Dilución de rasgos genéticos.

Un método para controlar una población de insectos diana capaces de tener reproducción sexual,

comprendiendo dicho método:

inhibir o revertir la propagación, en dicha población, de un primer rasgo genético de resistencia a un pesticida, de tipo no salvaje, mediante la introducción de individuos sexualmente compatibles que son sustancialmente homocigóticos para un homólogo sensible de tipo salvaje del rasgo de resistencia en la población diana; teniendo la forma heterocigótica del rasgo de resistencia un nivel de aptitud asociado menor en comparación con los homocigóticos resistentes en presencia del pesticida, y teniendo ambas formas homocigótica resistente y heterocigótica un nivel de aptitud asociado menor en comparación con la forma homóloga homocigótica sensible en ausencia del pesticida;

comprendiendo además dicho método:

el tratamiento con el pesticida y el uso de plantas refugio para permitir la supervivencia de los miembros no resistentes de la población;

en el que los individuos liberados en la población diana son transgénicos modificados para que porten un segundo rasgo que es letal dominante, o que produce una aptitud media menor en al menos una generación posterior.

Dilución de rasgos genéticos La presente invención se refiere a un método para controlar una población de insectos diana capaces de tener reproducción sexual, inhibiendo o revirtiendo la propagación de la resistencia a un pesticida en dicha población.

Continuamente se están buscando formas de controlar las plagas, y en especial las que atacan a cultivos importantes o que son capaces de propagar enfermedades. Con cada nueva estrategia descubierta para eliminar o neutralizar una plaga, se plantea el problema de que la plaga en cuestión desarrolle resistencia o se haga inmune a dicha estrategia.

Por ejemplo, la proteína Cr y 1Ac de Bacillus thuringensis puede expresarse de manera satisfactoria en muchos cultivos importantes y es eficaz como pesticida, tanto cuando se utiliza como un pulverizado como cuando es expresada por la propia planta. Sin embargo, ya se han advertido casos de resistencia a la toxina Bt entre la población de las polillas de las coles (Plutella xylostella) , por ejemplo. A medida que se propage la resistencia se tendrán que descubrir estrategias alternativas para controlar las poblaciones plaga.

Los genes de resistencia en general confieren un nivel de desventaja selectiva. Si éste no fuera el caso, entonces los genes ya estarían normalmente presentes a niveles sustanciales en la población, y se propagarían con muchísima rapidez en cuanto el uso de la toxina fuese algo habitual. Estos genes pueden ejercer su efecto bloqueando una vía concreta o evitando que una sustancia concreta atraviese la membrana celular, por ejemplo.

Incluso en el nivel más sencillo, en el que sólo un locus está asociado a la resistencia, la mayoría de los genes de resistencia muestran cierto grado de codominancia o dominancia parcial. Por tanto, las plagas que son heterocigóticas para el gen de resistencia siguen mostrando cierta resistencia a la toxina, en especial a nivel bajos de toxina. Este no siempre es el caso y cierta resistencia a Bt, por ejemplo, parece ser puramente recesiva, es decir, si el insecto no es homocigótico para la resistencia entonces no hay resistencia.

Por consiguiente, la propagación de la resistencia a menudo es difícil de detectar, puesto que solamente los insectos heterocigóticos para el gen de resistencia mostrarán sólo alguna ventaja selectiva en áreas en las que se emplea el pesticida y, para cuando el insecto homocigótico empieza a ser frecuente, una gran proporción de la población contendrá al menos un gen resistente, de forma que el efecto de hecho es que una población resistente ha aparecido "de la nada".

Se emplean diversas estrategias para minimizar la resistencia a pesticidas. Habitualmente, estas estrategias incluyen: procurar minimizar el uso, reduciendo con ello la presión selectiva para el desarrollo de la resistencia; el uso de diferentes toxinas en combinación, así como el desarrollo y la utilización de nuevos pesticidas, para no fomentar el desarrollo de resistencia frente a un pesticida concreto; el uso de toxinas en una formulación a alta concentración para aumentar el efecto sobre los individuos heterocigóticos o débilmente resistentes; y el uso de pesticidas dentro de un marco de gestión de plagas integrado.

