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.

Impact of game bird release on the Adonis blue butterfly Polyommatus bellargus (Lepidoptera Lycaenidae) on chalk grassland

Polyommatus bellargus is a priority species of butterfly in the UK as a result of its scarcity and the rate of population decline over the last few years. In the UK, the species is associated with chalk grassland on hot, south-facing slopes suitable for the growth of the food plant Hippocrepis comosa. Shooting game birds is a popular pastime in the UK. Over 40 million game birds, principally Phasianus colchicus and Alectoris rufa, are bred and released into the countryside each year for shooting interests. There is a concern that the release of such a large number of non-native birds has an adverse effect on native wildlife. A study was carried out over a period of 3 years out to examine whether there was any evidence that A. rufa released into chalk grassland habitat negatively affects populations of P. bellargus. A comparison was made between sites where large numbers of A. rufa were released versus sites where no, or few, birds were released. The study involved the construction of exclosures in these sites to allow an examination of the number of butterflies emerging from H. comosa when the birds were excluded versus when the birds had free range across the area. Where birds were present the on-site vegetation was shorter than where they were absent indicating that the birds were definitely influencing habitat structure. However, the evidence that A. rufa was negatively influencing the number of adult butterflies emerging was not strong, although there was a largely non-significant tendency for higher butterfly emergence when the birds were excluded or absent.

Analysis of the courtship behavior of the Navel Orangeworm, Amyelois transitella (Walker) (Lepidoptera: Pyralidae), with a commentary on methods for the analysis of sequences of behavioral transitions

The courtship behavior of the navel orangeworm, Amyelois transitella, was examined in a wind tunnel. Sixty nine courtship sequences were analyzed and successful sequences divided into two categories: rapid courtship sequences, which involved few breaks in contact, short or no periods of male/female chasing and lasted <10 s between initial contact and mating; and prolonged courtship sequences, which involved many breaks in contact, extended periods of male/female chasing and lasted >10 s. Fifty six (81%) courtships were successful (50.7% rapid courtship and 30.4% prolonged courtship); the remaining 13 (18.8%) sequences were failed courtships. Of failed courtships, 9 (13.0%) were due to males losing contact with females during courtship chases and 4 (5.8%) due to females flying away immediately after male contact. Of all courtship sequences involving a break in contact during a chase, 38.5% resulted in an unsuccessful mating attempt. These findings contrast with previous studies of the courtship behavior of the navel orangeworm, potentially indicating that the type of bioassay used to study courtship may have a large effect on the behavioral sequences displayed. We evaluate several diagnostic techniques for the analysis of sequences of behavioral transitions.

Lonomia obliqua (Lepidoptera, Saturniidae) caterpillar bristle extract induces direct lysis by cleaving erythrocyte membrane glycoproteins

Lonomia obliqua caterpillar bristle extract induces hemolysis in vitro on washed human and rat erythrocytes, in either the absence or presence of exogenous lecithin. In the former condition, phospholipases A(2) are key enzymes involved in hemolysis. However, the mechanism whereby this extract causes direct hemolysis is not known. Thus, the aim of this study was to investigate the hemolytic mechanism of the crude extract of the caterpillar L obliqua on human erythrocytes in the absence of lecithin. The extract significantly increased the erythrocyte osmotic fragility and promoted the removal of glycophorins A and C, and band 3 from the erythrocyte membrane. The use of Ca(2+) and Mg(2+) ions significantly potentiated glycoprotein removal, remarkably of erythrocyte band 3. The composition of fatty acids was analyzed by HPLC in both L obliqua caterpillar bristle extract and human erythrocyte membranes incubated with the extract. The levels of unsaturated fatty acids were remarkably augmented in erythrocytes incubated with the extract than in control erythrocytes, modifying thereby the saturated/unsaturated fatty acid ratio. Altogether, evidence is provided here that the interplay of at least three mechanisms of action accounts for the direct activity of the bristle extract on erythrocyte membrane, leading to hemolysis: the removal of glycoproteins and band 3; the insertion of fatty acids; and the action of phospholipases. Such mechanisms might affect erythrocyte flexibility and deformability, which may induce hemolysis by increasing erythrocyte fragility. However, whether the direct hemolytic activity of L obliqua caterpillar is the major cause of intravascular hemolysis during envenomation still needs further investigation. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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.

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.

