Corn earworm (Helicoverpa zea) and fall armyworm (Spodoptera frugiperda) are major migratory pests of maize (Zea mays) in the United States and Mexico. They are primarily controlled in the United States with genetically engineered (GE) maize, while the 25-yr moratorium on cultivating GE maize in Mexico has forced growers to control these pests with insecticides, where maize productivity remains 35% below the world's average.The United States annually exports 5% of its maize grain to Mexico, where it provides human food and animal feed.This seed is often sown by smallholder growers, leading to plantings of GE transgene-expressing maize and potential hybridization with local landraces. As a result, transgenes are now present in Mexican maize products and landraces. In this study, we examined the F1 offspring of GE maize to better understand the frequency of different transgenes expressed in maize seeds exported to Mexico. We show that exported seed contains numerous transgenes, including an estimated ∼68% epsps expressing resistance to the herbicide glyphosate; ∼80% pat and bar expressing resistance to the herbicide glufosinate; and ∼82% Bacillus thuringiensis (Bt) genes that effectively protect maize plants from several insect pests. We tested 134 samples, including landraces from 10 Mexican states, and found that 35% expressed resistance to glyphosate and 33% to glufosinate. Many samples containing herbicide resistance also expressed 11%–100% functional Bt transgenes, which can effectively reduce the refuge area provided by Mexican maize and increase the Bt-resistant allele frequency. We discuss ways that the introgression of transgenes could provide pest management benefits to Mexican growers but, at the same time, accelerate the development of Bt-resistance in corn earworm and fall armyworm. Our cost-effective screening methods can be used to determine the introgression of functional herbicide resistance and Bt transgenes in maize.
El gusano elotero (Helicoverpa zea) y el gusano cogollero (Spodoptera frugiperda) son plagas migratorias del maíz (Zea mays) en Estados Unidos y México. En Estados Unidos se les controla principalmente con maíz genéticamente modificado (GM), mientras que en México, la moratoria de más de 25 años ha obligado a los agricultores a controlarlas con insecticidas, manteniendo la producción de este grano 35% por debajo del promedio mundial. Estados Unidos exporta anualmente 5% de su maíz a México, donde se usa como alimento, pero algunos pequeños agricultores también lo siembran, lo que significa una fuente de transgenes y su hibridación con el maíz local. Debido a ello, se han detectado transgenes en productos derivados de maíz en México. En este estudio examinamos la primera generación (F1) del maíz GM para entender la frecuencia con la que los transgenes se exportan en el maíz de Estados Unidos a México. Encontramos que ∼68% de este grano expresa el gen epsps que lo hace resistence al herbicida glifosato, ∼80% expresa los genes pat and bar que le imparten resistencia al herbicida glufosinato, y ∼82% expresa proteínas de Bacillus thuringiensis (Bt) que lo protege contra varias plagas. Hicimos pruebas con 134 maíces criollos obtenidos en 10 estados de México y encontramos que 35% expresaron resistencia a glifosato, y 33% a glufosinato. Muchas de estos criollos también produjeron proteínas de Bt en proporciones que variaron de 11 a 100%, lo que reduce el área que México solía proveer para mantener la susceptibilidad a Bt en numerosas plagas. Lo anterior incrementa la frecuencia de genes resistentes a Bt. Discutimos la manera de cómo la introgresión de transgenes puede proveer beneficios para los maiceros mexicanos, pero al mismo tiempo acelerar el desarrollo de resistencia a Bt en los gusanos eloteros y cogolleros. La manera como hicimos esta investigación provee un método confiable y de bajo costo y tecnología para la determinación de la introgresión de transgenes en maíz.
