Induction of a gloverin-like antimicrobial polypeptide in the sugarcane borer Diatraea saccharalis challenged by septic injury

Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) is an important pest for Brazilian sugarcane. In the present study, we detected two distinct spots in hemolymph from septic injured larvae (HDs1 and HDs2), which are separated by 2DE gel electrophoresis. Both spots were subjected to in-gel tryptic digestion and MALDI-TOF/TOF analysis, which revealed the sequence VFGTLGSDDSGLFGK present in both HDs1 and HDs2. This sequence had homology and 80% identity with specific Lepidoptera antimicrobial peptides called gloverins. Analyses using the ImageMaster 2D software showed pI 8.94 of the HDs1 spot, which is similar to that described to Hyalophora gloveri gloverin (pI 8.5). Moreover, the 14-kDa molecular mass of the spot HDs1 is compatible to that of gloverins isolated from the hemolymph of Trichoplusia ni, Helicoverpa armigera and H. gloveri. Antimicrobial assays with partially purified fractions containing the HDs1 and HDs2 polypeptides demonstrated activity against Escherichia coli. This is the first report of antimicrobial polypeptides in D. saccharalis, and the identification of these peptides may help in the generation of new strategies to control this pest.

Geographic variation of sex pheromone and mitochondrial DNA in Diatraea saccharalis (Fab., 1794) (Lepidoptera: Crambidae)

(9Z,11E)-hexadecadienal and (Z11)-hexadecenal, the main sex pheromone components of the sugarcane borer, Diatraea saccharalis, were identified and quantified from four Brazilian and one Colombian populations using GC-EAD, GC-MS and GC analyses. Three different ratios were observed, 9:1,6:1, and 3:1. The pheromone concentration for the major component, (9Z,11E)-hexadecadienal, varied from 6.8 ng/gland to 21.9 ng/gland and from 1.7 ng/gland to 6.5 to the minor component, (Z11)-hexadecenal. The 25 D. saccharalis cytochrome oxidase II sequences that were analyzed showed low intra-specific variation and represented only 11 haplotypes, with the most frequent being the one represented by specimens from Sao Paulo, Parana, and Pernambuco states. Specimens from Colombia showed the highest genetic divergence from the others haplotypes studied. Data on the genetic variability among specimens, more than their geographic proximity, were in agreement with data obtained from analyses of the pheromone extracts. Our data demonstrate a variation in pheromone composition and a covariation in haplotypes of the D. saccharalis populations studied. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Inorganic elements in the fat bodies of Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae) larvae parasitized by Cotesia flavipes (Hymenoptera: Braconidae)

Koinobiont parasitoids use several strategies to regulate the host`s physiological processes during parasitism. Although many aspects of host-parasitoid interactions have been explored, studies that attempted to assess the effects of parasitism on the availability of inorganic elements in the host are virtually nonexistent. Therefore, we aimed to evaluate the effects of parasitism on the concentrations of inorganic elements in the fat bodies of larvae of Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae) during the development of the parasitoid Cotesia flavipes (Hymenoptera: Braconidae), by using total reflection X-ray fluorescence (TXRF). TXRF analysis allowed comparisons of the changes in the availability of the elements P. S. K, Ca, Cr, Fe, Ni, Cu, and Zn in the fat body tissues of D. saccharalis larvae parasitized by C. flavipes. Overall, the concentration of inorganic elements was higher early in parasitoid development (1 and 3 days after parasitism) compared to non-parasitized larvae, but much lower towards the end of parasitoid development (7 and 9 days after parasitism). Ca, K, and S were reduced after the fifth day of parasitism, which affected the total abundance of inorganic elements observed in the fat bodies of the parasitized hosts. The regulatory mechanisms or pathological effects related to the observed variation of the host inorganic elements induced by the parasitoid remain unknown, but there might be a strategy to make these elements available to the parasitoid larvae at the end of their development, when higher metabolic activity of the host fat body is required to sustain parasitoid growth. The observed variation of the host`s inorganic elements could also be related to the known effects of parasitism on the host`s immune response. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Changes in the hemolymph and fat body metabolites of Diatraea saccharalis (Fabricius) (Lepidoptera : Crambidae) parasitized by Cotesia flavipes (Cameron) (Hymenoptera : Braconidae)

