Antifeedant activities of crude seed extracts of tropical African spices against Spodoptera littoralis (Lepidoptera: Noctuidae)

The antifeedant activities of Piper guineense Schum et Thonn (Piperaceae), Aframomum melegueta (Rosk) K. Schum (Zingiberaceae), Aframomum citratum (Pareira) K. Schum (Zingiberaceae) and Afrostyrax kamerunensis Perkins and Gilg (Huaceae) seed extracts were investigated in laboratory dual- and no-choice bioassays using third-instar Spodoptera littoralis (Boisduval) larvae. In the dual-choice test, the hexane and methanol extracts of A. melegueta showed potent dose-dependent antifeedant activity at concentrations of ≥300 ppm and the water extract at ≥500 ppm, as illustrated by significantly lower leaf consumptions. Aframomum citratum methanol and water extracts exhibited antifeedant activity at ≥300 and ≥1000 ppm, respectively, but the hexane and ethanol extracts did not affect feeding at any concentration. Piper guineense ethanol and water extracts showed dose-dependent antifeedant effects at ≥300 and ≥500 ppm, respectively, and the methanol extract was active only at 1000 ppm. None of the extracts of the highly aromatic A. kamerunensis exhibited antifeedant activity at any of the tested concentrations. In the no-choice bioassays, extracts with antifeedant activity in the dual-choice tests also showed dose-dependent feeding inhibition. The hexane and methanol extracts of A. melegueta were effective in the no-choice tests at ≥100 and ≥500 ppm, respectively, and the water extract at ≥300 ppm. Similarly, the A. citratum water and methanol extracts were active at ≥500 ppm and the P. guineense water and ethanol extracts at ≥100 ppm. GC/MS chromatography of A. melegueta hexane and methanol extracts revealed volatile constituents with known anti-insect activity. The hexane and methanol extracts of A. melegueta, the methanol extract of A. citratum and the water and ethanol extracts of P. guineense may have potential for use by subsistence farmers.

The influence of lodgepole pine (Pinus contorta) provenance on the development and survival of larvae of the pine beauty moth Panolis flammea (Lepidoptera: Noctuidae)

Larvae of the pine beauty moth Panolis flammae (Denis & Schiffermuller) were reared in sleeve cages on five different seed origins (provenances) of pole stage Pinus contorta in the field in each of four years from 1985 to 1988. Survival varied significantly between the years. In those years when survival was high, significant differences between tree provenance were not found. However, between provenance significant differences were found in larval weight and stage of development. In the years when survival was low, the results seen in good years were reversed. Significant differences attributable to provenance were found but these were not reflected in significant differences between larval weight or development. In addition, there was a significant correlation between the proportion surviving and larval weight, which was not the case in those years where larval survival was high. The results are discussed in light of the pest status of P, flammea in Britain and in view of current silvicultural policies. The use of trees resistant to insect attack as part of an integrated pest management programme is highlighted and the need to coordinate laboratory and field studies so as to control for environmental variation discussed.

Characterization and Identification of Proteolytic Bacteria From the Gut of the Velvetbean Caterpillar (Lepidoptera: Noctuidae)

The characterization and identification of proteolytic bacteria from the gut of the velvetbean caterpillar (Anticarsia gemmatalis) were the objectives of this study. Twelve aerobic and anaerobic isolates of proteolytic bacteria were obtained from the caterpillar gut in calcium caseinate agar. The number of colony forming units (CFUs) of proteolytic bacteria was higher when the bacteria were extracted from caterpillars reared on artificial diet rather than on soybean leaves (1.73 +/- 0.35 X 10(3) and 0.55 +/- 0.22 X 10(3) CFU/mg gut, respectively). The isolated bacteria were divided into five distinct groups, according to their polymerase chain reaction restriction fragment-length polymorphism profiles. After molecular analysis, biochemical tests and fatty acid profile determination, the bacteria were identified as Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Enterococcus gallinarum, Enterococcus mundtii, and Staphylococcus xylosus. Bacterial proteolytic activity was assessed through in vitro colorimetric assays for (general) proteases, serine proteases, and cysteine proteases. The isolated bacteria were able of hydrolyzing all tested substrates, except Staphylococcus xylosus, which did not exhibit serine protease activity. This study provides support for the hypothesis that gut proteases from velvetbean caterpillar are not exclusively secreted by the insect cells but also by their symbiotic gut bacteria. The proteolytic activity from gut symbionts of the velvetbean caterpillar is suggestive of their potential role minimizing the potentially harmful consequences of protease inhibitors from some of this insect host plants, such as soybean, with implications for the management of this insect pest species.

