre o estressor e o
efeito adverso

Priorizar hipóteses para espécies Etapa (Tier) 3
selecionadas ou processos Planejamento Experimental

Selecionar e conduzir Fase de análise
Experimentos Tier 4...n
Caracterização da Exposição
Caracterização do Efeito Adverso
Decisão
Hipótese pode baseada em Caracterização do Risco
ser descartada Dados

Hipótese
confirmada

Algodoeiro Bt no Brasil: Grupos funcionais
selecionados

Produção ↓

Solo ↓
Saúde

Non-crop

Valor

Valor

Qualidade

Doenças
econ. ↓

cultural ↓

ambiente ↓

humanas ↑
Conserv.↑
Efeitos Adversos →

Grupos Funcionais
Herbívoros - praga X X X
Predadores/ Parasitóides X
Polinizadores de
culturas X X X
Decompositores de solo X X X
Espécies ameaçadas de
Extinção X
Doenças de plantas X

O que abordaremos:

- Processo de seleção de organismos não-alvo para
as ARA (espécies dentro de grupos funcionais)

- Rotas de Exposição

- Efeitos Adversos

- Hipóteses de Risco

Metodologia para Análise de Risco de Plantas
GM em Organismos não-alvo

Etapa (Tier) 1

Associação Significância Funcional no Seleção de
com a Cultura Sistema de Cultivo espécies:
Matriz 1

Priorizar espécies ou grupos de
espécies

Critérios para classificar dentro dos grupos
funcionais: 1. Associação com a cultura
 Distribuição Geográfica
 Especialização de Habitat
 Prevalência
 Abundância
 Fenologia
 da cultura
 ciclo de vida da espécie ou taxon na cultura

Obs.: critérios específicos para certos
grupos funcionais !!

Critérios para classificar dentro dos grupos
funcionais: 2. Significância Funcional

Qual a significância funcional da espécie ou
taxon?

GMO ERA Project

Biodiversidade funcional nos
agroecossistemas

Vegetação natural
Na cultura-alvo
próxima

Em outras culturas

GMO ERA Project

Significância Funcional para cada Espécie
ou Grupo de Espécies
Grupos Funcionais:
 Pragas -

 Herbívoros praga
 Patógenos praga
 Ervas daninhas
 Polinizadores
 Agentes de Controle
Biológico -
 Predadores
 Parasitas, patógenos e
parasitóides GMO ERA Project

Significância Funcional: critérios de seleção

• Potencial na cultura-alvo

• Potencial em outras culturas

• Potencial em áreas naturais

• Outros papeis ecológicos

GMO ERA Project

Matriz de Seleção 1
Grupo Funcional: Associação com a Significãncia
Predadores Cultura Funcional
DG EH P A Fe C OC VN OF Classificação

Vespa 3 1 3 2 1 1 1 2 ? 14
Polistes spp.
Percevejo 3 1 2 2 1 2 2 2 ? 15
Podisus nigrispinus
Joaninha 3 1 3 3 2 3 3 2 ? 20
Cycloneda sanguinea
Tesourinha 3 1 3 3 1 2 3 ? ? 16
Doru luteipes
Crisopídeos 3 1 2 2 2 3 1 2 ? 16
Chysoperla externa
Aranhas 3 1 3 3 1 ? 2 2 ? 15
Thomisidae

Grupo Funcional: Associação com a Significância
Predadores Cultura Funcional
GD HS P A TL C OC NA OF Classificação

Vespa 3 1 3 2 1 1 1 2 ? 14
Polistes spp.
Percevejo 3 1 2 2 1 2 2 2 ? 15
Podisus nigrispinus
Joaninha 3 1 3 3 2 3 3 2 ? 20
Cycloneda sanguinea
Tesourinha 3 1 3 3 1 2 3 ? ? 16
Doru luteipes
Crisopídeos 3 1 2 2 2 3 1 2 ? 16
Chysoperla externa
Aranhas 3 1 3 3 1 ? 2 2 ? 15
Thomisidae

Metodologia para Análise de Risco de Plantas
GM em Organismos não-alvo

Etapa (Tier) 2
Especificação de
Identificação medidas do efeito
Identificação
Rotas de adverso (endpoints)
Rotas Efeitos
Exposição Adversos
Identificação da
cadeia causal entre
o estressor e o
Construção Hipóteses de Risco efeito adverso

Priorizar hipóteses para Etapa (Tier) 3
espécies selecionadas ou Planejamento
processos Experimental

Exposição e Efeitos adversos

• Essa etapa é realizada somente com as espécies que
receberam as prioridades mais altas na Etapa 1.

