The exploration of potato-associated bacteria in the Central Andean Highlands and their application in integrated crop management systems

Potato is the most important food crop after wheat and rice. A changing climate, coupled with a heightened consumer awareness of how food is produced and legislative changes governing the usage of agrochemicals, means that alternative more integrated and sustainable approaches are needed for crop management practices. Bioprospecting in the Central Andean Highlands resulted in the isolation and in vitro screening of 600 bacterial isolates. The best performing isolates, under in vitro conditions, were field trialled in their home countries. Six of the isolates, Pseudomonas sp. R41805 (Bolivia), Pseudomonas palleroniana R43631 (Peru), Bacillus sp. R47065, R47131, Paenibacillus sp. B3a R49541, and Bacillus simplex M3-4 R49538 (Ecuador), showed significant increase in the yield of potato. Using – omic technologies (i.e. volatilomic, transcriptomic, proteomic and metabolomic), the influence of microbial isolates on plant defence responses was determined. Volatile organic compounds of bacterial isolates were identified using GC/MS. RT-qPCR analysis revealed the significant expression of Ethylene Response Factor 3 (ERF3) and the results of this study suggest that the dual inoculation of potato with Pseudomonas sp. R41805 and Rhizophagus irregularis MUCL 41833 may play a part in the activation of plant defence system via ERF3. The proteomic analysis by 2-DE study has shown that priming by Pseudomonas sp. R41805 can induce the expression of proteins related to photosynthesis and protein folding in in vitro potato plantlets. The metabolomics study has shown that the total glycoalkaloid (TGA) content of greenhouse-grown potato tubers following inoculation with Pseudomonas sp. R41805 did not exceed the acceptable safety limit (200 mg kg-1 FW). As a result of this study, a number of bacteria have been identified with commercial potential that may offer sustainable alternatives in both Andean and European agricultural settings.

Manejo integrado do Psilideo da goiabeira (Triozoida sp) no Vale do São Francisco, Brasil.

O Vale do São Francisco, Nordeste do Brasil, é uma importante área produtora de goiaba (Psidium guajava L.). A expansão desta cultura tem provocado a alteração no agroecossistema e propiciado condições favoráveis ao surgimentos de novas pragas. Triozoida sp (Hemiptera, Psylliidae) é a praga principal na região. Através da implementação do manejo integrado, os estudos, foram conduzidos para o controle do Psilideo, implicando estratégias de amostragem para o monitoramento, números de amostras de árvores por área, nível de ação, plantas invasoras hospedeiras, seletividade e efeitos dos inseticidas e seus inimigos naturais.

Controle de Linepithema micans (Hymenoptera: Formicidae) com iscas tóxicas de hidrogel na cultura da videira.

Linepithema micans (Forel, 1908) (Hymenoptera: Formicidae) é a principal formiga associada à dispersão da pérola-da-terra Eurhizococcus brasiliensis (Wille, 1922) (Hemiptera: Margarodidae) na cultura da videira. Uma alternativa para reduzir a infestação da cochonilha nos vinhedos seria o controle da formiga através do emprego de iscas tóxicas. Neste trabalho, foi avaliado o efeito de uma formulação de isca tóxica de hidrogel para o controle de L. micans em laboratório e em vinhedo comercial.

No evidence of transmission of grapevine leafroll-associated viruses by phylloxera (Daktulosphaira vitifoliae).

Abstract Grapevine leafroll disease is associated with several species of phloem-limited grapevine leafrollassociated viruses (GLRaV), some of which are transmitted by mealybugs and scale insects. The grape phylloxera, Daktulosphaira vitifoliae (Fitch) Biotype A (Hemiptera: Phylloxeridae), is a common vineyard pest that feeds on the phloem of vine roots. There is concern that these insects may transmit one or more GLRaV species, particularly GLRaV-2, a species in the genus Closterovirus. A field survey was performed in vineyards with a high incidence of grapevine leafroll disease and D. vitifoliae was assessed for acquisition of GLRaV. In greenhouse experiments, the ability of D. vitifoliae to transmit GLRaV from infected root sections or vines to co-planted virus-free recipient vines was tested. There were no GLRaV-positive D. vitifoliae in the field survey, nor did D. vitifoliae transmit GLRaV- 1, ?2, ?3, or -4LV in greenhouse transmission experiments. Some insects tested positive for GLRaV after feeding on infected source vines in the greenhouse, however there was no evidence of virus transmission to healthy plants. These findings, in combination with the sedentary behaviour of the soil biotype of D. vitifoliae, make it unlikely that D. vitifoliae is a vector of any GLRaV.

Formigas associadas a cochonilhas-farinhentas em cultivos de videira no semiárido brasileiro.