Influência do conteúdo nutricional de Passiflora suberosa e Passiflora misera na performance, nutrição, digestão e comportamento de escolha de oviposição de Heliconius erato phyllis (Lepidoptera : Nymphalidae)

Neste estudo, foram abordadas as implicações da condição nutricional e características físicas de Passiflora suberosa e Passiflora misera para a performance, comportamento de escolha pelo adulto, digestão e nutrição das larvas de H. erato phyllis. Inicialmente, avaliaram-se aspectos do desenvolvimento e foram realizadas medidas morfométricas de Passiflora suberosa e Passiflora misera cultivadas em três níveis de nitrogênio no solo. Avaliou-se o crescimento, a área foliar, o comprimento dos internódios, a dureza, a espessura, e a pilosidade, bem como analisou-se o conteúdo de água, de macro e micronutrientes presentes nos tecidos das respectivas plantas de ambas espécies. A seguir verificou-se a influência destas plantas na performance de Heliconius erato phyllis. Para isto, avaliou-se a sobrevivência, o tempo de desenvolvimento das larvas, o tamanho das pupas e dos adultos. Também, testou-se o comportamento de escolha dos adultos para oviposição, frente aos ramos de tais passifloráceas. Aspectos da ecologia nutricional das larvas foram avaliados, de forma comparativa, frente a P. suberosa e P. misera, através de índices nutricionais. Determinou-se: 1) o índice de consumo; 2) a taxa de crescimento relativo; 3) a digestibilidade aparente 4) a eficiência na conversão do alimento ingerido e 5) a eficiência na conversão do alimento digerido e convertido em biomassa. Ainda, 6) foi traçado um perfil de macro e micro nutrientes de P. suberosa e P. misera das plantas cultivadas e utilizadas para a criação das larvas, e de duas populações naturais. Em nível de digestão, determinou-se: 1) a quantidade de alimento ingerido, processado e retido 2) o tamanho dos fragmentos vegetais encontrados no intestino anterior e posterior; e ainda, 3) possíveis modificações morfológicas dos fragmentos, no decorrer da passagem destes através do tubo digestivo. O crescimento, a área foliar, e o comprimento dos internódios, de ambas passifloráceas, foram influenciados pelos níveis de nitrogênio. As plantas sem adição deste mineral apresentaram menores medidas em todos estes parâmetros. Foi detectada maior dureza e menor conteúdo de água nas primeiras folhas de P. suberosa cultivadas sem adição de nitrogênio. P. misera cultivada nesta condição também apresentou menor conteúdo de água, no entanto não houve maior dureza nas folhas. P.misera apresentou maior espessura nas primeiras e quintas folhas cultivadas com mais nitrogênio. A maioria dos macro e micronutrientes foram acumulados em maior concentração nas plantas com maior adição de nitrogênio no solo. O maior tempo no desenvolvimento e o menor tamanho alcançado pelos adultos foram causados pela menor porcentagem de nitrogênio e água contidos nos tecidos das plantas sem adição deste mineral. As larvas alimentadas com ramos de P. suberosa nesta condição, também enfrentaram a maior dureza da folha nos primeiros instares. As modificações morfológicas e nutricionais de ambas passifloráceas produziram efeitos na performance e na preferência de H. erato phyllis. A maior taxa de crescimento das larvas alimentadas com P. misera foi explicada pelo maior consumo e pela maior digestibilidade. Conseqüentemente, houve maior eficiência na conversão do alimento ingerido em substância corpórea. Não houve rompimentos das células da epiderme, nem dos fragmentos de P. misera nem dos de P. suberosa, retirados de ambas regiões intestinais. A maior permanência no intestino e o maior contato com o meio digestivo possibilitaram maior aproveitamento dos nutrientes de P. misera, em relação à P. suberosa. Isto ocorreu devido ao menor tamanho com que P. misera foi cortada pelas larvas, e pela menor espessura da folha. Quanto aos nutrientes, com exceção do fósforo e do manganês, os demais foram encontrados em maior concentração em P. suberosa. Dessa forma, as vantagens obtidas pelas larvas devem-se à maior eficiência destas no aproveitamento dos nutrientes contidos em P. misera, e não a um conteúdo nutricional superior nesta espécie.

