On the inheritance and mechanism of baculovirus resistance of the codling moth, Cydia pomonella (L.)

Das Cydia pomonella Granulovirus (CpGV, Baculoviridae) wird seit Ende der 1980er Jahre als hoch-selektives und effizientes biologisches Bekämpfungsmittel zur Kontrolle des Apfelwicklers im Obstanbau eingesetzt. Seit 2004 wurden in Europa verschiedene Apfelwicklerpopulationen beobachtet die resistent gegenüber dem hauptsächlich angewendeten Isolat CpGV-M aufweisen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Vererbung und des Mechanismus der CpGV Resistenz. Einzelpaarkreuzungen zwischen einem empfindlichen Laborstamm (CpS) und einem homogen resistenten Stamm (CpRR1) zeigten, dass die Resistenz durch ein einziges dominantes Gen, das auf dem Z-Chromosom lokalisiert ist, vererbt wird. Massernkreuzungen zwischen CpS und einer heterogen resistenten Feldpopulation (CpR) deuteten zunächst auf einen unvollständig dominanten autosomalen Erbgang hin. Einzelpaarkreuzungen zwischen CpS und CpR bewiesen jedoch, dass die Resistenz in CpR ebenfalls monogen dominant und geschlechtsgebunden auf dem Z-Chromosom vererbt wird. Diese Arbeit diskutiert zudem die Vor- und Nachteile von Einzelpaarkreuzungen gegenüber Massernkreuzungen bei der Untersuchung von Vererbungsmechanismen. Die Wirksamkeit eines neuen CpGV Isolates aus dem Iran (CpGV-I12) gegenüber CpRR1 Larven, wurde in Bioassays getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass CpGV-I12 die Resistenz in allen Larvenstadien von CpRR1 brechen kann und fast so gut wirkt wie CpGV-M gegenüber CpS Larven. Daher ist CpGV-I12 für die Kontrolle des Apfelwicklers in Anlagen wo die Resistenz aufgetreten ist geeignet. Um den der CpGV Resistenz zugrunde liegenden Mechanismus zu untersuchen, wurden vier verschiedene Experimente durchgeführt: 1) die peritrophische Membran degradiert indem ein optischer Aufheller dem virus-enthaltenden Futtermedium beigefügt wurde. Das Entfernen dieser mechanischen Schutzbarriere, die den Mitteldarm auskleidet, führte allerdings nicht zu einer Reduzierung der Resistenz in CpR Larven. Demnach ist die peritrophische Membran nicht am Resistenzmechanismus beteiligt. 2) Die Injektion von Budded Virus in das Hämocoel führte nicht zur Brechung der Resistenz. Folglich die die Resistenz nicht auf den Mitteldarm beschränkt, sondern auch in der Sekundärinfektion wirksam. 3) Die Replikation von CpGV in verschiedenen Geweben (Mitteldarm, Hämolymphe und Fettkörper) von CpS und CpRR1 wurde mittels quantitativer PCR verfolgt. In CpS Larven konnte in allen drei Gewebetypen sowohl nach oraler als auch nach intra-hämocoelarer Infektion eine Zunahme der CpGV Genome in Abhängigkeit der Zeit festgestellt werden. Dagegen konnte in den Geweben aus CpRR1 nach oraler sowie intra-hämocoelarer Infektion keine Virusreplikation detektiert werden. Dies deutet darauf hin, dass die CpGV Resistenz in allen Zelltypen präsent ist. 4) Um zu untersuchen ob ein humoraler Faktor in der Hämolymphe ursächlich an der Resistenz beteiligt ist, wurde Hämolymphe aus CpRR1 Larven in CpS Larven injiziert und diese anschließend oral mit CpGV infiziert. Es konnte jedoch keine Immunreaktion beobachtet und kein Faktor in der Hämolymphe identifiziert werden, der Resistenz induzieren könnte. Auf Grundlage dieser Ergebnisse kann festgestellt werden, dass in resistenten Apfelwicklerlarven die virale Replikation in allen Zelltypen verhindert wird, was auf eine Virus-Zell Inkompatibilität hinweist. Da in CpRR1 keine DNA Replikation beobachtet wurde, wird die CpGV Resistenz wahrscheinlich durch eine frühe Unterbindung der Virusreplikation verursacht.Das früh exprimierte Gen pe38 codiert für ein Protein, das wahrscheinlich für die Resistenzbrechung durch CpGV-I12 verantwortlich ist. Interaktionen zwischen dem Protein PE38 und Proteinen in CpRR1 wurden mit Hilfe des Yeast Two-Hybrid (Y2H) Systems untersucht. Die detektierten Interaktionen sind noch nicht durch andere Methoden bestätigt, jedoch wurden zwei mögliche Gene auf dem Z-Chromosom und eines auf Chromosom 15 gefunden, wie möglicherweise an der CpGV Resistenz beteiligt sind.