Dispersion statistics and a sampling plan for Helicoverpa (Lepidoptera : Noctuidae) on fresh-market tomatoes (Lycopersicon esculentum)

Helicoverpa spp. is the primary pest in the Australian fresh-market tomato industry. We describe the spatial distribution of Helicoverpa spp. eggs on fresh-market tomato crops in the Goulburn Valley region of Victoria, and present a sequential sampling plan for monitoring population densities. The distribution of Helicoverpa spp. eggs was highly contagious, as indicated by a Taylor's b-value of 1.59. This high level of contagion meant that relatively large sample sizes would need to be collected to obtain an estimate of population density. High-precision sampling plans generally necessitated impractical sample sizes, and thus the plan we present is a relatively low-precision level plan (SE/mean = 0.3). Nonetheless, this level of precision is considered adequate for most agronomic scenarios. The plan was validated using a statistical re-sampling approach. The level of precision achieved was generally close to the nominal level. Likewise, the number of samples collected generally showed little departure from the theoretically calculated minimum sample size.

Mitochondrial DNA analysis of field populations of Helicoverpa armigera (Lepidoptera : Noctuidae) and of its relationship to H. zea

Background
Helicoverpa armigera and H. zea are amongst the most significant polyphagous pest lepidopteran species in the Old and New Worlds respectively. Separation of H. armigera and H. zea is difficult and is usually only achieved through morphological differences in the genitalia. They are capable of interbreeding to produce fertile offspring. The single species status of H. armigera has been doubted, due to its wide distribution and plant host range across the Old World. This study explores the global genetic diversity of H. armigera and its evolutionary relationship to H zea.

Results
We obtained partial (511 bp) mitochondrial DNA (mtDNA) Cytochrome Oxidase-I (COI) sequences for 249 individuals of H. armigera sampled from Australia, Burkina Faso, Uganda, China, India and Pakistan which were associated with various host plants. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) within the partial COI gene differentiated H. armigera populations into 33 mtDNA haplotypes. Shared haplotypes between continents, low F-statistic values and low nucleotide diversity between countries (0.0017 – 0.0038) suggests high mobility in this pest. Phylogenetic analysis of four major Helicoverpa pest species indicates that H. punctigera is basal to H. assulta, which is in turn basal to H. armigera and H. zea. Samples from North and South America suggest that H. zea is also a single species across its distribution. Our data reveal short genetic distances between H. armigera and H. zea which seem to have been established via a founder event from H. armigera stock at around 1.5 million years ago.

Conclusion
Our mitochondrial DNA sequence data supports the single species status of H. armigera across Africa, Asia and Australia. The evidence for inter-continental gene flow observed in this study is consistent with published evidence of the capacity of this species to migrate over long distances. The finding of high genetic similarity between Old World H. armigera and New World H. zea emphasises the need to consider work on both pests when building pest management strategies for either.

Campoletis flavicincta (Hym., Ichneumonidae) : ocorrência, criação e interação com Spodoptera frugiperda (Lep., Noctuidae) e Bacillus thuringiensis aizawai

Spodoptera frugiperda é um inseto-praga responsável por altos níveis de desfolhamento em gramíneas cultivadas, sendo que, dentre os métodos de controle, o biológico pode vir a tornar-se uma alternativa. Foi feita uma revisão de literatura sobre parasitóides de S. frugiperda. A ocorrência de parasitóides desse inseto, em áreas de cultivo de milho da EEA/IRGA, foi avaliada em Cachoeirinha, RS. Verificou-se a presença de Chelonus sp., Cotesia sp. e Exaticolus sp. (Hym., Braconidae), Campoletis flavicincta e Ophion sp. (Hym., Ichneumonidae) e de Archytas incertus e Lespesia archippivora (Dip., Tachinidae), com predomínio de C. flavicincta. Em função da dificuldade de obtenção de fêmeas deste inseto em laboratório, foram avaliadas diferentes condições de criação. Desta forma, registrou-se uma razão sexual de 0,41 quando foram expostas lagartas de segundo ínstar de S. frugiperda, as fêmeas do parasitóide apresentavam idade entre 3 e 6 dias e os casais foram formados no momento da exposição. Por fim, aspectos referentes à interação entre C. flavicincta/S. frugiperda/B. thuringiensis aizawai, em laboratório, foram avaliados A partir de análise do consumo alimentar de folhas de milho, observou-se que lagartas parasitadas e infectadas apresentaram um menor consumo, apesar do mesmo não ter diferido daquele de lagartas apenas parasitadas. A mortalidade das lagartas parasitadas e infectadas foi superior tanto das infectadas quanto das parasitadas. Lagartas infectadas mostraram um período de alimentação que não diferiu das sadias, apesar de terem apresentado maior duração da fase larval. Indivíduos descendentes de casais que emergiram de lagartas infectadas não tiveram alteradas suas características biológicas. A análise histológica de lagartas parasitadas e infectadas indicou não ter havido alteração no ovo e larva do parasitóide, resultante da ação do bacilo. Pode-se, portanto, inferir que o uso conjunto do parasitóide e da bactéria não resulta em prejuízo para o parasitóide.