Dinâmica populacional de Phyllocnistis citrella Stainton, 1856 (Lepidoptera: Gracillariidae) em pomares de duas variedades de citros em Montenegro, RS

Com o objetivo de avaliar a dinâmica populacional de Phyllocnistis citrella Stainton, (Lep.: Gracillariidae), o minador-dos-citros, realizou-se amostragens quinzenais de julho de 2001 a junho de 2003 em um pomar de tangerineira ‘Montenegrina’ (Citrus deliciosa Tenore) e outro de tangoreiro ‘Murcott’ (Citrus sinensis L. Osbeck X Citrus reticulata Blanco), com manejo orgânico, em Montenegro (29° 68’S e 51° 46’W), RS. Eram sorteadas 12 plantas, por ocasião de amostragem, das quais coletava-se oito brotos de cada. No laboratório registrava-se o comprimento, o número de folhas por broto, o número de minas, ovos, larvas e pupas. Em ambos pomares e nos dois anos de estudo, não houve registro de minas de P. citrella no primeiro fluxo de brotação. No primeiro ano, as maiores densidades de minas foram registradas no final da primavera, no verão e no outono em ambos cultivares. No segundo, constatou-se as maiores densidades de minas e larvas no verão e no outono em ‘Montenegrina’ e somente no verão em ‘Murcott’. No inverno só houve registro de minas em uma ocasião de amostragem em ‘Montenegrina’. Embora tenham sido registradas diferenças na disponibilidade de recurso para P. citrella, observou-se que a colonização e o estabelecimento do minador apresentou padrão semelhante em ambos pomares. A temperatura mínima foi o fator abiótico de maior influência no número de minas. Registrou-se um percentual de predação acima de 30% nos dois anos de estudos em ambos cultivares. Já o percentual de parasitismo foi 31,7% e 33,5% em ‘Montenegrina’ e 15,3% e 39,6% em ‘Murcott’, no primeiro e segundo ano, respectivamente. No estrato superior da copa constatou-se o maior percentual de folhas com minas, sendo o quadrante oeste o mais atacado em ‘Montenegrina’ e o sul em ‘Murcott’. Verificou-se o maior percentual de ovos e larvas em folhas de até 2,0 cm nos dois pomares e o de pupas em folhas de 3,1 a 4,0 cm em ‘Montenegrina’ e 4,1 a 5,0 cm em ‘Murcott’. Foram observados os maiores percentuais de ovos, larvas, pupas e minas na região mediana da face abaxial das folhas de ‘Montenegrina’ e na adaxial nas de ‘Murcott’. Estes resultados fornecem subsídios para o monitoramento e manejo da praga em duas das variedades de citros mais cultivadas no RS.

Aspectos bioecológicos das fases imaturas de Phyllocnistis citrella Stainton (Lepidoptera : Gracillariidae),em pomares de Citrus sinenses Var. Valência sob dois sistemas de cultivo

A variação sazonal, sua relação com fatores bióticos e abióticos e a distribuição de duas populações do minador-dos-citros, Phyllocnistis citrella Stainton (Lepidoptera: Gracillariidae), foram estudadas, em pomares de Citrus sinensis var. Valência, mantidos um sob sistema de cultivo orgânico e outro sob sistema convencional, ambos localizados no município de Montenegro (29° 68’S e 51° 46’W), Rio Grande do Sul. Realizaram-se amostragens quinzenais, coletando-se de 27 plantas aleatoriamente escolhidas em cada pomar o broto mais apical. Posteriormente os brotos eram analisados em laboratório para registro da presença de minas, ovos, lagartas e pupas de P. citrella. A proporção de dano foi maior no pomar orgânico, em relação ao pomar convencional. O minador ocorreu nos pomares no período correspondente às brotações de verão e de outono, não havendo ataque nas brotações correspondentes ao final do inverno-início da primavera, apesar da disponibilidade de recursos (folhas novas). Assim, verificou-se que não apenas a existência de recursos, mas também a ocorrência de condições climáticas favoráveis afetam o tamanho e a flutuação da população de P. citrella. Dentre os fatores bióticos que exercem influência sobre a variação sazonal do minador, foi identificada a ação de parasitóides e predadores Verificou-se também forte correlação entre mortalidade sem causa definida e o comprimento das folhas. Dos fatores abióticos analisados, a temperatura máxima foi o mais correlacionado com as taxas da mortalidade sem causa definida observadas em ambos os pomares. A distribuição de ovos e lagartas (incluindo pupas) foi agregada em ambos os pomares, nos níveis de folhas e brotos. Ovos tenderam a ocorrer em folhas de comprimento menor que lagartas e estas por sua vez, em folhas menores do que pupas. A proporção de ovos ocorrentes na face adaxial foi maior que a de lagartas e pupas, indicando maior mortalidade nesta parte da folha.