Novel isolates of Cydia pomonella granulovirus (CpGV): deciphering the molecular mechanism for overcoming CpGV resistance in codling moth (Cydia pomonella)

During the last twenty years, Cydia pomonolla granulovirus (CpGV, Baculoviridae) has become the most important biological control agent for the codling moth (CM) in organic and integrated apple production. All registered products in Europe are based on the isolate CpGV-M, which was discovered 1964 in Mexico. A serious threat to future application of CpGV is the occurrence of CM field populations resistant to CpGV. Since 2003, populations with up to 10,000-fold reduced susceptibility were reported from orchards in Germany, France, Italy, Switzerland, Austria and the Netherlands. A putative alternative to CpGV-M are novel CpGV isolates which are able to overcome CM resistance. This thesis focuses on the identification and characterisation of resistance overcoming CpGV isolates and the analysis of their molecular difference to CpGV-M.rnSixteen CpGV isolates were tested against CM lab strains in bioassays. Hereby, five isolates were identified which were able to completely overcome resistance. The genomes of these isolates were compared to CpGV-M by restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis. To identify the molecular factor responsible for improved virulence of some CpGV isolates, major genomic differences were sequenced and analysed. A 0.7 kb insertion was found in CpGV-I01, -I12 and -E2, but not in other resistance overcoming isolates. Analysis of the insertions sequence revealed that it might be due to a transposition event, but not involved in overcoming resistance. rnFor unequivocal identification of CpGV isolates, a new method based on molecular analysis was established. Partial sequencing of the conserved polyhedrin/granulin (polh/gran), late expression factor-8 (lef-8) and late expression factor-9 (lef-9) genes revealed single nucleotide polymorphisms (SNPs). SNP analysis correlated with the grouping obtained by RFLP analysis. A phylogenetic classification due to different genome types A-E is proposed. Phylogenetic analysis suggested that CpGV-M was the phylogenetically youngest of the tested CpGV isolates.rnWhole genome sequencing of two resistance overcoming isolates CpGV-I12 (type D genome) and -S (type E genome) and CpGV-M (type A genome) was performed. Comparison of the three genomes revealed a high sequence identity. Several insertions and deletions ranging from 1-700 nucleotides (nt) were found. Comparison on open reading frame (ORF) level revealed that CpGV-I12 and -S shared only one protein alteration when compared to CpGV-M: a stretch of 24 nt present in ORF cp24 was not found in any of the resistance overcoming isolates. Cp24 codes for the early gene pe38. Combined with the results of phylogenetic analysis, it is proposed that these 24 nt are a recent insertion into the CpGV-M genome. The role of pe38 in overcoming resistance was investigated by knocking out pe38 of a CpGV-M based bacmid and swapping of CpGV-I12 pe38 of into the k.o. bacmid. When pe38 of CpGV-I12 was inserted into the k.o. bacmid, the infectivity could not be rescued, suggesting that the genomic portion of pe38 might play a role in its function.rnIt can be concluded that the recently observed CpGV resistance in CM is only related to type A genomes. RFLP and SNP analysis provide tools for identifying and characterising different CpGV isolates reliably, a pre-condition for a future registration of CpGV products based on novel CpGV isolates.rnrnrn

Codling moth biology and control investigations

Mode of access: Internet.

