Determinação dos tipos de resistência em genótipos de feijoeiro ao ataque de Zabrotes subfasciatus (Coleoptera: Bruchidae)

O Zabrotes subfasciatus (Boheman, 1833) (Coleoptera: Bruchidae) é considerado a principal praga do feijão armazenado. O método de controle mais utilizado tem sido o uso de inseticidas; no entanto outros métodos podem ser empregados, como, por exemplo, a resistência de plantas. Este trabalho teve por objetivo determinar os tipos de resistência em 12 genótipos de feijoeiro ao ataque dessa praga. O experimento foi conduzido no Laboratório de Resistência de Plantas a Insetos, do Departamento de Fitossanidade da FCAV\UNESP, Jaboticabal - SP, no período de março a novembro de 2009. Foram realizados testes de não preferência para oviposição, com e sem chance de escolha, e de alimentação, sem chance de escolha. Concluiu-se que os genótipos Dor 391, Dor 476, IAPAR-MD 806 e Raz 59 apresentam resistência do tipo não preferência para oviposição por Z. subfasciatus, em teste com chance de escolha; no teste sem chance de escolha todos os genótipos foram igualmente ovipositados pelo inseto; no teste com chance de escolha, machos e fêmeas foram igualmente atraídos por todos os genótipos testados; e Raz 56, Arc 2, Raz 55, Raz 49 e Raz 59 apresentaram resistência dos tipos não preferência para alimentação e,ou, antibiose.

Toxicity and repellency of essential oils to Zabrotes subfasciatus (Boheman) (Coleoptera, Chrysomelidae, Bruchinae) in Phaseolus vulgaris L

The effects of tangerine (Phaseolus vulgaris Blanco), lemon (Citrus medica limonum Lush), pear orange (Citrus sinensis L. Osbeck), red copaiba (Copaifera langsdorffii Desf.), rosemary (Baccharis dracunculifolia De Candole), Eucalyptus (Eucalyptus globulus Labillardière and E. citriodora Hook), lemongrass (Cymbopogon citratus Stapf.) and citronella (Cimbopogon nardus Linnaeus) oils at several concentrations on Zabrotes subfasciatus (Boheman) were studied. In toxicity tests, grains of Phaseolus vulgaris L. cv. Rajadinho were impregnated with oils and infested with adults of Z. subfasciatus up to 24 hours old. All tested oils were effective in reducing the viable egg-laying and adult emergence of this pest, in function of the concentrations used, highlighting E. citriodora and E. globulus oils which caused 100% effectiveness from 0.5 mL Kg-1 concentration. In repellency tests, two arenas consisting of plastic containers, connected symmetrically to a central box by two plastic tubes were used. In one of the boxes, untreated beans were placed and on the other ones beans treated with each oil concentration were used. In the central box, five couples of Z. subfasciatus were released. Grains of P. vulgaris treated with oils of E. citriodora, C. citratus and C. oleifera reduced the attraction percentage of Z. subfasciatus adults, while the E. globulus increased this percentage. The percentages of reduced viable eggs ranged from 17.9% (C. medica limonum) to 93.3% (C. nardus), while the reduction on the number of emerged insects was 23.9% and 95.9%, respectively for these same oils.

Oviposition behavior of Zabrotes subfasciatus females (Coleoptera, Bruchidae) under conditions of host deprivation

Oviposition of Zabrotes subfasciatus (Boheman, 1833) on Phaseolus vulgaris (Linnaeus, 1753) was studied immediately after emergence of the adults throughout the females life and in situations of host deprivation lasting for 1 to 10 days. The number of eggs laid daily, longevity, duration of oviposition and distribution of eggs per grain were studied. The number of eggs laid per day varied significantly, with the oviposition peak in the presence of the host (control group) occurring between day 2 and day 5 of oviposition. In the absence of the host, a shift in the oviposition peak to the first day after deprivation was observed, except for the group deprived for one day which showed a peak between days 1 and 4 after introduction of the host. The distribution of the eggs per grain in the control group and in the groups deprived of the host for 2, 5, 8 and 10 days, a larger egg aggregation was observed for all deprived groups compared to the control group.