• Essa etapa requer informação sobre o nível de
expressão do transgene específico.

GMO ERA Project

Examplo: Algodoeiro Bt no sul dos EUA (Akin et al 2002)

Table 1. Cry1Ac levels (ppm) among plant parts for three locations
2000 and 2001.

Plant part Concentration [ppm]

Terminal leaf 2.4 + 0.15 cd
Lower canopy leaf 3.6 + 0.35 a
Young square 1.8 + 0.15 ef
White flower petal 3.1 + 0.23 b
White stamen 2.7 + 0.13 bc
Pink petals 2.4 + 0.11 cd
Pink stamen 2.2 + 0.13 de
Young boll 2.1 + 0.15 de
10-14 d-old boll wall 2.9 + 0.21 b
10-14 d-old boll . internal contents 1.5 + 0.08 f

Numbers not followed by a common letter are significantly different
(p<0.05, Proc GLM; SAS Institute 1998).

GMO ERA Project

Examplo: Algodoeiro Bt no sul dos EUA (Akin et al 2002)

Table 2. Cry2Ab levels (ppm) among plant parts for three locations separated by year.

Concentration [ppm]

Plant part 2000 2001
Terminal leaf 13.5 + 2.07 f 5.5 + 0.80 ef
Lower canopy leaf 21.0 + 1.72 bc 14.4 + 0.34 a
Young square 15.5 + 1.52 ef 11.2 + 1.52 b
White flower petal 20.1 + 2.77 bcd 8.4 + 0.60 cd
White stamen 26.2 + 0.69 a 8.8 + 0.70 bcd
Pink petals 17.5 + 0.24 de 5.4 + 0.48 f
Pink stamen 18.8 + 2.17 cde 5.6 + 0.46 ef
Young boll 22.9 + 1.43 ab 8.0 + 1.76 cde
10-14 d-old boll wall 10.0 + 2.27 g 9.0 + 0.99 bc
10-14 d-old boll.internal contents 22.0 + 0.85 bc 6.4 + 0.32 def

Numbers not followed by a common letter are significantly different (p<0.05, Proc
GLM; SAS Institute 1998).

GMO ERA Project

Expressão da Toxina

Planta GM Folha Flor Estame Pólen Fruto Xilema Floema Raiz Exudados Autores
da raiz

Algodoeiro Akinet
Bt al
(Cry1Ac) +++ +++ ++ ++ (2002)

Green-
plate
et al.
+ (1998)

Algodoeiro Akin et
Bt al
(Cry 2Ab) ++ ++ +++ ++ (2002)

Milho Bt ++ Nguyen
(Cryi AB) (2004)

Saxena &
Stotzky
+++ + ++ + (2000)

GMO ERA Project

O nível de expressão do transgene
depende:

• Variedade da espécie na qual o transgene foi
inserido,
• Tecido da planta,
• Condições ambientais.

GMO ERA Project

Exposição e efeitos adversos como uma cadeia
causal hipotética

O que vocês entendem por Exposição?

GMO ERA Project

Exposição e efeitos adversos como uma cadeia
causal hipotética

O que vocês entendem por Exposição?
Exposição = condição de estar sendo submetido a uma
ação ou uma influência (ou: o contato ou a co-ocorrência
de um estressor com um receptor. EPA; USEPA 1998).
Estressor = qualquer entidade física, química ou biológica que
possa induzir uma resposta adversa.

Resposta Adversa ou Efeitos Adversos = trocas que são
consideradas indesejáveis porque elas alteram o valor estrutural ou
características funcionais dos ecossistemas ou de seus
componentes.
GMO ERA Project

Exposição e efeitos adversos como uma
cadeia causal hipotética

• Análise de exposição:
a) produtos dos transgene,
b) metabólitos do transgene, ou
c) trocas mediadas pelo transgene
na planta GM.

