Studio dei semiochimici coinvolti nelle interazioni intra- e inter-specifiche in Gonocerus acuteangulatus (Goeze) (Heteroptera: Coreidae) in vista di un loro impiego nella difesa del nocciolo.

Gonocerus acuteangulatus (Hemiptera: Coreidae) è considerato uno dei principali fitofagi del nocciolo, in grado di causare con l’attività trofica pesanti perdite quali-quantitative di produzione. Nel triennio sono state quindi condotte indagini sulla bioetologia di G. acuteangulatus volte a: I) studiare comportamento alimentare ed effetti sulla produzione corilicola, II) identificare i feromoni e valutarne l’attività mediante biosaggi fisiologici e comportamentali in laboratorio, semi-campo e campo, III) rilevare le piante ospiti alternative al nocciolo. Mediante isolamento di adulti del coreide su rami di nocciolo con frutti è stata confermata l’assenza di correlazione fra entità del danno e numerosità degli individui presenti in corileto. Dalle analisi sensoriali su nocciole sane e danneggiate è emerso che le alterazioni causate delle punture di nutrizione sono rese più evidenti da conservazione e tostatura. Variazioni di tempi e temperature di tostatura potrebbero mitigare gli effetti del cimiciato. Nello studio dei feromoni, G. acuteangulatus, molto mobile nell’ambiente, è risultato poco adatto ai biosaggi in condizioni artificiali, come quelle in olfattometro e semi-campo. Le femmine sono tuttavia apparse attrattive per adulti di entrambi i sessi, mentre la miscela feromonale sintetizzata ha mostrato un’azione attrattiva, seppure non costante. Pertanto, ulteriori ripetizioni sono necessarie per convalidare questi risultati preliminari, modificando le condizioni di saggio in relazione alle caratteristiche della specie. Infine è stata accertata la preferenza del fitofago per alcune specie vegetali rispetto al nocciolo. Nel corso del triennio, popolazioni molto consistenti di G. acuteangulatus sono state rilevate su bosso, ciliegio di Santa Lucia, rosa selvatica, sanguinello, spino cervino, in corrispondenza del periodo di comparsa e maturazione dei frutti. Nell’impostazione di una strategia di difesa a basso impatto ambientale, l’attrattività di queste piante, in sinergia con eventuali feromoni di aggregazione, potrebbe essere utilmente sfruttata, per mantenere il coreide lontano dalla coltura.

Modellkomplexe oligonuklearer Metalloproteine auf Basis von Salen-Liganden und Spin-Crossover-Verbindungen als Chemosensoren