Oviposition behavior of wild Zabrotes subfasciatus (Coleoptera, Chrysomelidae) females deprived of the host Phaseolus vulgaris (Fabaceae)

The insects oviposition behavior is fundamental to study population dynamics, life history evolution, insect-plant and parasitoid-host interactions. Zabrotes subfasciatus (Boheman, 1833) females oviposition behavior in the presence and absence of a host is unknown. The main objective of this study was to describe in detail the oviposition behavior of host deprived or non-deprived females, and observe how the several situations of deprivation (days without host) influence oviposition. Six groups were assembled, three deprived of the host (for 2, 5 and 8 days) and three control groups (with host), each containing one newly-emerged couple (0-24h) of wild Z. subfasciatus, The non-deprived (control) groups received the hosts every day (5 bean seeds Phaseolus vulgaris (Fabaceae)) and the others were deprived for 2, 5 and 8 days, respectively. For each group 12 repetitions were made. Consequently, 12 couples were host deprived during two days, 12 couples were host deprived during five days and 12 couples were host deprived during eight days. When the seeds of the deprived groups were added the experiments started. There was a control group for each deprived group. The experiments and the insects were maintained at constant temperature 29 ± 2ºC and 70-80% relative humidity. At 15 minutes interval, the number of times the females manifested the different categories of behavior was observed (frequency). The behavior categories were: rest inside the box, locomotion, resource exploration (seeds), copulation and oviposition. The deprived females stayed most of the time in contact with the host to carry out oviposition, while the non-deprived (control) females spent most of the time at rest. This was observed in all the deprivation times. The results show that host deprivation influences the oviposition behavior of the studied species and also shows the flexibility in the oviposition strategies that these females present when the environment changes (absence and presence of resources)

Aspectos biológicos de Zabrotes subfasciatus (Bohemann, 1833) (Coleoptera, Bruchidae) em Phaseolus vulgaris L., cv. Carioca (Fabaceae), sob condições de laboratório

Zabrotes subfasciatus is a serious pest of common beans, P. vulgaris L.. In Brazil there are several studies dealing with resistance of bean genotypes to this insect, while other studies have emphasized the utilization of oils and powders from plants to repel their attack. In this paper, fecundity, fertility, pattern of oviposition, life cycle and longevity were evaluated for a Brazilian stock from the Goiás State on P. vulgaris cv. Carioca, at 30ºC and 70% R.H. The mean fecundity was 38 eggs per female and 73% of viability. Egg laying showed an aggregated pattern. Males and females lived an average of 13 and 9 days, respectively. The total life cycle lasted for about 28 days.

Effect of arcelin protein on the biology of Zabrotes subfasciatus (Boheman 1833), in dry beans

Arcelin is a seed protein found in wild beans (Phaseolus vulgaris) which gives resistance to Mexican bean weevil, Zabrotes subfasciatus (Boheman 1833) (Coleoptera: Bruchidae). Studies were carried out with the objective of estimating the effect of four alleles of protein arcelin (Arc1, Arc2, Arc3 and Arc4) on the biology of Z. subfasciatus. The experiment was carried out in laboratory at Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão, in Santo Antônio de Goiás, GO, Brazil, under non controlled conditions. The highest levels of antibiosis to Z. subfasciatus were observed in Arc1, with reduction in the number of eggs, number of emerged adults, adults longevity. In the line Arc2 only reduction in the number of emerged adults was observed. The lines Arc3 and Arc4 showed low efficiency on the reduction of progeny of Z. subfasciatus and effects in the longevity and egg-adult cycle were not detected. Insect sexual ratio was not altered by the presence of Arc1, Arc2, Arc3 and Arc4 in the seeds.

Estabilidade da resistência a Zabrotes subfasciatus conferida pela proteína arcelina, em feijoeiro

A arcelina é uma proteína encontrada em feijões silvestres e confere resistência ao caruncho-do-feijão, Zabrotes subfasciatus (Boh., 1833) (Coleoptera: Bruchidae). Comparativamente às cultivares suscetíveis Porrillo 70 e Goiano Precoce, estudou-se a estabilidade da resistência, conferida por dois alelos da proteína arcelina, nas linhagens do feijoeiro Arc1 e Arc4, após a criação do inseto por quatro gerações sucessivas no mesmo genótipo. O experimento foi conduzido no Laboratório da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão (CNPAF), no município de Santo Antônio de Goiás, GO, em condições não-controladas, utilizando-se delineamento experimental inteiramente ao acaso. Observaram-se, nas linhagens portadoras de arcelina, redução do número de ovos e de adultos emergidos, redução do peso dos insetos, e prolongamento do período ovo-adulto. Na linhagem Arc1, a resistência ao Z. subfasciatus foi mais expressiva. Nessa linhagem, os parâmetros número de ovos, número de adultos emergidos, período ovo-adulto, razão sexual e peso de machos não foram alterados, porém observou-se aumento progressivo de peso das fêmeas nas gerações. Na linhagem Arc4, houve redução do período ovo-adulto, embora o número de ovos e de adultos emergidos, razão sexual e peso de machos e fêmeas não tenham sido alterados.