GMO ERA Project

Exemplo: Teia trófica no algodão

Cultura

Cultura + herbívoros
(incluindo polinizadores, microrganismos pragas, biota de solo e vetores)

Cultura + herbívoros + parasitóides/parasitas/predadores
(insetos, fungos, bactérias, ácaros, outros)

Cultura + herbívoros + parasitóides/parasitas/predadores +
hiperparasitóides/predadores

Teias Tróficas: Interações bitróficas e tritróficas
Exemplos: parasitóide/ planta
polinizador/ planta
predador/ planta

Néctar, pólen
polinizador
parasitóide de larva exudados
da planta
larva herbívoro

larva predador

Pólen
Tecidos das μg/g
folhas Floema
μg/g μg/g
Sabugo e palha
μg/g
Xilema μg/g
Acima do Solo Estames
μg/g
Abaixo no Solo Raízes μg/g

Exudados das raizes
μg/g

Exposição e efeitos adversos como uma cadeia causal hipotética

Consumidores em
níveis bitróficos

Pólen
Tecidos das μg/g
folhas Floema
μg/g μg/g
Sabugo e palha
μg/g
Xilema μg/g
μg/g

Exudados das raizes
μg/g

Consumidores em
níveis bitróficos

Exposição e efeitos adversos como uma cadeia causal hipotética

Consumidores em Consumidores em
níveis tróficos mais níveis bitróficos
elevados

Pólen
Tecidos das μg/g
folhas Floema
μg/g μg/g
Sabugo e palha
μg/g
Xilema μg/g
μg/g

Exudados das raizes
μg/g
Consumidores em
níveis tróficos mais Consumidores em
elevados níveis bitróficos

A exposição pode ocorrer:
• folhas, caules, brotações
• raízes, bulbos, rizomas
• frutos, sementes
• floema
• nectários florais e extra-florais
• exudados, xilema
• resíduos da planta, folhas senescentes e raízes
• exudados das raízes
• espécies herbívoras que se alimentaram na planta
• “honeydew” produzidos pelos homópteras
• outras excreções dos herbívoros (fezes)
• consumidores secundários (predadores, parasitóides
e parasitas)
GMO ERA Project

Matriz 1: Priorização de organismos não-alvo baseado em
princípios ecológicos.
Matriz 1 Ponto final: Lista de espécies/organismos classificados de
acordo com os riscos potenciais de exposição à cultura.

Seleção de espécies
ranqueadas com valores mais
alto

Matriz 2: Avaliação do potencial de exposição direta
e indireta ao transgene e/ou aos seus metabólitos.
Matriz 2 Ponto final: Lista de espécies classificadas de
acordo com o risco de exposição ao trasngene.

Grupo Funcional: Potencial de Significância
Predadores Exposição Funcional
GD HS P A TL C OC NA OF Classificação

Vespa 3 1 3 2 1 1 1 2 ? 14
Polistes spp.
Percevejo 3 1 2 2 1 2 2 2 ? 15
Podisus nigrispinus
Joaninha 3 1 3 3 2 3 3 2 ? 20
Cycloneda sanguinea
Tesourinha 3 1 3 3 1 2 3 ? ? 16
Doru luteipes
Crisopídeos 3 1 2 2 2 3 1 2 ? 16
Chysoperla externa
Aranhas 3 1 3 3 1 ? 2 2 ? 15
Thomisidae

A. Identificar as rotas de exposição (direta e
indireta):

• Direta: O inseto se alimenta na planta? É possível a exposição à
toxina ou já se conhece algum caso comprovado? Listar as
diferentes possibilidades.

• Indireta: A presa/hospedeiro são expostos à toxina? É possível a
exposição à toxina ou já se conhece algum caso? Listar as
diferentes possibilidades.

• A exposição altera o comportamento, alterando o nível de
exposição?

B. Classificar as espécies que são mais possíveis
de serem expostas à toxina:

• Use dados que possam indicar a possibilidade de exposição

• Podemos classificar as espécies em grupos:
- possivelmente serão expostas/ possivelmente Não serão
expostas OU
- probabilidade de exposição alta/ média/ baixa
OU

1 = alta probabilidade de exposição
2 = média probabilidade de exposição
3 = baixa probabilidade de exposição
GMO ERA Project

Matriz 2
É necessário conhecermos o nível de
expressão da toxina!
Classificação:
1 = alta probabilidade de exposição
2 = média probabilidade de exposição
3 = baixa probabilidade de exposição

Classificações são frequentemente relativas e
depende do conhecimento de especialistas !!!

Incertezas e Precaução

• Preencher as lacunas do conhecimento com respostas que
poderão resultar: alta exposição ou possivelmente será
exposta (isso é o “pior cenário possível” de acordo com o
Protocolo de Cartagena)

• Classificar as espécies assumindo e não assumindo o
“pior cenário possível”.

• Se o “pior cenário possível” indica que as espécies poderão
ser altamente expostas à toxina, então será importante
coletar dados para reduzir essas incertezas.