Der erste Teil der hier vorgestellten Arbeit verfolgt die Synthese potentieller Modellverbindungen oligonuklearer Metalloproteine auf Basis von Salen-Liganden. Dazu wurden zwei Ligandensysteme mit unterschiedlich raumerfüllenden Alkyl-Substituenten modifiziert und auf ihre koordinativen Eigenschaften hin untersucht. Für das Ligandensystem auf Basis des Bis-(salicylidenamino)-propan-2-ols konnten fünf Derivate (H3L1, H3L2A,H3L2B, H3L3, H3L4), für das zweite verwendete Ligandensystem auf Basis des 1H-3,5-Bis-(salicylidenaminomethyl)-pyrazols konnten zwei weitere Derivate (H3L5A, H3L5B) dargestellt und zu Koordinationsverbindungen umgesetzt werden.rnFür den hier verwendeten Bis-(salicylidenamino)-propan-2-ol Liganden H3L1, welcher die geringsten sterischen Anforderungen stellt, konnten mono-, tri- und tetranukleare Koordinationsverbindungen synthetisiert werden. Dabei gelingt es dem Liganden, sich sowohl in planarer als auch in unterschiedlich stark gewinkelter Konformation um ein oder mehrere Metallzentren anzuordnen, wobei der Ligand ein N2O2- seines N2O3-Donorsets zur Koordination nutzt. Die Verbindung {[Ni7(HL1)2(L1)2(OBz)4(OMe)(H2O)]}n zeigt, dass eine Verkettung der so gestalteten dreikernigen Einheiten über das freie Propanol-Sauerstoffatomdes Ligandenrückgrats möglich ist. Mit zunehmendem sterischen Anspruch der angefügten Alkylsubstituenten nimmt die geometrische Flexibilität und somit das Potential des Liganden zur Ausbildung höhernuklearer Strukturen ab. So ist für Liganden mit mittlerem sterischen Anspruch neben mononuklearen Komplexen noch die Gestaltung dinuklearer Systeme möglich. Erhöht man den sterischen Anspruch des Liganden weiter, findet nur noch eine Reaktion zu mononuklearen Verbindungen statt.rnMit den Pyrazol-basierten Ligandensystemen H3L5A und H3L5B konnten dinukleare Kupfer- und Nickelverbindungen synthetisiert werden.rnDer zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Gestaltung von Spin-Crossover Systemen (SCO). Dazu soll ein Spinübergang innerhalb des gestalteten schaltbaren Systems an die Anwesenheit eines Signalstoffs gekoppelt werden, so dass diese SCO-Verbindung als Sensor für den Signalstoff eingesetzt werden kann. Dazu wurden zwei unterschiedliche Ansätze entwickelt und untersucht.rnDie erste Methode beruht auf der Kombination eines zum Spin-Crossover befähigten Metallzentrums, eines Capping-Liganden, eines zur Signalstofferkennung funktionalisierten Co-Liganden sowie eines entsprechenden Signalstoffs. Als Capping-Liganden wurden tetra- und pentadentateLigandensysteme eingesetzt und mit unterschiedlich Picolyl-substituierten Monoaza-[12]-krone-4-Derivaten umgesetzt, wobei die Monoazakrone zur Komplexierung des Signalstoffs,hier in Form eines Alkalimetallions, zur Verfügung steht. Nach dieser ersten Methode konnten im Zeitraum dieser Arbeit noch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden.rnEine vielversprechende zweite Möglichkeit beruht auf der Verwendung eines mehrzähnigen, etablierten Spin-Crossover Liganden,welcher in seiner Peripherie mit einer Bindungstasche zur Aufnahme des Signalstoffmodifiziert wird.Mit Hilfe des so gestalteten Liganden 4'-(4'''-Benzo-[15]-krone-5)-methyloxy-2,2':6',2''-terpyridin ([b15c5]-tpy) gelang die Umsetzung zu entsprechenden Eisen(II)- und Kobalt(II)komplexen der Zusammensetzung [M([b15c5]-tpy)2]2+. Alle synthetisierten Eisen(II)-Komplexe liegen aufgrund der hohen Ligandenfeldstärke des Terpyridins über einen Temperaturbereich von 300 – 400 K in ihrer diamagnetischen Low Spin Form vor. Die entsprechenden Kobalt(II)-Komplexe zeigen über einen Temperaturbereich von 2 – 350 K ein kontinuierliches, aber unvollständiges Spin-Crossover Verhalten.rnDer Einfluss von Signalstoffen auf das Spin-Crossover Verhalten der Kobalt(II)-Systeme wurde in einem ersten Versuch unter der Verwendung von Natriumionen als Signalstoff untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass Natriumionen für dieses System zwar nicht als Auslöser eines SCO verwendet werden können, sie aber dennoch eine starke Auswirkung auf den Verlauf des Spin-Crossovers haben.

A Differential Role of Volatiles from Conspecific and Heterospecific Competitors in the Selection of Oviposition Sites by the Aphidophagous Hoverfly Sphaerophoria rueppellii

The selection of oviposition sites by syrphids and other aphidophagous insects is influenced by the presence of con- and heterospecific competitors. Chemical cues play a role in this selection process, some of them being volatile semiochemicals. Yet, little is known about the identity and specificity of chemical signals that are involved in the searching behavior of these predators. In this study, we used olfactometer bioassays to explore the olfactory responses of gravid females and larvae of the syrphid Sphaerophoria rueppellii, focussing on volatiles from conspecific immature stages, as well as odors from immature stages of the competing coccinellid Adalia bipunctata. In addition, a multiple-choice oviposition experiment was conducted to study if females respond differently when they can also sense their competitors through visual or tactile cues. Results showed that volatiles from plants and aphids did not affect the behavior of second-instars, whereas adult females strongly preferred odors from aphid colonies without competitors. Odors from conspecific immature stages had a repellent effect on S. rueppellii adult females, whereas their choices were not affected by volatiles coming from immature heterospecific A. bipunctata. The results imply that the syrphid uses odors to avoid sites that are already occupied by conspecifics. They did not avoid the odor of the heterospecific competitor, although in close vicinity they were found to avoid laying eggs on leaves that had traces of the coccinellid. Apparently adult syrphids do not rely greatly on volatile semiochemicals to detect the coccinellid, but rather use other stimuli at close range (e. g., visual or non-volatile compounds) to avoid this competitor.

