Dynamics of macronutrient self-medication and illness-induced anorexia in virally infected insects

Some animals change their feeding behaviour when infected with parasites, seeking out substances that enhance their ability to overcome infection. This 'self-medication' is typically considered to involve the consumption of toxins, minerals or secondary compounds. However, recent studies have shown that macronutrients can influence the immune response and that pathogen-challenged individuals can self-medicate by choosing a diet rich in protein and low in carbohydrates. Infected individuals might also reduce food intake when infected (i.e. illness-induced anorexia). Here, we examine macronutrient self-medication and illness-induced anorexia in caterpillars of the African armyworm (Spodoptera exempta) by asking how individuals change their feeding decisions over the time course of infection with a baculovirus. We measured self-medication behaviour across several full-sib families to evaluate the plasticity of diet choice and underlying genetic variation. Larvae restricted to diets high in protein (P) and low in carbohydrate (C) were more likely to survive a virus challenge than those restricted to diets with a low P : C ratio. When allowed free choice, virus-challenged individuals chose a higher protein diet than controls. Individuals challenged with either a lethal or sublethal dose of virus increased the P : C ratio of their chosen diets. This was mostly due to a sharp decline in carbohydrate intake, rather than an increased intake of protein, reducing overall food intake, consistent with an illness-induced anorexic response. Over time the P : C ratio of the diet decreased until it matched that of controls. Our study provides the clearest evidence yet for dietary self-medication using macronutrients and shows that the temporal dynamics of feeding behaviour depends on the severity and stage of the infection. The strikingly similar behaviour shown by different families suggests that self-medication is phenotypically plastic and not a consequence of genetically based differences in diet choice between families. © 2013 British Ecological Society.

Metabolism of (-)-grandisin from Piper solmsianum in Coleoptera and Lepidoptera species

The biotransformation of the major Piper solmsianum leaf phenylpropanoids, such as the tetrahydrofuran lignan grandisin and derivatives was investigated in the beetle Naupactus bipes as well as in the caterpillars Heraclides hectorides and Quadrus u-lucida. Analysis of fecal material indicated that metabolism occurred mainly through mono- and di-O-demethylation at para positions of 3,4,5-trimethoxyphenyl rings of tetrahydrofuran lignans during digestion by these insects. Additionally, 3-hydroxy-4,5-dimethoxycinnamyl and 3,4,5-trimethoxycinnamyl alcohols were identified in fecal extracts of N. bipes. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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.

Prey captured and used in Polistes versicolor (Olivier) (Hymenoptera: Vespidae) Nourishment

As vespas sociais são predadoras de muitas espécies de insetos e o estudo de suas presas pode revelar seu potencial para programas de controle biológico de pragas. Foram realizadas 240h de coleta de presas em 32 colônias de Polistes versicolor (Olivier) no município de Juiz de Fora, MG, de março de 2000 a fevereiro de 2001. As presas capturadas por P. versicolor foram, principalmente, das ordens Lepidoptera (95,4%) e Coleoptera (1,1%) além de 3,4% de indivíduos não identificados. A espécie mais coletada foi Chlosyne lacinia saundersii Doubleday & Hewitson (13,5%) (Lepidoptera: Nymphalidae) e o número total estimado de presas capturadas por colônia de P. versicolor foi de 4.015 indivíduos por ano. Isso mostra que a espécie pode ser utilizada em programas de manejo integrado de pragas de insetos herbívoros, principalmente lagartas desfolhadoras.

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)

Amostragem seqüencial com base na lei de Taylor para levantamento de Spodoptera frugiperda na cultura do milho

A lagarta do cartucho do milho é uma das principais pragas do milho nas Américas, podendo ocorrer durante todos os estágios de crescimento da cultura, causando perdas de 15 a 37% na produção. Neste trabalho estudou-se a distribuição espacial dessa praga no campo, com a finalidade de desenvolver um sistema de amostragem para estimar sua densidade populacional. Na área cultivada com milho foram selecionados 3 campos experimentais de 40 m x 250 m cada, divididos em 100 parcelas cada. Foram contados o número de lagartas pequenas e grandes de S. frugiperda nas folhas e no cartucho das plantas, em 10 plantas ao acaso por parcela, num total de 1000 plantas por campo, em 5, 5 e 4 datas de amostragem, respectivamente. Lagartas menores que 1 cm eram consideradas pequenas e lagartas maiores que 1 cm, grandes. Foram estimados os parâmetros da lei de Taylor, sendo as estimativas dos parâmetros das regressões altamente significativas para todas as categorias larvais. O parâmetro b da lei de Taylor para lagarta pequena foi igual a 1,57, indicando que a forma de distribuição dessa categoria larval é agregada. Para lagartas grandes o parâmetro b foi igual a 0,79, o que conduz a um tipo de distribuição tendendo para aleatoriedade. Para o número total de lagartas os resultados são equivalentes aos obtidos para lagartas pequenas. Foi desenvolvido um plano de amostragem seqüencial com base nos parâmetros da lei de Taylor.