The Use of Multi-Criteria Decision Analysis in Performing Alternatives Assessment and Comparative Risk Analysis: The Case Study of Codling Moth Pesticides

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Response of oriental fruit moth, Grapholita molesta (Busck) (Lepidoptera: Tortricidae), eggs to gamma radiation

As insects increase in radiotolerance as they develop and usually several developmental stages of the pest may be present in the fresh shipped commodity, it is important to know the radiation susceptibility of the stages of the target insect before the establishment of ionizing radiation quarantine treatments. This study was performed to determine the radiotolerance of eggs of the oriental fruit moth, Grapholita molesta (Busck) (Lepidoptera: Tortricidae), to gamma radiation. This species is considered as one of the most serious worldwide pests for temperate fruits, especially peaches. Eggs (12 h old) were exposed to 0 (control), 25, 35, 50, 75, 100, 125 and 150 Gy of gamma radiation. Surviving larvae were allowed to feed on an artificial diet. Three days after irradiation, it was verified that larvae`s cephalic capsules were significantly affected by gamma radiation, and the estimated mean LD(90) and LD(99) were 66.3 Gy and 125.8 Gy, respectively. Oriental fruit moth eggs revealed to be quite radiosensitive and very low doses as 50 Gy were sufficient to disrupt G. molesta embryogenesis. At 25 Gy, only male adults originated from the surviving larvae and, after mating with untreated fertile females, shown to be sterile. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Comparison of lures loaded with codlemone and pear ester for capturing codling moths, Cydia pomonella, in apple and pear orchards using mating disruption

Studies were conducted in apple, Malus domestica Borkhausen and pear, Pyrus communis L. (Rosales: Rosaceae), orchards to evaluate the attractiveness of grey halobutyl septa loaded with 1 (L2) and 10 (Mega) mg of codlemone, 8E,10E-dodecadien-1-ol, 3 mg of pear ester, ethyl (E,Z)- 2,4-decadienoate (DA2313), and 3 mg of pear ester plus 3 mg of codlemone (Combo) to adult codling moth, Cydia pomonella (L.) (Lepidoptera: Tortricidae). All studies were conducted in orchards treated with pheromone mating disruption. All four lures were tested on diamond-shaped sticky traps placed in 60 plots of apple and 40 plots of pears in 2003/04, and in 62 plots of apples and 30 of pears in 2004-05. Combo lures attracted significantly more moths (males + females) than all the others in both years. Comparisons among flights showed significant differences mainly for flight 1 and 2, but not always for flight 3. Mega lures provided no significant improvement compared with L2 lures during both seasons regarding the total number of moths. Combo and DA2313 lures attracted fewer females than males during the whole season. For most sample dates, more virgin than mated females were attracted to Combo lures, except during the third flight, and the overall ratio was 60:40, although the difference was not statistically significant. We conclude that the Combo lures are better indicators of codling moth activity in pheromone treated orchards, regardless of pest population level, when compared with similar lures containing codlemone or pear ester alone.

An unusual food plant for Cydia pomonella (Linnaeus) (Lepidoptera, Tortricidae) in Mexico

An unusual food plant for Cydia pomonella (Linnaeus) (Lepidoptera, Tortricidae) in Mexico. Larvae of Cydia pomonella (Linnaeus, 1758) were discovered on floral cones of Magnolia schiedeana (Schltdl, 1864) near the natural reserve of La Martinica, Veracruz, México. Magnolia represents an unusual host for this moth species, which is known throughout the world as the "codling moth", a serious pest of fruits of Rosaceae, especially apples. The larvae were identified using taxonomic keys, and identification was corroborated using molecular markers. Further sampling resulted in no additional larvae, hence, the observation was probably that of an ovipositional error by the female, and M. schiedeana is not at risk of attack by this important moth pest.

