Bioactivity of Piper extracts on Tuta absoluta (Lepidoptera: Gelechiidae) in tomato

The objective of this work was to evaluate the bioactivity of ethanolic leaf extracts from four species of the genus Piper against the tomato leafminer Tuta absoluta (Lepidoptera: Gelechiidae) under laboratory conditions. The evaluated species were: P. amalago var. medium, P. glabratum, P. mikanianum, and P. mollicomum. In the initial screening assay (extract concentration of 2,000 mg L-1), all tested extracts caused significant larval mortality, particularly the extract of P. amalago var. medium; however, no extracts reduced the weight of the surviving larvae. The extract from P. amalago var. medium at the concentration of 1,011 mg L-1 caused a significant lengthening of the larval and pupal stages. The ethanolic leaf extract of P. amalago var. medium is promising for the control of T. absoluta larvae in tomato, since it exhibits acute toxicity toward these caterpillars at the concentration of 2,000 mg L-1 and affects the insect's development by reducing its survival and lengthening the larval and pupal stages.

Molecular analysis of a novel gene cluster encoding an insect toxin in plant-associated strains of Pseudomonas fluorescens

Pseudomonas fluorescens CHA0 and the related strain Pf-5 are well-characterized representatives of rhizosphere bacteria that have the capacity to protect crop plants from fungal root diseases, mainly by releasing a variety of exoproducts that are toxic to plant pathogenic fungi. Here, we report that the two plant-beneficial pseudomonads also exhibit potent insecticidal activity. Anti-insect activity is linked to a novel genomic locus encoding a large protein toxin termed Fit (for P. fluorescensinsecticidal toxin) that is related to the insect toxin Mcf (Makes caterpillars floppy) of the entomopathogen Photorhabdus luminescens, a mutualist of insect-invading nematodes. When injected into the haemocoel, even low doses of P. fluorescens CHA0 or Pf-5 killed larvae of the tobacco hornworm Manduca sexta and the greater wax moth Galleria mellonella. In contrast, mutants of CHA0 or Pf-5 with deletions in the Fit toxin gene were significantly less virulent to the larvae. When expressed from an inducible promoter in a non-toxic Escherichia coli host, the Fit toxin gene was sufficient to render the bacterium toxic to both insect hosts. Our findings establish the Fit gene products of P. fluorescens CHA0 and Pf-5 as potent insect toxins that define previously unappreciated anti-insect properties of these plant-colonizing bacteria

Occurrence and biology of Tolype innocens (Burmeister) on blueberry

Tolype innocens (Burmeister, 1878) is reported for the first time damaging blueberry (Vaccinium ashei) plants in Brazil having the caterpillars feeding on leaves and new shoots. T. innocens biology was studied on blueberry leaves in laboratory conditions and then a fertility life table was elaborated. Developmental time and viability of egg, larval and pupal stages and egg-adult period were 15.0 and 35.3, 33.3 and 84.5, 20.6 and 100, and 69.2 days and 45%, respectively. Average pupal weight was 0.840g for the females and 0.580g for the males. The sex ratio was 0.5. Pre-oviposition and oviposition time lasted 6.34 and 12.1 days, respectively. Mean fecundity was 251 eggs per female. Eggs were laid either individually or in masses. Longevity was 19.0 and 20.0 days for males and females, respectively. T. innocens population increased 47 times per generation, with a mean generation time of 77 days, and a finite rate of increase of 1.02. This data on biological parameters will be useful for establishing control strategies.

Chrysoperla externa (Neuroptera: Chrysopidae) and Utetheisa ornatrix (Lepidoptera: Arctiidae) on organically grown Crotalaria juncea (Fabaceae)