Otros métodos para reducir el tamaño de la población plaga, tales como el uso de técnicas de insectos estériles (SIT) convencionales, también tienen el efecto de aumentar el nivel de endogamia, lo cual puede aumentar la tasa en que aparecen genotipos resistentes homocigóticos. Un problema concreto asociado con este técnica se relaciona con la aptitud, o la competitividad, de los insectos estériles, que puede ser tan baja como de una décima parte de la del tipo salvaje. Suponiendo que la cantidad eliminada en la siguiente generación mediante esta técnica puede ser sólo del 50%, por 100% de liberación por comparación numérica con la población salvaje, es necesario liberar una cantidad de varias veces en exceso la población indígena para que tenga un efecto significativo.

En fechas más recientes, en especial con el uso de los cultivos Bt, ha empezado a emplearse la "estrategia de dosis alta/refugio". En esta estrategia, se proporciona un "refugio" de plantas no transformadas, además de las plantas Bt. El objetivo es fomentar la proliferación de insectos sensibles, o de tipo salvaje, en las áreas refugio, de forma que los genes sensibles continúen fomentándose y propagándose por los insectos resistentes para diluir la aparición de resistencia. La "dosis alta" se refiere a las plantas, que proporcionan una dosis suficientemente alta de la toxina Bt como para matar a todos los insectos que son sólo heterocigóticos para la resistencia, obligando con ello a que la resistencia se convierta en un rasgo recesivo, es decir, sólo los insectos homocigóticos para el gen de resistencia sobrevivirán. Entonces, los genes sensibles que son portados por los insectos que se aparean en los refugios servirán para generar individuos heterocigóticos que no pueden sobrevivir en las plantas de dosis alta. El uso de la estrategia de dosis alta/refugio no excluye el uso complementario de pesticidas u otros métodos de control de plagas.

Los modelos de poblaciones demuestran que esta estrategia debería limitar en gran medida la propagación de la resistencia, pero en general sólo son eficaces para frenarla. Incluso con 50% de áreas refugio, la propagación completa de la resistencia sólo puede retrasarse en 10 años, tras lo cual puede esperarse que una resistencia sustancial o completa haya hecho que la toxina sea inservible.

Además, es probable que al usuario final le cueste mucho observar el cumplimiento de esta estrategia, ya que los intereses comerciales inmediatos del agricultor no pasan por no utilizar ninguna estrategia de control de plagas o una estrategia subóptima, en un porcentaje significativo de la cosecha, para dejar que potencialmente 20% o más de la cosecha sea destruida por plagas, sólo para poder seguir utilizando esa misma toxina después de 10 años. Aunque este efecto puede mitigarse mediante el uso de otros pesticidas en los refugios, seguirá existiendo la tentación de no plantar refugios.

También existe la posibilidad de emplear una estrategia de "no dosis alta/refugio", tal como se ha propuesto en fechas recientes con relación a un producto contra el gusano de la raíz del maíz, en la que algunos expertos han considerado que el tamaño apropiado del refugio debería ser 50%, puesto que el nivel de toxina Bt expresada sólo mata a aproximadamente la mitad de las larvas del gusano de la raíz. Por tanto, podría esperarse que cualquier tipo de resistencia se propagaría con rapidez. Sin embargo, no es probable que un refugio del 50% sea aceptable desde el punto de vista comercial en muchos sectores, lo cual ha conducido a requerir 20% de refugio que puede ser menos eficaz para detener la propagación de la resistencia.

El documento WO 01/39599 describe un método para controlar la población de una plaga, tal como un insecto, mediante la liberación de insectos que portan genes letales dominantes (RIDL) . El gen letal dominante puede reprimirse bajo condiciones controladas pero tras su activación se expresa el fenotipo letal. Para que esta liberación de RIDL continúe siendo eficaz, el letal dominante generalmente es específico de sexo y suele elegirse para que mate a la progenie hembra. Sin embargo, con el tiempo puede surgir resistencia o tolerancia a cualquier gen específico utilizado en la técnica RIDL.

En la actualidad, cuando la resistencia comienza a aparecer, lo mejor que se puede hacer es frenar la propagación de la resistencia, siendo el cese del uso de la toxina o pesticida la única manera garantizada de detener la propagación de la resistencia. Resulta evidente la necesidad de nuevos métodos para frenar la propagación de la resistencia y, en particular, para prevenir o incluso reducir o eliminar una resistencia establecida.