Controle do caruncho-do-feijoeiro Zabrotes subfasciatus com óleos vegetais, munha, materiais inertes e malathion

Na busca de alternativas ao controle químico do caruncho Zabrotes subfasciatus (Coleoptera:Bruchidae), avaliou-se, em feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), o efeito de três genótipos, cv. Carioca e duas linhagens contendo a proteína arcelina (Arc1 e Arc3), e da adição nos grãos armazenados de óleo de soja (Glycine max Merrill); óleo de nim (Azadirachta indica A. Juss.), munha (resíduo de trilha da colheita), calcário dolomítico e terra de formigueiro, comparativamente aos grãos não tratados e ao controle químico com malathion 500 CE. O experimento foi realizado no laboratório da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão, localizado no Município de Santo Antônio de Goiás, GO, em condições não controladas. Na linhagem Arc1, constatou-se maior proteção aos danos do caruncho, observando-se redução do número de ovos e de adultos emergidos e da porcentagem de sementes danificadas em relação à Arc3 e à cv. Carioca. Quando os grãos foram tratados com malathion, óleo de nim e óleo de soja, observou-se menor número de ovos e de adultos emergidos e redução de danos, e não houve diferença na porcentagem de sementes danificadas entre o malathion e o óleo de nim. A mistura das sementes com terra de formigueiro conferiu baixa proteção ao caruncho, enquanto os tratamentos com munha e calcário dolomítico não apresentaram eficiência na redução da progênie e dos danos de Z. subfasciatus.

Diversidade genética estimada com marcadores ISSR em populações brasileiras de Zabrotes subfasciatus

O objetivo deste trabalho foi estimar a diversidade genética de populações de Zabrotes subfasciatus, por meio de marcadores moleculares ISSR. Foram avaliadas 12 populações, provenientes de oito estados brasileiros, no total de 269 indivíduos. Cinco iniciadores ISSR permitiram a obtenção do total de 51 fragmentos polimórficos. A percentagem média de locos polimórficos, dentro de cada população, foi de 83,8%. A heterozigosidade corrigida de Nei esperada variou de 0,23 a 0,33, com média de 0,29, e o índice de diversidade genética de Shannon e Weaver variou de 0,29 a 0,48, com média de 0,42. No nível de espécie, estes dois índices apresentaram valores de 0,36 e 0,54, respectivamente. A análise de variância molecular mostrou que 66% da variância molecular total pode ser atribuída a diferenças intrapopulacionais e que os 34% restantes podem ser atribuídos a diferenças interpopulacionais. O teste de Mantel mostrou baixa correlação entre: distância geográfica e diferenciação genética, identidade genética e diferenciação genética e, distância genética de Nei e diferenciação genética. As populações brasileiras de Z. subfasciatus possuem baixa diferenciação genética e fraca estruturação geográfica.

Mutants of common bean alpha-amylase inhibitor-2 as an approach to investigate binding specificity to alpha-amylases

Despite the presence of a family of defense proteins, Phaseolus vulgaris can be attacked by bruchid insects resulting in serious damage to stored grains. The two distinct active forms of a-amylase inhibitors, a-AI1 and a-AI2, in P. vulgaris show different specificity toward a-amylases. Zabrotes subfasciatus a-amylase is inhibited by a-AI2 but not by a-AI1. In contrast, porcine a-amylase is inhibited by a-AI1 but not by a-AI2. The objective of this work was to understand the molecular basis of the specificity of two inhibitors in P. vulgaris (a-AI1 and a-AI2) in relation to a-amylases. Mutants of a-AI2 were made and expressed in tobacco plants. The results showed that all the a-AI2 mutant inhibitors lost their activity against the insect a-amylases but none exhibited activity toward the mammalian a-amylase. The replacement of His33 of a-AI2 with the a-AI1-like sequence Ser-Tyr-Asn abolished inhibition of Z. subfasciatus a-amylase. From structural modeling, the conclusion is that the size and complexity of the amylase-inhibitor interface explain why mutation of the N-terminal loop and resultant abolition of Z. subfasciatus a-amylase inhibition are not accompanied by gain of inhibitory activity against porcine a-amylase.