Resistance to Fiji disease in sugar cane: Role of cultivar preference by planthopper vector Perkinsiella saccharicida (Homoptera : Delphacidae)

Fiji disease (FD) of sugar cane caused by Fiji disease virus (FDV) is transmitted by the planthopper Perkinsiella saccharicida Kirkaldy (Hemiptera: Delphacidae). FD is effectively managed by using resistant cultivars, but whether the resistance is for the vector or for the Virus is Unknown. This knowledge would help develop a rapid and reliable glasshouse-based screening method for disease resistance. Sugar cane cultivars resistant, intermediate, and susceptible to FD were screened in a glasshouse, and the relationship between vector preferences and FD incidence was studied. Cultivar preference by nymphs increased with an increase in cultivar susceptibility to FD, but the relationship between adult preference and FD resistance was not significant. There was a positive correlation between the vector population and FD incidence, and the latent period for symptom expression declined with the increase in the vector populations. FD incidence in the glasshouse trial reflected the field-resistance status of sugar cane cultivars with known FD-resistance scores. The results suggest that resistance to FD in sugar cane is mediated by cultivar preference of the plant-hopper vector.

Evaluación de la interacción virus-hospedante-vector- endosimbiontes y su influencia en la transmisión del Mal de Río Cuarto en infecciones simples y mixtas con el Cereal Rhabdovirus.

El “Mal de Río Cuarto” es la enfermedad más importante del maíz en la Argentina. El agente causal es un fijivirus denominado Mal de Río Cuarto virus (MRCV). Se transmite únicamente a través de delfácidos (Hemiptera-Delphacidae) de forma persistente propagativa. Se han descripto diversas especies con demostrada capacidad vectora, entre ellos Delphacodes kuscheli Fennah y Toya propinqua Fieber. La primera es de gran importancia tanto por su abundancia en las zonas maiceras de nuestro país como por su eficiencia de transmisión mientras que T. propinqua es una especie cosmopolita que se encuentra ampliamente distribuida en toda el área productiva. Ambas especies poseen una demostrada capacidad de transmisión a cereales de grano fino, importantes epidemiológicamente por su rol como reservorios del virus y el vector en época invernal. Un aspecto que requiere especial atención es la aparición de una nueva virosis, un Cytorhabdovirus, en infecciones mixtas con MRCV en cereales de invierno en el sur de la provincia de Córdoba (región endémica del Mal de Río Cuarto). Al igual que este último el rhabdovirus se transmite por insectos delfácidos, por lo que sería relevante estudiar las posibles interacciones entre la coinfección por ambos patógenos y sus consecuencias en la transmisión del MRCV. La capacidad vectora puede estar afectada por diversos aspectos biológicos, entre los que se pueden mencionar el estadío del insecto al momento de la adquisición del virus, los niveles de concentración viral alcanzados en el organismo del vector, la existencia de barreras morfofisiológicas (como las membranas basales del intestino medio y glándulas salivales, y mecanismos de inmunidad innata) y la presencia de endosimbiontes. Se conoce que existen diferencias en la transmisión según el MRCV se adquiera como ninfa de primer o tercer estadío, por lo que se propone realizar estudios comparativos entre ambos grupos. Se plantea además evaluar el efecto de diferencias de concentración del MRCV en el organismo del insecto en la transmisión mediante RT-qPCR, en infecciones simples y mixtas. Se analizará la posible existencia de barreras morfofisiológicas observando el tropismo de las partículas virales en los tejidos del vector a través de inmunomicroscopía confocal y la activación diferencial de genes de inmunidad innata con RT-qPCR. Dado que existen antecedentes de la presencia de endosimbiontes, como Wolbachia pipientis en este grupo de insectos, se propone además estudiar la prevalencia de esta bacteria y analizar las cepas existentes en poblaciones de delfácidos del área maicera. Este objetivo es importante por dos razones. En primer lugar, W pipientis es ampliamente estudiada como potencial biocontrolador de vectores debido al fenómeno de incompatibilidad citoplasmática que expresa en sus hospedantes. En segundo lugar, esta bacteria influye en la eficiencia de transmisión de enfermedades ya que se conoce que los endosimbiontes producen proteínas denominadas simbioninas que protegen las partículas virales de la degradación enzimática durante su circulación por la hemolinfa. De este modo, la presencia de Wolbachia podría condicionar la replicación, estabilidad y persistencia de las partículas virales en insectos vectores, fenómenos comprobados para otros patosistemas. Este proyecto tiene como objetivo final profundizar los conocimientos acerca del fenómeno de la transmisión viral y establecer bases para el manejo integrado del vector y la enfermedad.