Efecto del momento de aplicación, utilización de coadyuvantes y volumen de tratamiento en la efectividad de tebufenocida para el control de Cydia Pomonella (L.) (Lepidoptera: Tortricidae)

En ensayos realizados en plantaciones de manzanos en 1994 en Hood River, Oregon, se evaluó el porcentaje de daño obtenido cuando se trataron la primera y segunda generación de Cydia pomonella L con tebufenocida (RH 5992). variando tan sólo la fecha del primer tratamiento para la primera generación. Se evaluaron la persistencia, porcentaje de recubrimiento e influencia en la efectividad de tebufenocida dependiendo del volumen de caldo aplicado por hectárea y del coadyuvante utilizado. No se obtuvieron diferencias significativas entre los distintos momentos de aplicación de tebufenocida, ni tampoco entre el tipo de coadyuvante utilizado, pero sí se obtuvieron entre volúmenes. En árboles de tamaño medio, el porcentaje de mortalidad larvaria fue del 60,89r cuando se aplicó tebufenocida a un volumen de 935 1/ha. y del 81,1% cuando se aplicó a un volumen de 3.745 1/ha, porcentaje que no decreció hasta 32 días después del tratamiento. Se obtuvo una buena correlación entre porcentaje de cobertura y porcentaje de mortalidad cuando se trató con 935 1/ha.

Mortalidade do ácaro predador Neoseiulus californicus (Acari: Phytoseiidae) em testes de toxicidade residual de inseticidas e acaricidas usuais em pomáceas

Os ácaros fitoseídeos, especialmente Neoseiulus californicus (McGregor), são importantes agentes de controle biológico de ácaros tetraniquídeos-praga nas culturas de pomáceas no Alto Valle del Río Negro y Neuquén, Argentina. Neste trabalho, avaliou-se a mortalidade de N. californicus quando exposto a resíduos dos inseticidas azimphos-methyl, carbaryl e cyfluthrin, e dos acaricidas cyhexatin e propargite. Os produtos foram aplicados às concentrações recomendadas em plantas de pereira. Um, três, seis e dez dias após a aplicação (DAA), folhas tratadas foram retiradas das plantas para a preparação de unidades experimentais. Cinco adultos de N. californicus, provenientes de criação-estoque, foram transferidos para cada unidade, onde pólen de taboa foi fornecido como alimento. As unidades foram mantidas a 25 ± 2 ºC, 60 ± 10% de umidade relativa e fotoperíodo de 14 h. A mortalidade do ácaro foi avaliada 24 h após o confinamento. As médias de mortalidade foram comparadas pelo teste de Dunnett, a 5% de probabilidade. A progressão do declínio do efeito dos produtos testados foi submetida à análise de regressão. Nas duas primeiras datas de avaliação, todos os produtos apresentaram valores de mortalidade significativamente diferentes da testemunha tratada com água. Seis dias após a aplicação, propargite, cyhexatin e cyfluthrin apresentaram mortalidade de aproximadamente 30%, enquanto a mortalidade nos tratamentos azimphos-methyl e carbaryl apresentou níveis estatisticamente similares aos da testemunha. Dez dias após a aplicação, a mortalidade em todos os tratamentos não diferiu significativamente da testemunha. O efeito de todos os produtos apresentou declínio progressivo ao longo do período de observação, sendo significativa a 1% de probabilidade a regressão linear negativa para os valores obtidos. Os maiores efeitos negativos sobre a sobrevivência de N. californicus corresponderam aos acaricidas testados. Azimphos-methyl foi o produto que menos afetou a sobrevivência do ácaro predador. Os inseticidas testados, usados na região do Alto Valle del Río Negro y Neuquén para o controle de Cydia pomonella, praga-chave das culturas de pomáceas, apresentaram baixa toxicidade sobre N. californicus.

Desenvolvimento de diferentes populações de Cydia pomonella (Lepidoptera: Tortricidae) em temperaturas variáveis e consequências na modelagem fenológica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

EC28-36 Spraying Tree Fruits (Revised March 1932)

The production of sound, clean fruit is unquestionably one of the major problems facing the modern fruit grower. Culture may be neglected and pruning delayed for a time but the omission of sprays for even a single season demonstrates their absolute necessity. This applies equally to the commercial grower and to the farmer or gardener who has only a few trees. Spray materials, equipment, management, schedules, insect pests and orchard diseases are discussed in this 1928 extension circular.