The koinobiont Cotesia flavipes responds to and is influenced by biochemical changes in the host hemolymph composition, Diatraea saccharalis. Changes in the composition of macronutrients may occur due to the hosts own development or by changes induced after parasitization. These changes occur to facilitate parasitoid invasion and to make the host internal environment suitable to parasitoid immature development. Therefore, changes in the availability of stored and circulating nutrients may correlate with the nutritional requirements of specific parasitoid immature stages. In here, we describe changes in the biochemical composition of parasitized and control larvae at different stages of parasitoid development to gain information on C flavipes host regulation and on its quantitative immature nutritional requirements. Total proteins, lipids and carbohydrates free in the hemolymph or stored in host fat bodies, and the SDS-PAGE protein profile of the hemolymph were evaluated in control and parasitized 6th instar during the whole parasitoid development. Changes in the total protein available in the host hemolymph were detected soon after parasitization, but carbohydrate and lipids were observed to differ only towards parasitoid larvae egression. Although C. flavipes affected the availability of all macronutrients observed in the host hemolymph, lipids and proteins stored in the host fat bodies were unaffected. However, carbohydrate concentration at the end of parasitoid larval development was much lower in parasitized than in control larvae at the same stage of development. SDS-PAGE analysis indicated C flavipes up-regulated two host proteins (125 and 48 kDa) and released two parasitism-specific proteins towards the end of parasitoid larval development. We provide a discussion on the role these changes may have on the process of host regulation and their possible requirement to sustain parasitoid development. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Isobutyl amides - potent compounds for controlling Diatraea saccharalis

BACKGROUND: A dichloromethane-methanol extract of the seeds of Piper tuberculatum Jacq. (Piperaceae) and two isobutyl amides, 4,5-dihydropiperlonguminine (1) and pellitorine (2), which were isolated by chromatographic methods, were assayed for their lethality against the sugarcane borer Diatraea saccharalis F. (Lepidoptera: Pyralidae). RESULTS: Bioassays were carried out with fourth-instar caterpillars through topical application of test solutions to the dorsal surface of the prothorax, and dose-response correlations were determined. Significant insect mortalities were observed 24, 48 and 72 h after treatment at concentrations of >= 100 mu g insect(-1). The LD(50) and LD(90) values for compound 1 were 92.83 and 176.50 mu g insect(-1), and for compound 2 they were 91.19 and 184.56 mu g insect(-1). CONCLUSION: According to the LD(50) and LD(90) for compounds 1 and 2, it can be inferred that the values reflect an acute lethal response to both compounds, based on interaction(s) of the toxicants with a primary target or series of targets. Thus, the amides were demonstrated to have potential value in the control of the sugarcane borer. (C) 2008 Society of Chemical Industry

Preferência de Cotesia flavipes (Cameron, 1891) (Hymenoptera: Braconidae) por lagartas de Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) alimentadas com diferentes cultivares de cana-de-açúcar

O objetivo desta pesquisa foi avaliar a preferência do parasitoide Cotesia flavipes (Hymenoptera: Braconidae) por lagartas de Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae), alimentadas com diferentes cultivares de cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido em laboratório, em duas condições de alimentação, uma envolvendo lagartas de D. saccharalis, alimentadas em dieta artificial, e, a outra, com lagartas alimentadas em dieta artificial e mantidas temporariamente nos toletes dos cultivares de cana-de-açúcar. Os cultivares utilizados foram: SP80-1842 e SP81-3250, resistentes, e RB855536, suscetível à D. saccharalis. A preferência para oviposição das fêmeas de C. flavipes foi avaliada em testes com e sem chance de escolha, em delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e 15 repetições. Lagartas de D. saccharalis com 19 dias de idade foram oferecidas para fêmeas de C. flavipes, acasaladas e com 24 horas de idade, em ambos os testes. No teste com chance de escolha, utilizou-se um olfatômetro, o qual constou de quatro compartimentos, em cujo centro liberaram-se quatro fêmeas de C. flavipes, enquanto, no teste sem chance de escolha, foram utilizadas placas de Petri, no interior das quais se colocou uma lagarta de D. saccharalis, oriunda das duas condições de alimentação. Nestes testes, foi observada a percentagem de parasitismo e, continua-mente, o comportamento da primeira escolha de fêmeas de C. flavipes, em intervalos de zero a um, um a três, três a cinco, cinco a oito e de oito a dez minutos após as liberações. Lagartas de D. saccharalis, oriundas da alimentação em dieta artificial com colmos triturados dos cultivares, foram igualmente preferidas para atratividade de fêmeas do parasitoide C. flavipes. A percentagem de parasitismo de lagartas de D. saccharalis, criadas com dietas artificiais com colmos dos cultivares SP80-1042 e RB855536, foi igualmente parasitadas por C. flavipes.