Transmisión del Mal de Río Cuarto virus por ninfas de primer y tercer estadio de Delphacodes kuscheli

Se comparó la capacidad de ninfas de primer y tercer estadío de Delphacodes kuscheli Fennah (Hemiptera: Delphacidae) para adquirir y posteriormente transmitir el Mal de Río Cuarto virus (MRCV), bajo condiciones controladas. Ninfas I y III avirulíferas se alimentaron separadamente de plantas de trigo infectadas durante 48 horas, para luego ser colocadas en subgrupos de tres individuos sobre plantas de trigo sanas. Se realizaron transmisiones seriales utilizando períodos de inoculación de 24 horas. Ambos estadií os lograron adquirir y transmitir el MRCV, pero se evidenció una mayor cantidad de subgrupos infectivos cuando la adquisición se efectuó como ninfas I, así como una disminución significativa en la duración del período de latencia del virus respecto de los insectos que adquirieron el MRCV durante el tercer estadio ninfal.

Transmisión experimental del virus del mal de Río Cuarto por Delphacodes kuscheli

Entre las enfermedades que afectan al cultivo de maíz (Zea mays) en Argentina, la producida por el virus del mal de Río Cuarto (MRCV) es la más importante. El MRCV pertenece a la familia Reoviridae, género Fijivirus, y su propagación en la naturaleza es realizada por Delphacodes kuscheli (Hemiptera: Delphacidae). La modalidad de transmisión para los miembros de este género de virus es persistente propagativa. Se estableció la necesidad de ajustar un sistema de transmisión eficiente del virus para estudios de caracterización, partiendo de poblaciones libres de virus criadas en laboratorio, para lo cual se ensayaron distintos períodos de adquisición, latencia e inoculación, evaluándose además un rango de hospedantes diferenciales. Se lograron obtener insectos libres de virus en cantidad suficiente para llevar a cabo los trabajos, mediante su cría en fitotrones y cámaras aclimatadas. La transmisión experimental del MRCV se efectuó exitosamente, bajo idénticas condiciones, empleando períodos de adquisición, latencia e inoculación de dos, 10 y uno día respectivamente para los cereales de grano fino y de dos, 10 y dos días para el maíz. Se infectaron de este modo las siguientes especies: maíz, cebada (Hordeum vulgare), avena (Avena sativa), trigo (Triticum aestivum), centeno (Secale cereale), grama rhodes (Chloris gayana) y alpiste (Phalaris canariensis). La detección del virus en las plantas inoculadas se efectuó mediante pruebas serológicas, análisis de dsRNA en electroforesis en gel de poliacrilamida (obteniéndose las 10 bandas típicas de los fijivirus) y microscopía electrónica, detectándose las partículas isométricas de entre 60 y 70 nm de diámetro.

Dryinidae (Hymenoptera, Chrysidoidea) de áreas de preservação da Mata Atlântica do estado de São Paulo, com especial referência a Dryinus Latreille

Pós-graduação em Agronomia (Entomologia Agrícola) - FCAV

Fiji disease resistance in sugarcane: Relationship to cultivar preference in field populations of the planthopper vector Perkinsiella saccharicida

Populations of the planthopper vector Perkinsiella saccharicida on sugarcane cultivars resistant (cvs Q110 and Q87), moderately resistant (cvs Q90 and Q124) and susceptible (evs NCo310 and Q 102) to Fiji disease with known field resistance scores were monitored on the plant (2000-2001) and ratoon (2001-2002) crops. In both crops, the vector population remained very low, reaching its peak in the autumn. The vector population was significantly higher on cultivars susceptible to Fiji disease than on cultivars moderately resistant and resistant to Fiji disease. The number of R saccharicida adults, nymphs and oviposition sites per plant increased with the increase in the Fiji disease susceptibility. The results suggest that under low vector density, cultivar preference by the planthopper vector mediates Fiji disease resistance in sugarcane. To obtain resistance ratings in the glasshouse that reflect field resistance, glasshouse-screening trials should be conducted under both low and high vector densities, and the cultivar preference of the planthopper vector recorded along with Fiji disease incidence.

Susceptibility of source plants to Sugarcane Fiji disease virus influences the acquisition and transmission of the virus by the planthopper vector Perkinsiella saccharicida

Fiji leaf gall (FLG) caused by Sugarcane Fiji disease virus (SCFDV) is transmitted by the planthopper Perkinsiella saccharicida. FLG is managed through the identification and exploitation of plant resistance. The glasshouse-based resistance screening produced inconsistent transmission results and the factors responsible for that are not known. A series of glasshouse trials conducted over a 2-year period was compared to identify the factors responsible for the erratic transmission results. SCFDV transmission was greater when the virus was acquired by the vector from a cultivar that was susceptible to the virus than when the virus was acquired from a resistant cultivar. Virus acquisition by the vector was also greater when the vector was exposed to the susceptible cultivars than when exposed to the resistant cultivar. Results suggest that the variation in transmission levels is due to variation in susceptibility of sugarcane cultivars to SCFDV used for virus acquisition by the vector.