Implicações ecológicas das plantas hospedeiras e da agregação larval sobre Dione juno juno (Cramer, 1779) (Lepidoptera : Nymphalidae)

As larvas de Dione juno juno (Cramer, 1779) (Lepidoptera: Nymphalidae) alimentam-se de plantas da família Passifloraceae e apresentam hábito gregário, características que interferem na sua performance. O significado ecológico deste hábito parece centrar-se na defesa contra predação, na termorregulação e na facilitação alimentar. Neste trabalho, dez espécies de passifloráceas ocorrentes no Rio Grande do Sul foram avaliadas em relação à preferência alimentar e performance larval de D. juno juno: Passifora alata Dryander, 1781; P. amethystina Mikan, 1820; P. caerulea Linnaeus, 1753; P. capsularis Linnaeus, 1753; P. edulis Sims, 1818; P. elegans Masters, 1872; P. misera Humbold, Bonpland et Kunth, 1817; P. suberosa Linnaeus, 1753; P. tenuifila Killip, 1927 e P. warmingii Masters, 1872. O efeito da densidade larval na performance foi também testado em P. edulis: grupos de uma, duas, quatro, oito, dezesseis, trinta e duas, e sessenta e quatro larvas. A preferência alimentar das larvas foi avaliada com base em testes utilizando-se discos foliares, com e sem chance de escolha. O efeito da densidade larval na performance foi testado em P. edulis: grupos de uma, duas, quatro, oito, dezesseis, trinta e duas e sessenta e quatro larvas Avaliou-se o efeito da agregação larval na termorregulação e/ou na termoconformação, e na facilitação alimentar. Em laboratório (fotofase de 14 horas, 75 + 5% UR), estimou-se suas exigências térmicas e, em campo, investigou-se a variação sazonal e o grau de desfolha das plantas. O efeito da agregação larval na termorregulação e na termoconformação foi avaliado criando-se larvas em P. edulis. Foram testadas três densidades: grupos de uma, cinco e dez larvas, que foram mantidas em quatro temperaturas (15, 20, 25 e 30ºC) em câmaras climatizadas. A temperatura do corpo das larvas agregadas e isoladas foi medida com um termômetro digital em duas situações: expostas ao sol e mantidas na sombra, em diferentes temperaturas do ambiente. O papel da agregação larval na facilitação alimentar foi investigado com ênfase na caracterização e análise de suas mandíbulas, sua forma de alimentação, bem como seu efeito na taxa de consumo. Comparou-se a área foliar de P. edulis consumida per capita entre os grupos de uma, três, cinco, sete, nove, dez e onze larvas. Investigou-se o desgaste das mandíbulas, bem como o tipo de dano causado às folhas Comparou-se, também, o número de larvas que se alimentaram em grupos de uma, cinco e dez larvas. Em campo, foram realizados levantamentos quinzenais, anotando-se o número de imaturos e o grau de desfolha da planta hospedeira, durante trinta meses. Em relação às plantas hospedeiras, concluiu-se que nem sempre a que lhe confere melhor performance é a escolhida pelas larvas. Ocorreu grande mortalidade no primeiro ínstar em todas as plantas testadas. A sobrevivência aumentou consideravelmente, a partir de oito larvas por grupo. As larvas deste inseto têm capacidade de efetuar tanto termorregulação quanto termoconformação. Não foi observado desgaste das mandíbulas, ao longo da ontogênese. Observou-se um maior número de larvas em atividade de alimentação e um maior consumo per capita quando criadas em grupo. Os resultados demonstraram que o forrageio em grupos acentua a eficiência alimentar das larvas. A viabilidade dos ovos e a sobrevivência larva-pupa foram maiores a 20 e 25ºC. O período de incubação e o tempo de desenvolvimento larval e pupal decresceram com o aumento de temperatura, quando as larvas foram criadas em grupos de dez. As temperaturas bases estimadas foram de 5,3ºC para a fase ovo, 8,4 ºC para larva e 9ºC para a pupa. As constantes térmicas foram de 126,6 graus dias para a fase ovo, 312,5 graus dias para larva e 141 graus dias para pupa. D. juno juno esteve presente em baixos níveis populacionais em quase todos os meses do ano com picos em novembro/dezembro de 2001/2 e janeiro de 2003. O índice de desfolha foi baixo em todas as ocasiões, exceto nos meses de maior densidade larval.