Chrysoperla externa (Neuroptera: Chrysopidae) larvae can avoid foraging on plants of Crotalaria juncea (Fabaceae) after the issuance of floral buds, when the prey of Utetheisa ornatrix (Lepidoptera: Arctiidae) incorporate toxic pyrrolizidine alkaloids from this plant. This reduces the predation and favors increasing the number of adults and eggs of this defoliator on crops of this plant. The aim of the present paper was to evaluate some biological and ecological aspects of C. externa and U. ornatrix on the organic crop of C. juncea in the EMBRAPA Maize and Sorghum in Sete Lagoas, Minas Gerais State, Brazil. Chrysoperla externa and U. ornatrix were more abundant in the vegetative and flowering stages of C. juncea, respectively, with caterpillars of this defoliator feeding on leaves and seeds of this plant. The duration of the stages/instars, survival, lifetime fecundity, and oviposition showed that the branches of C. juncea are a suitable food for U. ornatrix. The abundance of adults and larvae of C. externa was lower in the flowering and pods stages of C. juncea, respectively, when the postures of U. ornatrix are present, probably due to the toxicity of the eggs of this prey to this predator. During these stages, C. externa may be reared with alternative hosts, and when the crops of C. juncea are scarce, an artificial diet should be used for rearing this defoliator in the laboratory for biological research and the development of biological control tactics.

Does the Ingestion of Isoxaflutole Herbicide Affect the Midgut and Salivary Glands of Pentatomidae Predators?

Podisus nigrispinus is a generalist predator naturally occurring in agricultural and forestry systems that effectively contributes to the population balance of phytophagous insects, especially defoliating caterpillars. Histological changes were evaluated in the salivary glands and midgut of P. nigrispinus caused by ingestion of systemic herbicide isoxaflutole. These predator females were fed with leaves of eucalyptus plants, Tenebrio molitor pupae or water, contaminated or not by herbicide. Salivary glands and midguts were dissected, processed and analyzed under a light microscope. Activity level and cell morphology of the salivary glands and midgut showed differences among insects fed on plants, contaminated water or pupae. The epithelia of the salivary gland and midgut of individuals which had no contact with the herbicide showed homogeneous cytoplasm, nucleus with predominance of decondensed chromatin and evident nucleoli, intense cell activity features. As for the insects in contact with contaminated food, they presented undeveloped nucleus and condensed chromatin. The luminal contents of the salivary glands in the contaminated insects had become more acidophilus than in insects without poisoning, as well as having heterogeneous and granular secretion, being more evident in the bioassay in which the insects fed on contaminated water. There was a marked morphological change in the midgut cells in contaminated insects. High degree of apoptosis, disorganization and secretory vacuoles in the epithelial cytoplasm were observed. The apical portion of the midgut cells proved undeveloped, irregular and partially destroyed. It is concluded that isoxaflutole causes morphological changes in the digestive system of the predator P. nigrispinus.

Reversal of the anticoagulant and anti-hemostatic effect of low molecular weight heparin by direct prothrombin activation

Lopap, found in the bristles of Lonomia obliqua caterpillar, is the first exogenous prothrombin activator that shows serine protease-like activity, independent of prothrombinase components and unique lipocalin reported to interfere with hemostasis mechanisms. To assess the action of an exogenous prothrombin activator reversing the anticoagulant and antihemostatic effect induced by low molecular weight heparin (LMWH), male New Zealand rabbits (N = 20, weighing 3.8-4.0 kg) allocated to 4 groups were anticoagulated with 1800 IU/kg LMWH (iv) over 2 min, followed by iv administration of saline (SG) or recombinant Lopap (rLopap) at 1 µg/kg (LG1) or 10 µg/kg (LG10), 10 min after the injection of LMWH, in a blind manner. Control animals (CG) were treated only with saline. The action of rLopap was assessed in terms of activated partial thromboplastin time (aPTT), prothrombin fragment F1+2, fibrinogen, and ear puncture bleeding time (BT) at 5, 10, 15, 17, 20, 30, 40, 60, and 90 min after initiation of LMWH infusion. LG10 animals showed a decrease of aPTT in more than 50% and BT near to normal baseline. The level of prothrombin fragment F1+2 measured by ELISA had a 6-fold increase with rLopap treatment (10 µg/kg) and was inversely proportional to BT in LMWH-treated animals. Thus, Lopap, obtained in recombinant form using E. coli expression system, was useful in antagonizing the effect of LMWH through direct prothrombin activation, which can be a possible strategy for the reversal of bleeding and anticoagulant events.

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.