Actividad insecticida de Ricinus Communis L. sobre Plodia Interpunctella Hbn. (Lepidoptera: Phycitinae).

La aplicación de insecticidas sintéticos como principal sistema de control de plagas de granos y productos almacenados ha originado el desarrollo de poblaciones de insectos resistentes a dichos químicos, la contaminación del medio ambiente y la acumulación de sustancias tóxicas en los alimentos. En este trabajo se evaluaron los efectos de la aplicación de molido de hojas de ricino sobre larvas de la «polilla de las harinas» (Lepidoptera: Phycitinae). Los molidos vegetales se obtuvieron a partir de hojas de Ricinus communis L. secadas en estufa a 40 ± 2 °C durante 48 horas y posteriormente molidas hasta lograr un polvo de textura similar a la harina de maíz, material con el que se mezcló a fin de lograr concentraciones de 5, 10 y 15 % y un testigo sin ricino. Las unidades experimentales consistieron en cajas de Petri con seis larvas de primer y segundo estadio y se efectuaron cinco repeticiones por tratamiento (n=120). Se registró el número de larvas, pupas y adultos vivos, cada cuatro días, hasta que las larvas sobrevivientes llegaron al estado adulto. Se calcularon los porcentajes de eficacia mediante la fórmula de Abbott. Los resultados se evaluaron por ANVA y test de Tukey. Se determinaron el tiempo efectivo medio (TE50) y concentración efectiva media (CE50) por el método Probit. Los resultados de mortalidad indicaron que la concentración al 15 % superó significativamente al resto de los tratamientos y al testigo.

Spiroacetals in the Colonization Behaviour of the Coffee Berry Borer: A 'Push-Pull' System

Coffee berries are known to release several volatile organic compounds, among which is the spiroacetal, conophthorin, an attractant for the coffee berry borer Hypothenemus hampei. Elucidating the effects of other spiroacetals released by coffee berries is critical to understanding their chemo-ecological roles in the host discrimination and colonization process of the coffee berry borer, and also for their potential use in the management of this pest. Here, we show that the coffee berry spiroacetals frontalin and 1,6-dioxaspiro [4.5] decane (referred thereafter as brocain), are also used as semiochemicals by the coffee berry borer for host colonization. Bioassays and chemical analyses showed that crowding coffee berry borers from 2 to 6 females per berry, reduced borer fecundity, which appeared to correlate with a decrease in the emission rates of conophthorin and frontalin over time. In contrast, the level of brocain did not vary significantly between borer-uninfested and infested berries. Brocain was attractive at lower doses, but repellent at higher doses while frontalin alone or in a blend was critical for avoidance. Field assays with a commercial attractant comprising a mixture of ethanol and methanol (1:1), combined with frontalin, confirmed the repellent effect of this compound by disrupting capture rates of H. hampei females by 77% in a coffee plantation. Overall, our results suggest that the levels of frontalin and conophthorin released by coffee berries determine the host colonization behaviour of H. hampei, possibly through a 'push-pull' system, whereby frontalin acts as the 'push' (repellent) and conophthorin acting as the 'pull' (attractant). Furthermore, our results reveal the potential use of frontalin as a repellent for management of this coffee pest.

Coffee Berry Borer Joins Bark Beetles in Coffee Klatch

Unanswered key questions in bark beetle-plant interactions concern host finding in species attacking angiosperms in tropical zones and whether management strategies based on chemical signaling used for their conifer-attacking temperate relatives may also be applied in the tropics. We hypothesized that there should be a common link in chemical signaling mediating host location by these Scolytids. Using laboratory behavioral assays and chemical analysis we demonstrate that the yellow-orange exocarp stage of coffee berries, which attracts the coffee berry borer, releases relatively high amounts of volatiles including conophthorin, chalcogran, frontalin and sulcatone that are typically associated with Scolytinae chemical ecology. The green stage of the berry produces a much less complex bouquet containing small amounts of conophthorin but no other compounds known as bark beetle semiochemicals. In behavioral assays, the coffee berry borer was attracted to the spiroacetals conophthorin and chalcogran, but avoided the monoterpenes verbenone and a-pinene, demonstrating that, as in their conifer-attacking relatives in temperate zones, the use of host and non-host volatiles is also critical in host finding by tropical species. We speculate that microorganisms formed a common basis for the establishment of crucial chemical signals comprising inter-and intraspecific communication systems in both temperate-and tropical-occurring bark beetles attacking gymnosperms and angiosperms.

Controlled release products for managing insect pests.

2016