GMO ERA Project


Potencial Máximo de Exposição Classificação
Espécie Sig
ME CE NE Final
Percevejo
2 2 1 2 2
Podisus nigrispinus

Joaninha
2 2 1 1 1
Cycloneda sanguinea
Crisopídeos
MD, CE: 2
2 ou 3 2 ou 3 1 1
Chysoperla externa NE: 1

Aranhas
3 3 3 3 3
Thomisidae

Efeitos adversos resultantes
das rotas de exposição

I. Caracterização de Efeito Adverso

• O que é um efeito adverso?



Mudanças que são consideradas indesejáveis
porque elas alteram o valor estrutural ou
características funcionais dos ecossistemas ou
de seus componentes.

Exemplos:
- decréscimo no controle biológico de
populações de insetos-praga.
- redução população de abelhas
polinizadoras.
- surgimento de novas pragas.
- desenvolvimento de resistência ao
inseticida Bt.

GMO ERA Project

1. Caracterização do Efeito Adverso

O que é caracterização do efeito
adverso?
Caracterização das consequencias negativas
potenciais de cada efeito adverso.

GMO ERA Project

Consequências do efeito adverso

• Magnitude
• Tempo
• Escala espacial
• Reversibilidade

Impacto Ambiental de Organismo
Geneticamente Modificado (OGM)
Vai depender (entre outros):
 Da espécie na qual a nova característica foi
introduzida.
 Da espécie doadora do gene de interesse.

 Do produto de expressão do gene.
 Dos outros genes presentes no “cassete de
expressão”.
 Do ambiente no qual o OGM será introduzido.

Plantas GM podem afetar
os Inimigos Naturais:
 Diretamente através da alimentação sobre partes
da planta que expressam a proteína,

 Indiretamente através da utilização de presas que
se alimentam sobre plantas GM,

 Indiretamente reduzindo as populações de presas
(biodiversidade agrícola),

 Indiretamente através da interferência na
comunicação química planta-presa-IN.

Estressor Planta Bt

Bt -> afídeos Polen Bt
Rota de alimentando nessa
Exposição planta
Hipotética
Toxina Bt ingerida
pela joaninha
Seleção do
Ponto Final de
Mortalidade ou Avaliação
redução da
Rota dos adaptabilidade
Rota Efeitos devido a ingestão
Causal Adversos da toxina Bt
Hipótéticos
Redução na população
do predador

Redução no controle
Efeitos biológico natural
Adversos Aumento de pragas
Ponto Final secundárias ou outras
(“Endpoint”) pragas não-alvo da
planta Bt.

Caracterização de Efeito Adverso:
Definir um Ponto Final
de Avaliação (“Endpoint”)
O que é um Ponto Final de Avaliação?

É definido em Diretrizes para Avaliação de
Risco Ecológico (EUA EPA, 1998) como
"uma expressão explícita do valor ambiental a
ser protegido, operacionalmente definido
como uma entidade ecológica e seus
atributos.”

Caracterização de Efeito Adverso:
Definir um Ponto Final
de Avaliação (“Endpoint”)
O que é um Ponto Final de Avaliação?

Entidade ecológica
(espécie, grupo funcional, população, comunidade,)
+
Atributo
(fecundidade, densidade, número de espécies, etc )

(US EPA 1998)

Ponto Final de Avaliação =
População de Doru luteipes no milho Bt (entidade ecológica)
+ densidade de adultos na área, etc (atributo)

- Densidade
Foto: Ivan Cruz populacional de
adultos e imaturos
no milho Bt Ponto
+ - Mortalidade
Final de
quando alimentada Avaliação
com lagartas que
se alimentaram em
Doru luteipes milho Bt. Etc...

Estressor Planta Bt

Bt -> afídeos Polen Bt
Rota de alimentando nessa
Exposição planta
Hipotética
Toxina Bt ingerida
pela joaninha
Seleção do
Mortalidade ou Ponto Final de
redução da Avaliação
Rota dos adaptabilidade
Rota Efeitos devido a ingestão
Causal Adversos da toxina Bt
Hipótéticos
Redução na população
do predador

Redução no controle
Efeitos biológico natural
Adversos Aumento de pragas
End point secundárias ou outras
pragas não-alvo da
planta Bt.