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.

Pressão de aplicação com pulverizador de barra e eficiência de bioinseticidas fúngicos comerciais

Bioinseticidas fúngicos são aplicados com pulverizadores convencionais e algumas características destes equipamentos podem não ser adequadas e afetar a eficiência dos bioinseticidas. O objetivo deste trabalho foi verificar se pressões usuais, em aplicações com o pulverizador de barra, podem afetar a ação inseticida de conídios de Beauveria bassiana e Metarhizium anisopliae, componentes de produtos comerciais brasileiros. Para isso, suspensões aquosas de três bioinseticidas foram submetidas à passagem pelo equipamento em três pressões (20, 40 e 60 lbf pol-2) e avaliadas quanto ao rompimento, à viabilidade e à virulência dos conídios. Avaliou-se a viabilidade em lâminas de microscopia cobertas com meio de cultura, após incubação a 26±0,5ºC e fotoperíodo de 12 horas. A concentração foi determinada por meio de contagens em câmara de Neubauer e a virulência foi avaliada para lagartas de Diatraea saccharalis. Não foram encontradas, nos três produtos, influências significativas em nenhum dos parâmetros. Nas pressões avaliadas, a aplicação com o pulverizador de barra não reduz a viabilidade e nem a virulência dos conídios dos bioinseticidas testados, tampouco provoca destruição dos conídios.

Aspectos biológicos e dano de Diatraea saccharalis (fabr., 1794) (Lepidoptera: Pyralidae) em sorgo cultivado sob diferentes doses de nitrogênio e potássio

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da adubação da cultura do sorgo Sorghum bicolor (L.) Moench, na biologia da broca da cana-de-açúcar Diatraea saccharalis (Fabr., 1794) (Lepidoptera: Pyralidae). Para isso foi utilizado sorgo da cultivar Rubi-Asgrow, plantado em vasos utilizando-se diferentes doses de fertilizantes e mantidos em casa-de-vegetação. Os tratamentos utilizados (doses de NK) foram: N1 = 0-200 ppm; N2 = 50-200 ppm; N3 = 100-200 ppm; N4 = 200-200 ppm; N5 = 400-200 ppm; K1 = 200-0 ppm; K2 = 200-50 ppm; K3 = 200-100 ppm; K4 = 200-200 ppm; e K5 = 200-400 ppm. de modo geral, pode-se concluir que doses de 50 a 200 ppm de N promoveram o desenvolvimento normal das larvas de D. saccharalis, sendo que as menores porcentagens de dano foram verificadas nas menores doses; para o potássio, quanto maior a dose, menor foi o dano causado pelas lagartas, apesar de favorecer o desenvolvimento da mesma.

Não preferência para alimentação e aspectos biológicos de Spodoptera eridania em cultivares de feijão-caupi

The aim of this paper was to evaluate the no-preference for feeding and biological aspects of Spodoptera eridania fed on cowpea cultivars BR17 Gurgueia, BRS Urubuquara, BRS Nova Era, Sempre Verde, BRS Milenio and BR3 Tracuateua. In free-choice test, leaf discs were placed in Petri dishes where one third instar larvae per cultivar was released, whereas in no-choice test one leaf disc was placed per Petri dish where one caterpillar per cultivar was released, evaluating their attractiveness after 1, 3, 5, 10, 15, 30, 60, 120, 360 and 720 minutes, as well as the leaf area consumed. Randomized blocks and complete randomized blocks design were used for free-choice and no-choice tests, respectively, with six treatments and 10 replications. The evaluation of the biological parameters of S. eridania was carried out in Petri dishes where recently hatched caterpillars were transferred in the proportion of one per dish, and the leafs of the cultivars were offered to them during the whole larval period, and we evaluated: periods and viabilities of larvae and pupae, overall viability, weight of larvae and pupae, sex ratio, longevity and overall cycle. Complete randomized design was used with six treatments and 30 replications. In no- preference for feeding free-choice test the cultivars Sempre Verde and BR17 Gurgueia were the most and the least consumed, respectively. Regarding the effects of cowpea cultivars on larval viability we can infer that BRS Urubuquara and Sempre Verde show antibiosis-type resistance to S. eridania.

