Role of Sesamia nonagrioides and Ostrinia nubilalis as Vectors of Fusarium spp. and Contribution of Corn Borer-Resistant Bt Maize to Mycotoxin Reduction

Abstract

Maize expressing Cry1Ab insecticidal toxin (Bt maize) is an effective method to control Sesamia nonagrioides and Ostrinia nubilalis, the most damaging corn borers of southern Europe. In this area, maize is prone to Fusarium infections, which can produce mycotoxins that pose a serious risk to human and animal health, causing significant economic losses in the agrifood industry. To investigate the influence of corn borer damage on the presence of Fusarium species and their mycotoxins, Bt maize ears and insect-damaged ears of non-Bt maize were collected from commercial fields in three Bt maize growing areas in Spain, and differences in contamination were assessed. Additionally, larvae of both borer species were collected to evaluate their role as vectors of these molds. Non-Bt maize ears showed significantly higher presence of F. verticillioides, F. proliferatum, and F. subglutinans than Bt maize ears. For the first time, Fusarium species have been isolated from larvae of the two species. The most frequently found mycotoxins in ears were fumonisins, with non-Bt ears being significantly more contaminated than those of Bt maize. High levels of fumonisins were shown to correlate with the occurrence of corn borers in the ear and the presence of F. verticillioides and F. proliferatum.

El maíz es uno de los cultivos más importantes a nivel mundial. El uso de plantas modificadas genéticamente resistentes a insectos que expresan toxinas Cry de Bacillus thuringiensis (maíz Bt), supone un control muy efectivo frente a los taladros del maíz Ostrinia nubilalis y Sesamia nonagrioides muy dañinos del sur de Europa. En esta zona, el maíz es propenso a las infecciones por especies de Fusarium, que pueden producir micotoxinas que suponen un grave riesgo para la salud humana y animal, causando importantes pérdidas económicas en la industria agroalimentaria Para investigar la influencia de los daños causados por estos insectos en la presencia de especies de Fusarium y sus micotoxinas, recogimos mazorcas de maíz Bt y no Bt en campos comerciales de tres zonas de cultivo en España evaluándose las diferencias de contaminación. Además, recogimos larvas de ambas especies para evaluar su papel como vectores de estos mohos. Las mazorcas de maíz no Bt mostraron una presencia significativamente mayor de F. verticillioides, F. proliferatum y F. subglutinans que las de maíz Bt. Por primera vez se han aislado especies de Fusarium en las larvas de las dos especies.Las micotoxinas más frecuentemente encontradas fueron las fumonisinas, estando las mazorcas no Bt más contaminadas que las de maíz Bt. Los altos niveles de fumonisinas se correlacionan con la aparición de taladros del maíz en la mazorca y con F. verticillioides y F. proliferatum. Por lo tanto el uso del maíz Bt podría incorporarse a las buenas prácticas agrícolas y en los programas de gestión integrada de plagas, favoreciendo la producción de la cosecha y la seguridad alimentaria. Este estudio se ha realizado en colaboración con dos investigadoras de CIB- CSIC y una del ISPA en Italia.