Ranqueando as Hipóteses de Risco
Aumento da adaptabilidade e
preferência por plantas
Toxina Bt hospedeiras GM
ingerida pelo
pulgão do
algodoeiro
Redução dos predadores ou
parasitóides

Algodoeiro Aumento de
Bt Redução dos predadores ou
herbívoros não-alvo
parasitóides
Iniciador
Toxina Bt
ingerida por Ausência ou baixa
herbívoro alvo abundância de competidores Novas pragas
herbívoros
Perda de produção

Redução no uso de pesticidas “Endpoint”

Probabilidade: qual é a chance de ocorrência de cada hipótese
de risco?

Ranqueando as Hipóteses de Risco
Aumento da adaptabilidade e
preferência por plantas
Toxina Bt hospedeiras GM
ingerida pelo
pulgão do
algodoeiro
Redução dos predadores ou
parasitóides

Algodoeiro Aumento de
Bt Redução dos predadores ou
herbívoros não-alvo
parasitóides
Iniciador
Toxina Bt
ingerida por Ausência ou baixa
herbívoro alvo abundância de competidores Novas pragas
herbívoros
Perda de produção

Redução no uso de pesticidas “Endpoint”

Viabilidade: as hipóteses podem ser testadas?

Testable hypothesis of risk
Estratégias para testar um grupo de
hipóteses de risco

 Ligações causais fracas
 Ligações causais chaves
 Experimentos fácies e difíceis
 Escalonar os testes
 “Endpoints” experimentais

 Ligações causais fracashypothesis of risk
Testable
 Ligações causais chaves
1) Milho Bt resistente a lagartas, parasitóide de ovos de lagartas
Trichogramma sp. (Hymenoptera: Trichogrammatidae).

2) Milho Bt resistente a lagartas, predador de larvas de instar I de S.
frugiperda, Doru luteipes (Scudder, 1876) (Dermaptera: Forficulidae).

Hipóteses de Risco Testáveis
Experimentos para testar as hipóteses:
 Se assegure que o parasitóide será exposto a toxina
Bt.
 Considere as características do ciclo de vida e
comportamento de alimentação do parasitóde.
 Considere a biologia e comportamento de
alimentação do hospediero.
 Considere as taxas de mortalidade das larvas do
parasitóde.
 Considere o impacto do parasitóide no controle
biológico de pragas: populações naturais X
populações liberadas.
GMO ERA Project

Testable hypothesis of risk

2. Ranqueando os testes para as
Hipóteses de Risco

 Probabilidade: qual é a chance disso ocorrer?
 Viabilidade: essa hipótese pode ser testada?

GMO ERA Project

 Avaliar o conteúdo de toxina Bt dentro dos ovos dos
herbívoros (hospedeiro do parasitóide).
 Determinar se a toxina Bt afeta os imaturos do
Trichogramma (desenvolvimento e sobrevivência)
 Determinar se o comportamento de busca do Trichogramma
é afetado pela presença da toxina Bt dentro dos ovos do
herbívoro.
 Avaliar o impacto geral da mortalidade ou redução de
adaptabilidade do Trichogramma no controle biológico.

Probabilidade
GMO ERA Project

 Avaliar o conteúdo de toxina Bt dentro dos ovos dos
herbívoros (hospedeiro do parasitóide).
 Determinar se a toxina Bt afeta os imaturos do
Trichogramma (desenvolvimento e sobrevivência)
 Determinar se o comportamento de busca do Trichogramma
é afetado pela presença da toxina Bt dentro dos ovos do
herbívoro.
 Avaliar o impacto geral da mortalidade ou redução de
adaptabilidade do Trichogramma no controle biológico.

Viabilidade
GMO ERA Project

Análise de Risco:

Formulação do Problema

Caracterização Caracterização Avaliação
da Exposição dos Efeitos do Risco

Caracterização
do Risco

Estratégias de
Manejo Manejo de Risco
do Risco Modificado de R.Hill (2005)
EPA (1998)
Monitoramento EU (2002)

e Avaliação

A qualidade da
Formulação do Problema
avaliação dependerá
do grau de
Caracterização Caracterização Avaliação
conhecimento
da Exposição dos Efeitos do Risco
existente (sobre o que
Caracterização
será realizado e sobre
do Risco
os efeitos esperados).
Estratégias de
Manejo Manejo de Risco
do Risco Modificado de R.Hill (2005)
Monitoramento EPA (1998)
EU (2002)
e Avaliação

Fonte: http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/43/executivesummary/default.asp, Página
consultada em 11/04/2012.