Populationsdynamik des Cydia pomonella Granulovirus

Das Cydia pomonella Granulovirus (CpGV, Fam. Baculoviridae) ist ein sehr virulentes und hoch spezifisches Pathogen des Apfelwicklers (Cydia pomonella), das seit mehreren Jahren in der Bundesrepublik Deutschland und anderen Ländern der EU als Insektizid zugelassen ist. Wie andere Baculoviren auch befällt es die Larven der Insekten und ist aufgrund seiner Selektivität für Nicht-Zielorganismen unbedenklich. In der Vergangenheit konzentrierte sich die Erforschung des CpGV auf Bereiche, die für die Anwendung im Pflanzenschutz relevant waren, wobei nach fast 20 Jahren nach der ersten Zulassung noch immer nicht bekannt ist, ob und wie sich das CpGV in der Umwelt etablieren kann. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Parameter, mit deren Hilfe die Populationsdynamik des CpGV beschrieben werden kann, analysiert und quantitativ bestimmt. Neben den biologischen Eigenschaften wie Virulenz, DNA-Charakterisierung und Quantifizierung der Virusnachkommenschaft wurden insbesondere die horizontale sowie die vertikale Transmission, die Inaktivierung und die Infektion später Larvenstadien untersucht. Letztlich wurden die ermittelten Parameter zusammen mit Daten aus der Literatur in ein mathematisches Modell integriert. Um die Wahrscheinlichkeit der horizontalen Transmission zu quantifizieren, wurde ein Modellsystem mit losen Äpfeln etabliert, in dem verschiedene Szenarien möglicher horizontaler Transmission unter definierten Laborbedingungen getestet wurden. In Versuchsserien, in denen ein Virusfleck, entsprechend der produzierten Virusmenge einer Eilarve, auf einen Apfel appliziert worden war, war unter den aufgesetzten Apfelwicklerlarven lediglich eine sehr geringe Mortalität von 3 - 6% zu beobachten. Wurde jedoch ein an einer Virusinfektion gestorbener Larvenkadaver als Inokulum verwendet, lag die Mortalitätsrate aufgesetzter Larven bei über 40%. Diese beobachtete hohe horizontale Transmissionsrate konnte mit dem Verhalten der Larven erklärt werden. Die Larven zeigten eine deutliche Einbohrpräferenz für den Stielansatz bzw. den Kelch, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens einer an der Infektion verendeten Larve mit einer gesunden Larve um ein Vielfaches zunahm. In einem ähnlich angelegten Freilandversuch konnte eine horizontale Transmission nicht belegt werden. Der Unterschied zur Kontrollgruppe fiel aufgrund einer hohen natürlichen Mortalität und einer damit einhergehenden niedrigen Dichte der Larven zu gering aus. Parallel hierzu wurde außerdem eine Halbwertszeit von 52 Sonnenstunden für das CpGV ermittelt. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass die Mortalität von späteren Larvenstadien, die 14 Tage Zeit hatten sich in die Äpfel einzubohren, bevor eine CpGV-Applikation durchgeführt wurde, ebenso hoch war wie bei Larven, die sich im L1-Stadium auf der Apfeloberfläche infizierten. Aufgrund des höheren Alters jener Larven war der Fraßschaden an befallenen Äpfeln jedoch wesentlich größer und vergleichbar mit dem Fraßschaden einer unbehandelten Kontrolle. Der Versuch zur vertikalen Transmission zeigte dass, obwohl die verwendete Apfelwicklerzucht nicht frei von CpGV war, die Mortalitätsrate der Nachkommen subletal infizierter Weibchen (44%) jedoch deutlich höher war als die der Nachkommen subletal infizierter Männchen (28%) und der unbehandelten Kontrolle (27%). Auch in den PCR-Analysen konnte eine größere Menge an CpGV-Trägern bei den Nachkommen subletal infizierter Weibchen (67%) als bei den Nachkommen subletal infizierter Männchen (49%) und bei der Kontrolle (42%) nachgewiesen werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Infektion durch subletal infizierte Weibchen vertikal in die nächste Generation übertragen werden kann. Dies lässt erkennen, dass in der Folgegeneration des Apfelwicklers eine zusätzliche Wirkung des CpGV durch vertikale Transmission auftreten kann. Hierin wäre auch ein potentieller Mechanismus für eine dauerhafte Etablierung des Virus zu sehen. Letztlich wurden alle Parameter, die die CpGV-Apfelwickler-Beziehung beschreiben, in ein mathematisches Modell GRANULO integriert. Nach einer Sensitivitätsanalyse wurde GRANULO teilweise mit Daten aus den Freilandversuchen verifiziert. Durch Modifikation der Virusparameter im Modell konnte anschließend der Einfluss veränderter biologischer Eigenschaften (UV-Stabilität und Transmissionsraten) der Viren in Simulationen theoretisch erprobt werden. Das beschriebene Modell, das allerdings noch einer weitergehenden Verifizierung und Validierung bedarf, ist eine erste Annäherung an die quantitative Erfassung und Modellierung der Populationsdynamik des Systems CpGV-Apfelwickler. Die im Zusammenhang mit der Populationsdynamik des Apfelwicklers erhobenen Daten können einen wertvollen Beitrag zur Optimierung von Kontrollstrategien des Apfelwicklers mittels CpGV leisten. Außerdem geben sie Aufschluss über die Etablierungsmöglichkeiten dieses Bioinsektizids.