Estudo da broca da cana de açúcar Diatraea saccharalis (Fabr. 1794)

O presente trabalho relaciona-se com o estudo da broca da cana de açúcar, no que se refere à intensidade de infestação e aos danos causados na cultura e na indústria açucareira. A única espécie encontrada nas regiões canavieiras estudadas, foi a Diatraea saccharalis Fabr., 1794 (Crambidae, Lepidoptera). Foram observadas culturas de cana-planta das seguintes variedades: Co 419, CB 41-76 e CB 40-69, nas regiões de Piracicaba, Araras, Santa Bárbasa D'Oeste e Araraquara. A amostragem consistiu na escôlha, ao acaso, de côlmos das 3 variedades citadas, que foram divididos em 3 porções: base, meio e ápice. Foi contado o número total de internódios de cada côlmo e, após a sua secção longitudinal, foram contados os internóidios broqueados em cada porção para se determinar a intensidade de infestação. Para se avaliarem os danos causados pela broca na cultura da cana e na indústria açucareira foram colhidos toletes sadios e broqueados no mesmo talhão; êstes, separadamente, foram pesados e analisados para açúcar provável por cento de cana. A intensidade de infestação média encontrada naquelas localidades para a variedade Co 419 foi de 15,8%, assim distribuída: 6,1% para a base, 6,7% para o meio e 3,0% para o ápice; para a variedade CB 41-76 foi de 21,5% sendo, respectivamente, para aquelas posições, de 6,9, 9,7 e 4,9% e para a variedade CB 40-69 foi de 28,8%, assim distribuida, 8,4, 13,8 e 6.6%. A média geral é de 22,2%. As perdas médias de pêso de cana para as variedades Co 419, CB 41-76 e CB 40-69 foram, respectivamente, de 4,4, 3,2 e 6,7% com uma média geral de 4,8%. As perdas médias de açúcar provável por cento de cana para as variedades Co 419, CB 41-76 e CB 40-69 foram, respectivamente, de 1,6 4,1 e 6,7¾, com uma média geral de 4,1%. Êstes danos representam uma perda estimada em 106.075 toneladas de cana na cultura, além de 133.166 sacas de açúcar (de 60 kg) na industria açucareira, para as 5 usinas estudadas e, na safra de 1960/61. Êstes dois dados estão relacionados com a intensidade de infestação média observada, de 22,2%.

Metodologia para infestação artificial de ovos de Diatraea saccharalis(Fabr., 1794) em cana-de-açúcar visando estudos com Trichogramma spp

A presente pesquisa teve por objetivo desenvolver técnicas para infestação artificial de cana-de-açúcar com ovos de Diatraea saccharalis (Fabr.,1794) visando aos estudos com Trichogramma spp. Avaliou-se a forma mais adequada de obtenção de ovos de D. saccharalis na planta, estudando-se o parasitismo por Trichogramma distinctum Zucchi, 1988 e T. galloi Zucchi, 1988 sobre ovos colocados em papel sulfite e sobre ovos obtidos na propria folha de cana-de-açúcar, através do confinamento de casais de broca sobre a mesma. Paralelamente, desenvolveu-se uma técnica para se estimar o número de ovos obtidos nas infestações artificiais, que consistia na colocação de uma folha transparente e quadriculada sobre a postura, avaliando-se o número de "quadrados" correspondentes à área da mesma. 0 numero de ovos era então estimado através de equações de regressão obtidas em função do tamanho da postura. A utilização de papel sulfite na infestação de ovos de D. saccharalis diminuiu o parasitismo por T. galloi e T. distinctum, sendo o confinamento de casais da broca-da-cana sobre a folha de cana-de-açúcar, a forma mais adequada para obtenção dos ovos desta praga, nos estudos com estes parasitóides. A metodologia desenvolvida para contagem de ovos de D. saccharalis mostrou-se valida para as infestações artificiais em campo.

Resistance of sugarcane cultivars to Diatraea saccharalis

The objective of this work was to evaluate the oviposition preference of Diatraea saccharalis and the effect of ten sugarcane cultivars on larval development. Oviposition preference was assessed under greenhouse conditions by three releases of couples of moths, with subsequent counting of egg masses and eggs per plant. In order to evaluate the effect of the cultivars on larval development, each plant was infected with about 150 eggs, and, 29 days later, the total number of internodes, number of bored internodes, number of life forms found, larval and pupal weight and length, and the width of larval head capsule were evaluated. The cultivars IACSP94-2101 and IACSP96-2042, the least preferred by D. saccharalis for oviposition, and IACSP94-2094, the most unfavorable for larvae entrance and development, show resistance to the pest.