Plantas Bt liberadas para plantio comercial no Brasil
Proteína
Cultura Nome comercial Pragas-alvo
expressa
Monsanto: Spodoptera frugiperda, Heliothis
Milho Mon810 - Cry1Ab virescens, Helicoverpa zea,
Yieldgard Diatraea saccharalis.
Spodoptera frugiperda, Heliothis
Milho Syngenta: Bt11 Cry1Ab virescens, Helicoverpa zea,
Diatraea saccharalis.
Dow/Pioneer e
Dupont: Spodoptera frugiperda, Heliothis
Milho Cry1F
Herculex - virescens, Helicoverpa zea,
TC1507 Diatraea saccharalis.
Helicoverpa zea, Spodoptora
Syngenta: MIR frugiperda, Agrotis ipsilon,
Milho Vip3A
162 Ostrinia nubialis, Striacosta
albicosta.
Spodoptera frugiperda, Heliothis
Monsanto: Cry1A.105 e
Milho virescens, Helicoverpa zea,
Mon89034 Cry2Ab2
Diatraea saccharalis
Monsanto:
Milho Cry3Bb1A Larvas de Diabrotica sp.
Mon88017

Proteína
Cultura Nome comercial Pragas-alvo
expressa
MON 87701 x Cry1Ac e
Soja Lepidopteras e resistência a herbicida
MON 89788 CP4 EPSPS
Alabama argillacea, Pectinophora
Monsanto: Bollgard
Algodão Cry1Ac e NPTII gossypiella e Heliothis virescens. Resistência
- Evento 531
a herbicida
A. argillacea, H. virescens, P. gossypiella e
Monsanto: Bollgard II Cry1Ac, Cry2Ab2 Spodoptera frugiperda. Parcial para
Algodão
- evento MON 15985 e NPTII Spodoptera spp. e Helicoverpa zea.
Resistência a herbicida.
Alabama argillacea, Heliothis virescens,
Monsanto: MON Cry1Ac, NPTII e
Algodão Helicoverpa zea e Pectinophora gossypiella.
531 x MON 1445 CP4 EPSPS
Resistência a herbicida.
Heliothis virescens, Helicoperva zea,
Dow AgroSciences: Spodoptera frugiperda, Alabama argillacea,
Algodão Widestrike - Cry1Ac, Cry1F e Pectinophora gossypiella, Spodoptera
Algodão
evento 281-24-236 x PAT exigua, Spodoptera eridania, Spodoptera
3006-210-23 frugiperda, Pseudoplusia includens,
Trichoplusia ni. Resistência a herbicida.
Alabama argillacea, Helicoverpa zea,
Bayer: Algodão
Cry1Ab, Cry2Ae Heliothis virenscens, Spodoptera spp,
Algodão TwinLink - evento
e PAT Pectinophora gossypiella e Pseudoplusia
T304-40 x GHB119
includens. Resistência a herbicida.

Wolfenbarger et al 2008

1) Estudos de campo conduzidos entre 1992 e 2006,

2) Culturas GM (algodão, milho e batata) que expressam uma ou mais
proteínas de B. thuringiensis,

3) No total, foram analisados 2.981 observações de 131 experimentos
relatados em 47 estudos de campo publicados,

4) Estudos que mediram o efeito da cultura GM na abundância de
artrópodes não-alvo (predadores, parasitoides, onivoros, detritívoros)
em relação a um controle não GM (culturas com aplicação de
inseticidas),

5) Estudos que trazem médias acompanhadas de desvio padrão (ou
erro padrão),

6) Estudos publicados em inglês,


“Predators were less abundant in Bt cotton compared to unsprayed non-Bt
controls. As expected, fewer specialist parasitoids of the target pest
occurred in Bt maize fields compared to unsprayed non-Bt controls, but no
significant reduction was detected for other parasitoids.

Numbers of predators and herbivores were higher in Bt crops compared to
sprayed non-Bt controls, and type of insecticide influenced the magnitude
of the difference.

Omnivores and detritivores were more abundant in insecticide-treated
controls and for the latter guild this was associated with reductions of their
predators in sprayed non-Bt maize. No differences in abundance were
found when both Bt and non-Bt crops were sprayed.

Predator-to-prey ratios were unchanged by either Bt crops or the use of
insecticides; ratios were higher in Bt maize relative to the sprayed non-Bt
control.”


“Conclusions/Significance: Overall, we find no uniform
effects of Bt cotton, maize and potato on the functional
guilds of non-target arthropods. Use of and type of
insecticides influenced the magnitude and direction of
effects; insecticde effects
were much larger than those of Bt crops.