Biologia de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: noctuidae) em genótipos de milho doce e comum

Spodoptera frugiperda, uma das principais pragas do milho, tem grande importância pelos danos e dificuldades de controle. A ausência de informações sobre seu impacto em milho doce motivou a comparação de sua biologia entre os genótipos ELISA, BR 400 (milho doce) e BR PAMPA (milho comum). Parcelas com estes genótipos foram estabelecidas em área experimental do Departamento de Fitossanidade, UFRGS, Porto Alegre, RS, de outubro-novembro/2000 e de outubro-novembro/2001. Em condições de laboratório (25±1ºC; 70±10%UR; fotofase 12 horas), lagartas foram individualizadas e alimentadas com seções de 3,14 cm2 de milho, totalizando 60 indivíduos/genótipo. Diariamente, avaliou-se a área foliar consumida, peso das lagartas, indivíduos mortos e recolheram-se as cápsulas cefálicas. As pupas foram sexadas e pesadas, computando-se os indivíduos mortos. Os adultos foram mantidos aos casais, registrando-se períodos de pré-oviposição, oviposição e pós-reprodutivo, número de posturas e de ovos/postura, período de incubação, intervalo entre oviposições e longevidade. A preferência alimentar foi avaliada quantificando-se o consumo foliar em observações de 12, 36 e 72 horas. Foram calculados índices nutricionais. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas por Tukey a 5%. Não se registrou diferença na largura das cápsulas, nos três primeiros ínstares. No quarto e quinto ínstares, as cápsulas das lagartas mantidas em BR 400 foram menores O consumo foliar, o peso das lagartas e das pupas, a duração dos ínstares e a razão sexual não diferiram entre os genótipos. A duração da fase pupal foi menor nas fêmeas mantidas em BR 400. A mortalidade foi maior, na fase larval, em ELISA e na pupal, em BR PAMPA. Na fase reprodutiva constatou-se diferença apenas no período de incubação, que em BR 400 foi mais longo. Não se observou preferência alimentar. Em relação aos índices nutricionais, somente a taxa de crescimento relativo (RGR) diferiu entre os genótipos, sendo que em BR 400 e ELISA foram observados valores superiores.

Associação de bioensaios e caracterização molecular para seleção de novos isolados de Bacillus thuringiensis efetivos contra Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Spatial analysis of the distribution of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) and losses in maize crop productivity using geostatistics

A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), é uma das principais pragas do milho nas Américas. O estudo de sua distribuição espacial é fundamental para a utilização de estratégias de controle, otimização de técnicas de amostragens, determinação de danos econômicos e incorporação de um programa de agricultura de precisão. em uma área cultivada com milho foram realizadas amostragens com intervalo semanal, correspondendo ao estádio vegetativo que compreende desde a germinação até o pendoamento. Foram amostradas 10 plantas ao acaso por parcela, no total de 2000 plantas em cada amostragem. A produtividade foi obtida através da colheita de todas as parcelas que eram pesadas separadamente no campo e em cada parcela foram coletadas 15 espigas aleatoriamente para estimar o comprimento e o diâmetro médio. As análises espaciais, utilizando geoestatística, mostraram que o modelo esférico apresentou o melhor ajuste às lagartas pequenas. À medida que as lagartas foram se desenvolvendo sua distribuição foi tornando aleatória, representada por um modelo ajustado por uma reta, não tendo sido detectado nenhum tipo de dependência espacial nos pontos de amostragem. A produtividade e o diâmetro e comprimento da espiga foram descritos por modelos esféricos, indicando uma variabilidade espacial nos parâmetros de produtividade na área cultivada. A geoestatística mostrou-se promissora para a aplicação de métodos precisos no controle integrado de pragas.