De manera sorprendente, ahora se ha descubierto que, cuando una plaga se reproduce sexualmente, y en especial cuando los vehículos de los genes de resistencia tienen menos aptitud que el tipo salvaje bajo condiciones no selectivas para la resistencia, entonces la simple introducción del tipo salvaje en una población resulta suficiente para reducir o prevenir la propagación de la resistencia y, a unos niveles suficientemente altos, es incluso capaz de eliminar una resistencia establecida.

Por tanto, en un primer aspecto, la presente invención proporciona un método para controlar una población de insectos diana capaz de tener reproducción sexual,... [Seguir leyendo]

1. Un método para controlar una población de insectos diana capaces de tener reproducción sexual, comprendiendo dicho método:

inhibir o revertir la propagación, en dicha población, de un primer rasgo genético de resistencia a un pesticida, de tipo no salvaje, mediante la introducción de individuos sexualmente compatibles que son sustancialmente homocigóticos para un homólogo sensible de tipo salvaje del rasgo de resistencia en la población diana; teniendo la forma heterocigótica del rasgo de resistencia un nivel de aptitud asociado menor en comparación con los homocigóticos resistentes en presencia del pesticida, y teniendo ambas formas homocigótica resistente y heterocigótica un nivel de aptitud asociado menor en comparación con la forma homóloga homocigótica sensible en ausencia del pesticida;

comprendiendo además dicho método:

el tratamiento con el pesticida y el uso de plantas refugio para permitir la supervivencia de los miembros no resistentes de la población;

en el que los individuos liberados en la población diana son transgénicos modificados para que porten un segundo rasgo que es letal dominante, o que produce una aptitud media menor en al menos una generación posterior.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que dicha aptitud media asociada con dicho segundo rasgo no es cero para la generación inmediatamente posterior.

3. Un método según la reivindicación 1 ó 2, en el que el segundo rasgo confiere un nivel de aptitud menor al menos a una proporción de individuos que portan ese rasgo en la forma heterocigótica u homocigótica.

4. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho segundo rasgo no está sustancialmente vinculado con el homólogo sensible.

5. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el segundo rasgo puede reprimirse mediante un represor genético para con ello prevenir o reducir la expresión del rasgo en individuos que portan una o dos copias del represor, y en el que los individuos introducidos son homocigóticos para el segundo rasgo y dicho represor.

6. Un método según la reivindicación 5, en el que el represor no está vinculado sustancialmente al segundo rasgo.

7. Un método según la reivindicación 5 ó 6, en el que el represor está vinculado al homólogo sensible del rasgo que se va a inhibir o revertir.

8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el segundo rasgo actúa como letal dominante bajo circunstancias permisivas para ello.

9. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que el gen letal dominante es controlado por las condiciones ambientales, el ciclo de luz diurna o los componentes en la dieta.

10. Un método según la reivindicación 9, en el que el gen letal dominante es controlado por la tetraciclina.

11. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el gen letal dominante es específico de sexo.

12. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que el segundo rasgo es selectivo para las hembras.

13. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que los miembros de la población se seleccionan del grupo que consiste en mosca califórida australiana (Lucilia cuprina) ; gusano barrenador del ganado del Nuevo Mundo (Cochliomyia hominivorax) ; gusano barrenador del ganado del Viejo Mundo (Chr y somya bezziana) ; mosca tse-tsé (Glossina spp.) ; mosca del establo (Stomoxys calcitrans) ; mosca de la cara (Musca autumnalis) ; otras especies de Musca (por ejemplo, Musca domestica) ; mosca de los cuernos (Haematobia irritans) ; mosquito tigre asiático (Aedes albopictus) ; mosquito de la fiebre amarilla (Aedes aegypti) ; mosquitos de la malaria (por ejemplo, Anopheles gambiae, Anopheles stephensi, Anopheles funestus, Anopheles arabiensis, Anopheles dirus, Anopheles albimanus) ; otros mosquitos vectores de enfermedades (por ejemplo, Culex pipiens, Culex quinquefasciatus) ; escarabo japonés (Popilla japonica) ; gusano blanco del frejol (Graphognatus spp.) ; gorgojo del algodón (Anthonomous grandis) ; gusanos de la raíz del maíz: occidental (Diabrotica virgifera virgifera) ; norteño (Diabrotica barberi) ; sureño (Diabrotica undecimpunctata howardi) y mejicano (D. virgifera zeae) ; picudo rojo (Rhynchophorus ferrugineus) ; tetuán del boniato, gorgojo del camote (Cylas formicarius, Euscepes postfasciatus) ; escarabajo de la patata (Leptinotarsa decemlineata) ; perforador de los pinos (Tomicus piniperda) ; taladrador de las meliáceas (Hypsipyla robusta) ; gorgojo de la harina (Tribolium confusum) ; gorgojo del guisante (Bruchus pisorum) ; barrenadores de los granos (Prostephanus truncatus, Rhyzopertha dominica) ; carcoma achatada (Cr y ptolestes ferrugineus) ; gorgojos del granero y del arroz (Sitophilus spp.) ; mosca negra de los cítricos (Aleurocanthus woglumi) ; mosca oriental de la fruta (Dacus dorsalis) ; mosca del olivo (Dacus oleae) ; mosca del melón, mosca de frutas tropicales (Dacus cucurbitae, Dacus zonatus) ; mosca del Mediterráneo (Ceratitis capitata) ; mosca de Natal (Ceratitis rosa) ; mosca de la cereza (Rhagoletis cerasi) ; mosca de Queensland (Bactrocera tr y oni) ; mosca del Caribe (Anastrepha suspensa) ; mosca de la carambola (Bactrocera carambolae) ; mosca mexicana de la fruta (Anastrepha ludens) ; mosca de la cebolla (Delia antiqua) ; moscas del champiñón (Lycoriella mali, Lycoriella auripila y Megaselia spp.) ; otras moscas de la fruta (Tephritidae) ; lagarta peluda (Lymantria dispar) ; carpocapsa del manzano (Cydia pomonella) ; oruga del zurrón (Euproctis chr y sorrhoea) ; perforador amarillo del vástago (Tr y por y za incertulas) ; gusano rosado (Pectinophora gossypiella) ; gusano de la naranja navelina (Amyelois transitella) ; minadora del melocotonero (Anarsia lineatella) ; polilla pintada de la manzana (Teia anartoides) ; gusano cogollero, gusano del maíz (Helicoverpa armigera, Helicoverpa zea) ; perforador mayor de la bellota (Heliothis virescens -y otros heliotinos) ; gusano del cuerno del tabaco (Manduca sexta) ; polilla de la patata (Phthorimaea operculella) ; barreneta (Ectomyelois ceratoniae) ; polilla oriental del melocotonero (Grapholita molesta) ; polilla de la col (Plutella xylostella) ; palomilla bandeada (Plodia interpunctella) ; moscas blancas de los invernaderos (por ejemplo, Bemisia tabaci, Trialeurodes vaporariorum) ; garrapata común de los bovinos (Boophilus microplus) y otras garrapatas de importancia veterinaria; y piojos de los libros (Liposcelis spp.) .

14. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en el que la población diana es una especie de mosquito capaz de transmitir la malaria.

15. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en el que la población diana es la mosca del Mediterráneo (Ceratitis capitata) .

16. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que rasgo genético que se va a inhibir o revertir comprende múltiples loci.

17. Un método según cualquier reivindicación anterior para la inhibición o la reversión de múltiples rasgos genéticos.

18. Un método según la reivindicación 1, que comprende proporcionar dicho refugio para permitir la supervivencia de miembros no resistentes de la población.

19. Un método según la reivindicación 1 o 18, en el que el pesticida es expresado por un cultivo alimentario.

20. Un método según la reivindicación 19, en el que el pesticida es la toxina de Bacillus thuringiensis expresada por el cultivo alimentario.

21. Un método según la reivindicación 19 ó 20, en el que plantas individuales que forman el cultivo alimentario proporcionan refugios.

22. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el número de individuos introducidos se calcula para inhibir un rasgo que se está desarrollando en una población sustancialmente exenta del rasgo.

23. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que el número de individuos introducidos es 10% o menos de la población.

24. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en el que el número de individuos introducidos se calcula para que revierta un rasgo que ya está presente en una población.

25. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, o 24, en el que el número de individuos introducidos es al menos igual al número de individuos en la población.

26. Un método según cualquier reivindicación anterior, en el que los individuos que portan el homólogo también portan otro rasgo conferido a los heterocigóticos y/o homocigóticos para éste.

27. Un método según la reivindicación 26, en el que el otro rasgo es la incapacidad para entrar en diapausa o una refractariedad a un patógeno.