These meta-analyses underscore the importance of using
controls not only to
isolate the effects of a Bt crop per se but also to reflect the
replacement of existing agricultural practices.”

Lovei, et al (2009). Environ. Entomol. 38(2): 293-306.


- 80 estudos de laboratório e CV publicados até meados
de 2007,

- Estudos que tinham: um controle (não toxina ou a
planta não GM), toxina purificada e ativada em dieta
artificial, a planta GM ou partes dela, ou extratos da
planta GM,

- 55 estudos com toxinas Cry, 27 com inibidores de
proteinase e 2 com ambas toxinas,

- Variáveis: comportamentais (resposta a voláteis,
preferencia de alimentação, consumo de presa, tempo
até o pouso, ect); ciclo de vida (tempo de
desenvolvimento, tx sobrevivência, reprodução, razão
sexual, atividade enzimática).

“This synthesis identifes a continued bias toward studies on a few
predator species, especially the green lacewing, Chrysoperla carnea
Stephens, which may be more sensitive to GM insecticidal plants
(16.8% of the quantiÞed parameter responses were signiÞcantly
negative) than predators in general (10.9% significantly negative
effects without C. carnea).

Parasitoids were more susceptible than predators to the effects of both
Cry toxins and proteinase inhibitors, with fewer positive effects
(18.0%, significant and nonsignificant positive effects combined) than
negative ones (66.1%, significant and nonsignificant negative effects
combined).

GM plants can have a positive effect on natural enemies (4.8% of
responses were significantly positive), although significant negative
(21.2%) effects were more common.

Although there are data on 48 natural enemy species, the database is
still far from adequate to predict the effect of a Bt toxin or proteinase
inhibitor on natural enemies.”

Quadro I - Proteínas Bt avaliadas em abelhas por meio de testes de toxicidade oral
(Lima, MA, 2008)
Espécie Toxina Concentração Tipo de alimento Resultados Referência
testada testada
Apis Cry1Ba 0,625mg Pólen misturado a Sobrevivência e massa da Malone et
mellifera toxina /g dieta complementos glândula hipofaringeana al., 2004
de pólen alimentares (operárias) inalteradas
Apis Cry1Ab 5ng de toxina/ Pólen de milho Bt Sobrevivência e massa da Babendreier
mellifera g de pólen e solução de glândula hipofaringeana et al., 2005
seco e 14,4µg açúcar misturada (operárias) inalteradas
de toxina/ml à toxina
de solução de
açúcar
Apis Cry1Ac 0,4; 0,2 e 0,1 Pólen de álgodão Mortalidade e atividade da Liu et al.,
mellifera de pólen/ml de Bt expressando enzima superóxido dismutase 2005
solução de Cry1Ac (operárias) inalteradas
açúcar
Apis Cry1Ab 1000g Solução de açúcar Mortalidade, taxas de consumo Ramirez-
mellifera Cry1Ab/kg do xarope e capacidade de Romero et
solução aprendizado inalteradas al., 2005
(operárias). Houve redução na
atividade forrageadora durante
e depois do tratamento
Apis Cry1Ab 0,0014% de Pólen de milho Bt Comunidade bacteriana Babendreier
mellifera massa de e solução de intestinal de operárias et al., 2007
toxina em açúcar misturada inalterada
solução à toxina
Apis Cry1Ab 2,8 ou 6,2ng Pólen de milho Bt Atividade forrageadora, Rose et al.,
mellifera de puro e misturado à performance da colônia, 2007

(Lima, MA, 2008)
Espécie Toxina Concentraç Tipo de alimento Resultados Referência
testada testad ão
a
Apis Cry1Ba 0,625mg Pólen misturado a Sobrevivência e massa da Malone et
mellifera toxina /g complementos glândula hipofaringeana al., 2004
dieta de alimentares (operárias) inalteradas
pólen
Apis Cry1Ab 5ng de Pólen de milho Bt Sobrevivência e massa da Babendreier
mellifera toxina/ g de e solução de glândula hipofaringeana et al., 2005
pólen seco e açúcar misturada (operárias) inalteradas
14,4µg de à toxina
toxina/ml de
solução de
açúcar
Apis Cry1Ac 0,4; 0,2 e 0,1 Pólen de álgodão Mortalidade e atividade da Liu et al.,
mellifera de pólen/ml Bt expressando enzima superóxido dismutase 2005
de solução Cry1Ac (operárias) inalteradas
de açúcar
Apis Cry1Ab 1000g Solução de Mortalidade, taxas de consumo Ramirez-
mellifera Cry1Ab/kg açúcar do xarope e capacidade de Romero et
solução aprendizado inalteradas al., 2005
(operárias). Houve redução na
atividade forrageadora durante
e depois do tratamento
Apis Cry1Ab 0,0014% de Pólen de milho Bt Comunidade bacteriana Babendreier
mellifera massa de e solução de intestinal de operárias et al., 2007
toxina em açúcar misturada inalterada
solução à toxina

(Lima, MA, 2008). (...continuação...)