Distribuição Espacial da Lagarta-do-Cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), na Cultura do Milho

O estudo da distribuição espacial da lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), na cultura do milho é fundamental para garantir a utilização de estratégias de controle, otimização de técnicas de amostragem, determinação de danos econômicos e incorporação da dinâmica espacial dentro do modelo populacional. O experimento foi conduzido em três campos contendo 100 parcelas cada, sendo amostradas 10 plantas ao acaso por parcela, num total de 1000 plantas por campo em cinco datas de amostragem. Foram contados o número de lagartas pequenas (menor que 10 mm) e grandes (maior que 10 mm) por planta. As lagartas pequenas apresentaram um ajuste muito bom à distribuição binomial negativa e não à Poisson, indicando que esta categoria larval encontra-se agregada no campo. Os números de lagartas grandes por planta ajustaram-se razoavelmente à distribuição binomial negativa, com algumas datas ajustando-se à distribuição de Poisson. Portanto, as lagartas pequenas (alta densidade populacional) têm distribuição agregada no campo, enquanto que as lagartas grandes (baixa densidade populacional) podem ser mais dispersas no campo, tendendo à aleatoriedade.

Distribuição espacial de Alabama argillacea (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) em algodoeiro

O conhecimento do modelo de distribuição espacial de pragas na cultura é fundamental para estabelecer um plano adequado de amostragem seqüencial e, assim, permitir a correta utilização das estratégias de controle e a otimização das técnicas de amostragem. Esta pesquisa objetivou estudar a distribuição espacial de lagartas de Alabama argillacea (Hübner) na cultura do algodoeiro, cultivar CNPA ITA-90. A coleta de dados ocorreu durante o ano agrícola de 1998/99 na Fazenda Itamarati Sul S.A., localizada no município de Ponta Porã, MS, em três diferentes áreas de 10.000 m² cada uma. Cada área amostral foi composta de 100 parcelas com 100 m² cada. Foi realizada semanalmente a contagem das lagartas pequenas, médias e grandes, encontradas em cinco plantas por parcela. Os índices de agregação (razão variância/média e índice de Morisita), o teste de qui-quadrado com o ajuste dos valores encontrados e esperados às distribuições teóricas de freqüência (Poisson, binomial positiva e binomial negativa), mostraram que todos os estádios das lagartas estão distribuídos de acordo com o modelo de distribuição contagiosa, ajustando-se ao padrão da Distribuição Binomial Negativa durante todo o período de infestação.

Amostragem seqüencial de Alabama argillacea (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) em algodoeiro

Para implantar o manejo apropriado do curuquerê-do-algodoeiro, é necessário construir um plano de amostragem que permita estimar, de forma rápida e precisa, a densidade populacional da praga. Esta pesquisa objetivou determinar o plano de amostragem seqüencial de Alabama argillacea (Hübner) em algodoeiro, cultivar CNPA ITA-90. Os dados foram coletados no ano agrícola de 1998/99 na Fazenda Itamarati Sul S/A, localizada no município de Ponta Porã, MS, em três áreas de 10.000 m² cada. As áreas amostrais foram compostas de 100 parcelas de 100 m². O número de lagartas pequenas, médias e grandes foi determinado semanalmente em cinco plantas tomadas ao acaso por parcela. Após verificado que todos os instares das lagartas estavam distribuídos de acordo com o modelo de distribuição agregada, ajustando-se à Distribuição Binomial Negativa durante todo o período de infestação, construiu-se um plano de amostragem seqüencial de acordo com o Teste Seqüencial da Razão de Probabilidade (TSRP). Adotou-se o nível de controle de duas lagartas por planta para a construção do plano de amostragem. A análise dos dados indicou duas linhas de decisão: a superior, que representa a condição de que a adoção de um método de controle é recomendado, definida por S1= 4,8784+1,4227n; e a inferior representando que a adoção de algum método de controle não é necessário, definida por S0= -4,8784+1,4227n. A amostragem seqüencial estimou o número máximo esperado de 16 unidades amostrais para se definir a necessidade ou não do controle.

Biological aspects and predatory capacity of Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae) fed on Alabama argillacea (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) reared on cotton genotypes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)