I︠a︡blochnai︠a︡ plodojorka ...

Translation into Russian, of the author's bulletin on The codling moth, by S. A. Mokschetsky.

Oviposition and reproductive performance of a generalist parasitoid (Trichogramma pretiosum) exposed to host species that differ in their physical characteristics

The response of generalist egg parasitoids to alternative natural hosts that are present simultaneously is not well known. We investigated the behavior of Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae) in relation to two field hosts Helicoverpa armigera Hubner and Spodoptera litura Fabricius, in choice and no choice tests. We quantified the effects of natal host species and post-emergence adult age on the oviposition preference of the parasitoids. H. armigera eggs were consistently preferred over S. litura eggs, regardless of the natal host and adult age. When only S. litura eggs were available as hosts, they were parasitized at statistically similar rates to H. armigera eggs (average of 17 +/- 2.7 vs. 13 +/- 3.0, H. armigera to S. litura). The adult lifespan and lifetime fecundity of T. pretiosum were variable but were affected by natal host species and/or host species to which they were exposed. Mean lifespan and fecundity of parasitoids that had developed in H. armigera eggs and were exposed to H. armigera eggs for oviposition were 13.9 +/- 1.8 days and 98.7 +/- 11.0 adult offspring. By contrast, those that developed in S. litura eggs and were exposed to S. litura eggs for oviposition lived for 7 +/- 0.9 days and produced 53.8 +/- 8.0 adult offspring. The ovigeny index (OI) was significantly lower in the parasitoids exposed to H. armigera eggs than in those exposed to S. litura eggs, regardless of the natal host, indicating that H. armigera eggs sustain the adult parasitoids better than S. litura eggs. These results are used to predict parasitoid behavior in the field when both hosts are available. (c) 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

Immature stages of the moth Lobeza dentilinea (Lepidoptera: Notodontidae), with redescription of the species based on male and female morphology

Egg and pupa of Lobeza dentilinea Schaus, 1901 are described and illustrated for the first time. Eggs are smooth, dome-shaped, and greenish at oviposition. Last instar larvae have an aposematic coloration and the chaetotaxy is very similar to other notodontines, except for the number of lateral setae: L. dentilinea has three instead of four lateral setae on abdominal segments A3-A6. Pupae are light brown and typical of the family, with the last abdominal segments broadly round. Evidence from the adult morphology supporting the placement of the genus in Notodontinae includes proboscis smaller than the length of the head, epiphysis with more than half the length of tibia, tarsal claws simple, and labial palpi short. Male and female are confidently associated, and a redescription of the species is presented based on both sexes. Larvae of L. dentilinea are here recorded feeding on a Melastomataceae.