A região do Submédio São Francisco é pioneira na produção de uvas em condições tropicais no Brasil. No entanto, com a expansão das áreas cultivadas, surge simultaneamente, a ampliação da distribuição de insetos-praga (OLIVEIRA et al., 2010), como as cochonilhas. Dentre as espécies que atacam os cultivos de videira na região, destacam-se as cochonilhas-farinhentas (Hemiptera: Pseudococcidae) das espécies Maconelicoccus hirsutus (Green, 1908), Planococcus citri (Risso, 1813) e Dysmicoccus brevipes (Cockerell, 1893). Estas espécies podem ocasionar danos em uvas destinadas ao consumo in natura, danificando as bagas devido à sucção de seiva e como consequência, favorecer o aparecimento da fumagina, depreciando a fruta para o mercado externo e o interno (MORANDI FILHO, 2008). As formigas são muito importantes por dispersarem as cochonilhas-farinhentas e a constatação de algumas espécies em videira pode ser um indicativo da presença de populações destes insetos (DAANE et. al., 2006). Formigas e cochonilhas da família Pseudococcidade podem associar-se com benefícios mútuos. Neste tipo de relação, as formigas se alimentam do honeydew excretado e em troca, defendem as cochonilhas dos seus inimigos naturais, diminuem a taxa de mortalidade, e consequentemente, aumentam a população de cochonilhas, auxiliam na diminuição da contaminação dos fungos e/ou transportam as suas ninfas para outros locais de nidificação (ZHOU et al., 2015). Um exemplo é a espécie de formiga argentina Linepithema humile (Hymenoptera: formicidae) que tem se associado diretamente à cochonilha-farinhenta em busca das excreções açucaradas, tendo sido considerada uma das principais pragas, como na Califórnia e na África do Sul (DAANE et al. 2006). Além disso, a presença de formigas dificulta o controle biológico (MGOCHEKI; ADDISON, 2009) e como as formigas transportam as ninfas para o interior dos cachos, o controle é dificultado. Assim, o controle de formigas deve estar associado às estratégias de manejo das cochonilhas-praga (DAANE et. al., 2008). Com isso, o objetivo deste trabalho foi realizar o levantamento de espécies de formigas 31 doceiras associadas à cochonilhas-farinhentas (Hemiptera: Pseudococcidae) em cultivos de videira no Submédio São Francisco.

Cochonilha rosada Maconelicoccus hirsutus: inter-relações no ambiente produtivo de videira e plantas espontâneas.

Maconellicoccus hirsutus (Green, 1908) (Hemiptera: Pseudococcidae), conhecida como cochonilha-rosada-do-hibisco é uma espécie altamente polífaga por apresentar hospedeiros distribuídos em 76 famílias, incluídos em mais de 200 gêneros, (OEPP/EPPO, 2005), podendo causar severos danos em culturas economicamente importantes como algodão, citros, cacau, café e uva (TAMBASCO et al., 2000). Esta cochonilha foi registrada pela primeira vez no Brasil em 2010 no Estado de Roraima infestando mudas de hibisco (MARSARO JÚNIOR et al., 2013) e no ano de 2012 foi encontrada no Estado do Espírito Santo em cultivo de quiabo (CULIK et al., 2013). Em 2013, no Espírito Santo e na Bahia, foi registrada a ocorrência da cochonilha rosada em cacaueiros (CEPLAC, 2014). Neste mesmo ano, M. hirsutus foi excluída da lista de pragas quarentenárias ausentes A1. E recentemente, foi registrada na região do Submédio do Vale do São Francisco em cultivos de videira (OLIVEIRA et. al., 2014). O Submédio do Vale do São Francisco é responsável por 95% das exportações brasileiras de uvas de mesa e infestações de cochonilhas vem sendo constatadas com frequência em parreiras comerciais. As cochonilhas são encontradas alimentando-se em todas as partes da planta de uva, sendo frequentemente observados sérios prejuízos a produção. As cochonilhas possuem vários hospedeiros alternativos que mantêm a população na entressafra, permitindo rápida infestação e crescimento populacional. Como recentemente M. hirsutus foi relatada se dispersando rapidamente pelo Brasil e constatada recentemente na região, o conhecimento de plantas hospedeiras alternativas torna-se uma prática importante, visto que, muitas plantas podem ser hospedeiras de cochonilhas durante o período em que a planta não está produzindo e, além disso, é um dos requisitos fundamentais para o planejamento do manejo integrado (MAZIERO et. al., 2007). Assim, este trabalho teve como objetivo identificar as espécies de plantas hospedeiras alternativas de M. hirsutus em agroecossistemas de videira na região do Submédio do Vale do São Francisco.