Evaluación de mecanismos de resistencia a insecticidas en Frankliniella occidentalis (Pergande): implicación de carbosilesterasas y acetilcolinesterasas.

Abstract

El trips occidental de las flores, Frankliniella occidentalis (Pergande) (Thysanoptera: Thripidae), es una de las plagas más importantes en los cultivos hortícolas de nuestro país, ya que se trata de uno de los principales vectores en la transmisión del virus del bronceado del tomate. De forma general, los medios químicos son los más ampliamente utilizados en su control, aunque presenta serias dificultades ya que se requieren aplicaciones reiteradas y, además, la gama de materias activas y formulados para el control de esta plaga es bastante reducida. En España se han documentado fallos en su control desde el año 2001, como consecuencia del desarrollo de resistencia a los insecticidas comúnmente empleados. <br/>En este contexto, en este trabajo se estudiaron los mecanismos responsables de la resistencia frente a los insecticidas en poblaciones españolas de F. occidentalis. Se evaluaron tanto mecanismos de destoxificación, como modificaciones de los puntos diana. En lo que respecta a los mecanismos de destoxificación se realizó un estudio cualitativo y cuantitativo de la actividad esterasa como posible mecanismo implicado en la resistencia en poblaciones procedentes de diferentes invernaderos comerciales y experimentales. Los resultados obtenidos indicaron que las esterasas se encontraban implicadas en la resistencia a los insecticidas acrinatrina y metiocarb en los estados iniciales de la resistencia. Concretamente, un grupo de tres isoenzimas, con baja movilidad electroforética y elevada intensidad en la tinción, se asoció con la resistencia a estos insecticidas. Además, se determinó que los insectos que presentaban dicho grupo de bandas mostraban, a su vez, una mayor actividad esterasa frente al sustrato &#61537;-naftil acetato, ratificando la relación entre tales bandas y la resistencia mostrada por los insectos. Por otro lado, se realizó un análisis in vitro e in vivo del efecto producido por diversos compuestos sinergistas sobre la actividad esterasa en poblaciones seleccionadas en el laboratorio, para poder determinar con mayor precisión lo que ocurre en el interior del insecto cuando estos compuestos son aplicados junto con los insecticidas, ya que la especificidad de los sinergistas es relativa y ha de ser estudiada para cada especie. Los resultados de estos estudios indicaron que los tres sinergistas utilizados, DEF, PBO y metiocarb, inhibían la actividad esterasa cuando eran aplicados in vitro, aunque en diferente grado, siendo el PBO considerablemente menos efectivo. Sin embargo, en las condiciones utilizadas en los estudios in vivo, tan solo el DEF resultó ser efectivo, y máxime al cabo de una hora tras su aplicación. <br/>Después de los sistemas de destoxificación, la modificación de las dianas es el segundo mecanismo más común como responsable de la resistencia. En este sentido, se llevó a cabo un estudio cualitativo y cuantitativo de la actividad colinesterasa, como posible diana modificada causante de la resistencia. El estudio se realizó en insectos recogidos en campo y seleccionados en laboratorio, ya que en ambos casos se encontraron poblaciones cuya resistencia no podía ser explicada únicamente por efecto de las enzimas de destoxificación. De los resultados obtenidos se cuestiona la presencia de la enzima butirilcolinesterasa en los trips (como se apunta en algunos trabajos) y, por otro lado, se sugiere que una modificación en las acetilcolinesterasas de F. occidentalis podría ser un mecanismo implicado en la resistencia frente al insecticida metiocarb. Del mismo modo, un aumento de la actividad de esta enzima también parecía conferir resistencia, aunque en mucho menor grado.

In this work we have studied the mechanisms responsible for resistance to insecticides in Spanish populations of Frankliniella occidentalis, one of the most important pest in vegetable crops in our country.<br/>Regarding to the mechanisms of detoxification, a study of the esterase activity was performed to evaluate its implication in the resistance. Our results indicated that a group of three isoenzymes esterase was involved in the early resistance to acrinathrin and methiocarb insecticides. Moreover, it was found that insects with this group of electrophoretic bands presented increased esterase activity to &#61537;-naphthyl acetate substrate, suggesting a relationship between such bands and resistance. Furthermore, it was performed an in vitro and in vivo analysis of the effect of various synergist compounds on the esterase activity. The three synergists used, namely DEF, PBO and methiocarb, inhibited the esterase activity when they were applied in vitro; the PBO was the less effective compound. However, only DEF proved to be effective in the in vivo studies, in particular one hour after its application. <br/>Besides detoxification systems, target sites modifications are also a common resistance mechanism. In this sense, we performed a qualitative and quantitative study of cholinesterase activity. Our findings questioned the presence of a butirilcholinesterase in thrips (as outlined by some other authors) and, on the other hand, suggested a change in acetylcholinesterase enzyme of F. occidentalis as a mechanism involved in resistance to methiocarb insecticide. Similarly, an increase in the acetylcholinesterase activity also appeared to confer resistance, although to less degree.