Técnica de criação e parâmetros biológicos de Stegasta bosquella em amendoim

Studies with Stegasta bosquella in peanut crop are little explored by researchers, mainly by the need of obtaining, in the field, a large quantity of closed leaflets. Therefore, it was sought a way of rearing in a natural diet that facilitates the attainment of the insect. The research was developed at the Laboratorio de Resistencia de Plantas a Insetos (FCAV/Jaboticabal) (T: 25 +/- 2 degrees C, RH 60 +/- 10% and photophase: 12 hours) (Runner IAC 886). The rearing stock of was carried out by collecting caterpillars from the field and keeping them in flat bottom glass tubes until adult emergence and test performance. Caterpillars were individualized in Petri dish plates, lined with moistened filter paper, which contained closed and early opened leaflets, but closed with paper clips (imitating the closed leaflet). A randomized design with two treatments and 36 repetitions was used. After the pupae formation, they were separated into five couples and the adults were kept in transparent plastic cages containing a peanut stem with leaves for oviposition, and fed with a 10% honey solution. The duration and viability of the larval and pupal periods, male and female longevity with and without food, and fertility were evaluated. The two forms of larvae rearing (closed leaflet and leaflet closed with clips) did not influence on any of the studied parameters. Therefore, the rearing of S. bosquella becomes feasible in natural diet, which means there is no need to use the enclosed leaflets for this purpose, and implies the easiness for rearing.

Lepidopterans and their parasitoids on okra plants in Riberao Preto (SP, Brazil)

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

Dinâmica populacional de ovos e lagartas e parasitismo de ovos de Curuquerê-do-algodoeiro por Trichogramma pretiosum em cultivares convencionais e transgênica de algodoeiro

The introduction of new cotton cultivars in the Midwest region of Brazil resulted in a significant increase in productivity, but the use of inappropriate farming techniques brought many problems to field, as the higher incidence of pests, diseases and weeds. The aim of this work was to study the population dynamics of eggs and larvae of cotton leafworm and natural egg parasitism of the pest by Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae) at different phenological stages of conventional and transgenic cultivars (Bollgard I) of cotton was carried out this experiment from December 2007 to April 2008 in Ipameri, Goias State, Brazil. The experimental design was a randomized blocks with five trataments and four replications. The treatments consisting of the conventional cotton cultivars DeltaOPAL, FMX 966, FMX 993, FMX 910 and the cultivar transgenic NuOPAL. Allabama argillacea Hubner (Lepidoptera: Noctuidae) oviposited on all cultivars, not presented differences in relation to oviposition preference. Compared to the average number of eggs of A. argillacea parasitized by T. pretiosum, there were no differences between cultivars. In conventional cultivars, small, medium and large larvae occurred from 34 days after plant emergence until the end of the cycle, while in the transgenic cultivar were found only small caterpillars. Cultivar NuOPAL control cotton leafworm since the first larval stage, and does not interfere in egg parasitism by T. pretiosum compared with other cultivars.

Diferentes diâmetros de gotas e equipamentos para aplicação de inseticida no controle de Pseudoplusia includens

It was aimed to evaluate the spectrum and uniformity of droplets in function of sprayers, spraying volumes and rates of chemical insecticide on the mortality of Pseudoplusia includens in laboratory. The work was carried out at UNESP, Jaboticabal, SP, Brazil. The following treatments were applied over the caterpillars: two equipments (atomizer and hydraulic nozzle); two spray volumes (17 and 50 L ha(-1) for the atomizer and 50 and 100 L ha(-1) for the hydraulic nozzle); and two dosages of the insecticide endosulfan (0.5 and 1.0 L pc ha(-1)), in fully randomized plots, in a factorial scheme 2x2x2 and 1 untreated check. The caterpillars mortality was evaluated until the 6(th) day after the application of treatments. The spectrum of the droplets was evaluated in a particle size analyzer in real time determining the diameter and spectrum of droplets sprayed through the laser beam of the analyser. It was verified that the spray volume can be reduced by 17 L ha(-1) without losses on the P. includens control. The doses of 0.5 L pc ha(-1) (recommended for Anticarsia gemmatalis) did not satisfactorily control the caterpillar soybean looper. The atomizer produces droplets of higher uniformity (SPAN: 0.52) and lower percentage of droplets susceptible to drift (3.3%) compared to hydraulic nozzle (SPAN: 1.34 e % droplets <= 100 mu m: 15.2).