Apis Cry1Ab 2,8 ou 6,2ng Pólen de milho Bt Atividade forrageadora, Rose et al.,
mellifera de puro e misturado performance da colônia, 2007
toxina/abelh à solução de mortalidade e desenvolvimento
a açúcar de operárias inalterados

Apis Cry1Ab 3 e 5000ppb Solução de açúcar Dose elevada alterou Ramirez-
mellifera (parte por comportamento alimentar de Romero et
bilhão) de aprendizagem de operárias al., 2008
toxina em
solução

Apis Cry1Ac 50µg Cry1Ac Dieta larval
Sobrevivência e tempo de Lima et al.,
mellifera /larva artificial desenvolvimento larval no prelo
inalterados
Bombus Cry1Ac 11ng de Pólen misturado à Consumo de pólen, massa das Morandim &
occidentali toxina/ g de solução de açúcar operárias, tamanho da colônia, Winston,
se dieta de (2 partes de quantidade de cria e produção 2003
Bombus pólen massa de pólen: 1 de rainhas e machos
impatiens parte de massa inalterados
de açúcar)

Quadro II - Inibidores de protease testados em abelhas por meio de testes
de toxicidade oral. (Lima, MA, 2008)
Espécie Inibidor Concentrações Tipo de Resultados Referência
testada testado alimento
1

Apis BBI e 0,01; 0,1 e Solução de Aumento da mortalidade, Pham-Delègue et
mellifera SBTI 0,1 mg/ml açúcar diminuição da capacidade al., 2000
de aprendizado e da
atividade de proteases
intestinas de operárias
Apis Aprotini 2,5mg/g Pólen misturado Diminuição da longevidade Malone et al., 2001
mellifera na a complementos e voo precoce de operárias
alimentares
Apis SBTI 0,1 e 1% do Dieta artificial Diminuição da Brodsgaard et al.,
mellifera total de sobrevivência, tempo de 2003
proteínas desenvolvimento e massa
(massa:massa) corporal das larvas
Apis Aprotini 2,5 mg/g de Pólen misturado Glândula hipofaringeana de Malone et al., 2004
mellifera na dieta a complementos operárias tratadas
alimentares apresentou maior massa;
longevidade e taxa de
consumo de alimento de
operárias inalteradas

Apis BBI 100µg.ml-1 Solução de Atividade forrageadora Dechaume-
mellifera açúcar inalterada Moncharmont et al.,
2005

Quadro II - Inibidores de protease testados em abelhas por meio de testes
de toxicidade oral (Lima, MA, 2008). (... Continuação...)

Apis BBI 100µg.ml-1 Solução de Atividade forrageadora Dechaume-
mellifera açúcar inalterada Moncharmont et
al., 2005
Apis SBTI 1%, 0,5% Solução de pólen Redução do teor de Sagili et al., 2005
mellifera e 0,1% da e açúcar proteína da glândula
dieta hipofaringeana, da
atividade proteolítica
intestinal e da
sobrevivência de
operárias adultas

Apis SBTI 0,1% e 1% Solução de Redução da Babendreier et
mellifera (massa:vol açúcar sobrevivência e da al., 2007
ume) comunidade bacteriana
intestinal de operárias

Bombus BPTI 10; 5; 1; Pólen misturado Efeitos na Malone et al.,
terrestris POT-1 0,1 e a complementos sobrevivência 2000
POT-2 0,001 alimentares (operárias adultas)
mg.g-1

Curso: Capacitação na Aplicação e Biossegurança
Ambiental de Plantas Geneticamente Modificadas
26 a 30 de novembro de 2012
Embrapa Milho e Sorgo

Análise de Risco de Plantas GM sobre
Obrigada!!!
Carmen Pires*
carmen.pires@embrapa.br
*carmen.pires@embrapa.br

Ministério da
Agricultura, Pecuária
e Abastecimento

Análise de Risco de Plantas GM sobre Organismos não-alvo

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