Agronomic performance, chromosomal stability and resistance to velvetbean caterpillar of transgenic soybean expressing cry1Ac gene

Abstract

The objective of this work was to analyze the agronomic performance and chromosomal stability of transgenic homozygous progenies of soybean [Glycine max (L.) Merrill.], and to confirm the resistance of these plants against Anticarsia gemmatalis. Eleven progenies expressing cry1Ac, hpt and gusA genes were evaluated for agronomic characteristics in relation to the nontransformed parent IAS 5 cultivar. Cytogenetical analysis was carried out on transgenic and nontransgenic plants. Two out of the 11 transgenic progenies were also evaluated, in vitro and in vivo, for resistance to A. gemmatalis. Two negative controls were used in resistance bioassays: a transgenic homozygous line, containing only the gusA reporter gene, and nontransgenic 'IAS 5' plants. The presence of cry1Ac transgene affected neither the development nor the yield of plants. Cytogenetical analysis showed that transgenic plants presented normal karyotype. In detached-leaf bioassay, cry1Ac plants exhibited complete efficacy against A. gemmatalis, whereas negative controls were significantly damaged. Whole-plant feeding assay confirmed a very high protection of cry1Ac against velvetbean caterpillar, while nontransgenic 'IAS 5' plants and homozygous gusA line exhibited 56.5 and 71.5% defoliation, respectively. The presence of cry1Ac transgene doesn’t affect the majority of agronomic traits (including yield) of soybean and grants high protection against A. gemmatalis.

O objetivo deste trabalho foi analisar a performance agronômica e a estabilidade cromossômica de progênies transgênicas homozigotas de soja [Glycine max (L.) Merrill.], e confirmar a resistência dessas plantas a Anticarsia gemmatalis. Onze progênies com expressão dos genes cry1Ac, hpt e gusA foram avaliadas quanto às características agronômicas, em relação à cultivar parental IAS 5 não transformada. Análises citogenéticas foram realizadas em plantas transgênicas e não transgênicas. Duas das 11 progênies transgênicas também foram avaliadas quanto à resistência a A. gemmatalis, em bioensaios in vitro e in vivo. Dois controles negativos foram utilizados nos bioensaios: uma linha transgênica homozigota, com apenas o gene repórter gusA, e plantas de 'IAS 5' não transgênicas. A presença do transgene cry1Ac não afetou nem o desenvolvimento nem a produtividade das plantas. As plantas transgênicas apresentaram cariótipo normal. No bioensaio com folhas destacadas, as plantas cry1Ac exibiram completa eficácia contra A. gemmatalis, enquanto os controles negativos foram significativamente danificados. Ensaios com plantas inteiras confirmaram a elevada proteção do cry1Ac contra a lagarta-da-soja, enquanto as plantas 'IAS 5' não transgênicas e a linha homozigota gusA exibiram 56.5 e 71.5% de desfolhação, respectivamente. A presença do transgene cry1Ac não afeta a performance agronômica da soja (incluindo a produtividade) e confere elevada proteção a A. gemmatalis.