Seleção e caracterização de estirpes de Bacillus thuringiensis eficientes contra a Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae)

O objetivo deste trabalho foi selecionar e caracterizar estirpes nativas de Bacillus thuringiensis tóxicas a Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae). Cento e seis estirpes pertencentes ao Banco de Bactérias de Invertebrados, da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, foram testadas quanto à toxicidade a D. saccharalis, e, as mais tóxicas, caracterizadas por métodos bioquímicos e moleculares. Das 106 estirpes testadas, 16 causaram 100% de mortalidade em 24 horas. As três estirpes mais tóxicas apresentaram concentração letal média entre 8 e 43 ng cm-2. O perfil proteico das 16 estirpes mostrou a presença de proteínas de 130 e 65 kDa, e a caracterização molecular mostrou a presença dos genes tipo cry1 e cry2: cry1Aa, cry1Ab, cry1Ac e cry2Aa. A concentração letal média de esporos e cristais obtidos a partir de estirpes recombinantes, que expressavam individualmente os genes cry1Aa, cry1Ab, cry1Ac e cry2Aa, variou entre 222 e 610 ng cm-2, valores muito superiores aos das estirpes nativas mais tóxicas, que apresentavam possibilidade de expressão simultânea desses genes. Este resultado é indicativo de que há sinergia entre as toxinas. Há interação entre as toxinas de B. thuringiensis e seus receptores na broca-do-colmo da cana-de-açúcar.

Induction of a gloverin-like antimicrobial polypeptide in the sugarcane borer Diatraea saccharalis challenged by septic injury

Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) is an important pest for Brazilian sugarcane. In the present study, we detected two distinct spots in hemolymph from septic injured larvae (HDs1 and HDs2), which are separated by 2DE gel electrophoresis. Both spots were subjected to in-gel tryptic digestion and MALDI-TOF/TOF analysis, which revealed the sequence VFGTLGSDDSGLFGK present in both HDs1 and HDs2. This sequence had homology and 80% identity with specific Lepidoptera antimicrobial peptides called gloverins. Analyses using the ImageMaster 2D software showed pI 8.94 of the HDs1 spot, which is similar to that described to Hyalophora gloveri gloverin (pI 8.5). Moreover, the 14-kDa molecular mass of the spot HDs1 is compatible to that of gloverins isolated from the hemolymph of Trichoplusia ni, Helicoverpa armigera and H. gloveri. Antimicrobial assays with partially purified fractions containing the HDs1 and HDs2 polypeptides demonstrated activity against Escherichia coli. This is the first report of antimicrobial polypeptides in D. saccharalis, and the identification of these peptides may help in the generation of new strategies to control this pest.

Desarrollo de formulaciones de Bacillus thuringiensis a partir de gelatina y o pectina y evaluación tóxica contra el barrenador del tallo de la caña de azúcar Diatraea saccharalis fabricius

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Microbiología) UANL

Elaboración de formulados de Bacillus thuringiensis var. kurstaki y determinación de la actividad tóxica contra larvas de Diatraea saccharalis (Fabricius) (Lepidoptera: Pyralidae) en laboratorio y campo

Tesis ( Doctorado en Ciencias con Especialidad en Biotecnología) UANL

Variabilidade espacial de populações de Diatraea saccharalis em canaviais e sugestão de método de amostragem

A broca Diatraea saccharalis é uma das mais importantes pragas da cana-de-açúcar no Brasil. O manejo de áreas infestadas está embasado no controle biológico com Cotesia flavipes, cujas liberações são feitas em função da população de lagartas da praga em campo. Por esta razão, a estimativa desta população é de fundamental importância para o sucesso do programa de manejo. Assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar a variabilidade espacial de D. saccharalis em canaviais e sugerir um método de amostragem que permitisse uma estimativa adequada das populações em campo. Seis campos de aproximadamente 1 ha cada um foram amostrados, em grid retangular de aproximadamente 10 x 10 m, com ilhas. Cada ponto de amostragem foi representado pela coleta das formas biológicas da praga no interior dos colmos em 2 m de sulco. Na maioria das áreas, as populações de formas imaturas de D. saccharalis distribuíram-se de forma contagiosa, com alcance do semivariograma variando de 18 a 80 m. Com base no alcance médio, estimou-se em seis o número médio de pontos de amostragem por hectare que deveriam ser feitos para representar adequadamente a área. Este número foi menor do que o estimado utilizando parâmetros da estatística clássica. Sugere-se que, para estimativa das formas imaturas de D. saccharalis em canaviais, a amostragem seja feita em grid de 40 x 40 m, o que resulta em aproximadamente seis pontos de amostragem por hectare e permitirá, na maioria das áreas, efetuar levantamentos com independência e coeficientes de variação menores que 50%.

Resistência de genótipos de sorgo a Contarinia sorghicola (Coq.) (Diptera: Cecidomyiidae) e Diatraea saccharalis (Fabr.) (Lepidoptera: Pyralidae) e influência sobre parasitóides

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)