ABSTRACT
Abstract The lower lignin content in plants species with energy potential results in easier cellulose breakdown, making glucose available for ethanol generation. However, higher lignin levels can increase resistance to insect attack. The objective of this work was to evaluate the susceptibility of a bmr-6 biomass sorghum (a mutant genotype with a lower concentration of lignin) to important pests of energy sorghum, Diatraea saccharalis and Spodoptera frugiperda. Experiments were performed in the laboratory and greenhouse to evaluate the development of these pests on the biomass sorghum bmr hybrids BR007, BR008, and TX635 and their respective conventional near-isogenic genotypes (without the bmr gene). The lignin content was higher in non-bmr hybrids, but the evaluated insect variables varied between treatments, not being consistent in just one hybrid or because it is bmr or not. The lowest survival of S. frugiperda was observed in the BR008 hybrid, both bmr and non-bmr. The S. frugiperda injury scores on plants in the greenhouse were high (>7) in all treatments. For D. saccharalis, there was no difference in larval survival in the laboratory, but in the greenhouse, the BR007 hybrid, both bmr and non-bmr, provided greater survival. Due the need to diversify the energy matrix and the fact that greater susceptibility of the bmr hybrids to either pests was not found in this study, these results hold promise for cultivation of these biomass sorghum hybrids for the production of biofuels.
Resumo O menor teor de lignina em espécies de plantas com potencial energético resulta na maior facilidade de quebra da celulose, disponibilizando glicose para geração de etanol. Porém, maiores teores de lignina representa um fator de resistência ao ataque de insetos. O objetivo deste trabalho foi avaliar como importantes pragas do sorgo energia, Diatraea saccharalis e Spodoptera frugiperda, se comportam quanto à alimentação e desempenho em sorgo bmr-6, um genótipo mutante com menor concentração de lignina. Foram realizados experimentos em laboratório e casa de vegetação, avaliando o desenvolvimento destas pragas nos híbridos de sorgo biomassa bmr 007, 008, TX635 e seus respectivos genótipos isogênicos convencionais (sem o gene bmr). O teor de lignina foi maior nos híbridos não bmr, mas nos parâmetros avaliados nos insetos, houve variação entre os tratamentos, não sendo consistente em apenas um híbrido e nem por ser ou não bmr. A menor sobrevivência de S. frugiperda foi verificada no híbrido BR008 tanto bmr quanto não bmr. As notas de injúria por S. frugiperda no sorgo em casa de vegetação foram altas (>7) em todos os tratamentos. Para D. saccharalis, não houve diferença significativa para a sobrevivência larval em laboratório, mas em casa de vegetação o híbrido BR007 tanto bmr quanto não bmr proporcionaram maior sobrevivência. Diante da necessidade de diversificar a matriz energética e o fato de que não foi comprovada neste estudo maior suscetibilidade dos híbridos bmr a ambas as pragas, estes resultados são promissores para o cultivo desses híbridos de sorgo biomassa para produção de biocombustíveis.
ABSTRACT
Abstract The lower lignin content in plants species with energy potential results in easier cellulose breakdown, making glucose available for ethanol generation. However, higher lignin levels can increase resistance to insect attack. The objective of this work was to evaluate the susceptibility of a bmr-6 biomass sorghum (a mutant genotype with a lower concentration of lignin) to important pests of energy sorghum, Diatraea saccharalis and Spodoptera frugiperda. Experiments were performed in the laboratory and greenhouse to evaluate the development of these pests on the biomass sorghum bmr hybrids BR007, BR008, and TX635 and their respective conventional near-isogenic genotypes (without the bmr gene). The lignin content was higher in non-bmr hybrids, but the evaluated insect variables varied between treatments, not being consistent in just one hybrid or because it is bmr or not. The lowest survival of S. frugiperda was observed in the BR008 hybrid, both bmr and non-bmr. The S. frugiperda injury scores on plants in the greenhouse were high (>7) in all treatments. For D. saccharalis, there was no difference in larval survival in the laboratory, but in the greenhouse, the BR007 hybrid, both bmr and non-bmr, provided greater survival. Due the need to diversify the energy matrix and the fact that greater susceptibility of the bmr hybrids to either pests was not found in this study, these results hold promise for cultivation of these biomass sorghum hybrids for the production of biofuels.
Resumo O menor teor de lignina em espécies de plantas com potencial energético resulta na maior facilidade de quebra da celulose, disponibilizando glicose para geração de etanol. Porém, maiores teores de lignina representa um fator de resistência ao ataque de insetos. O objetivo deste trabalho foi avaliar como importantes pragas do sorgo energia, Diatraea saccharalis e Spodoptera frugiperda, se comportam quanto à alimentação e desempenho em sorgo bmr-6, um genótipo mutante com menor concentração de lignina. Foram realizados experimentos em laboratório e casa de vegetação, avaliando o desenvolvimento destas pragas nos híbridos de sorgo biomassa bmr 007, 008, TX635 e seus respectivos genótipos isogênicos convencionais (sem o gene bmr). O teor de lignina foi maior nos híbridos não bmr, mas nos parâmetros avaliados nos insetos, houve variação entre os tratamentos, não sendo consistente em apenas um híbrido e nem por ser ou não bmr. A menor sobrevivência de S. frugiperda foi verificada no híbrido BR008 tanto bmr quanto não bmr. As notas de injúria por S. frugiperda no sorgo em casa de vegetação foram altas (>7) em todos os tratamentos. Para D. saccharalis, não houve diferença significativa para a sobrevivência larval em laboratório, mas em casa de vegetação o híbrido BR007 tanto bmr quanto não bmr proporcionaram maior sobrevivência. Diante da necessidade de diversificar a matriz energética e o fato de que não foi comprovada neste estudo maior suscetibilidade dos híbridos bmr a ambas as pragas, estes resultados são promissores para o cultivo desses híbridos de sorgo biomassa para produção de biocombustíveis.
Subject(s)
Animals , Saccharum/genetics , Sorghum/genetics , Moths , Spodoptera , LarvaABSTRACT
Among the plants defense mechanisms, the induction and emission of volatile organic compounds, which can be used to attract natural enemies, such predators insects. Although well studied, the induction of plant volatiles that attract natural enemies can vary according to intensity of infestation of herbivores and the species of host plant. We investigated the olfactory behavioral responses of the predatory mite Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae) to the volatiles of infested maize (Zea mays) plants by the two-spotted spider mite Tetranychus urticae (Koch, 1836) (Acari: Tetranychidae) in early and advanced infestations. The Bt (Viptera) maize cultivar Impact® was used for tests the behavior of N. californicus. After initial and advanced infestations, the phytophagous mites T. urticae were removed, and the plants were tested using a "Y" olfactometer. The following treatments were evaluated: air vs. air, uninfested plants vs. air, uninfested plants vs. plants infested with 10 females of T. urticae, uninfested plants vs. plants infested with 100 females of T. urticae, uninfested plants vs. plants infested with 200 females of T. urticae and plants infested with 10 vs. plants infested with 200 females of T. urticae. The predatory mite N. californicus did not show preference to the treatments tested, suggesting that maize plants infested by T. urticae do not induce volatiles capable of attracting the predatory mite N. californicus. We concluded that N. californicus is not attracted by maize plants infested by T. urticae.
Dentre os mecanismos de defesa de plantas, a indução e emissão de compostos orgânicos voláteis, podem ser utilizados para atrair inimigos naturais, como insetos predadores. Embora bem estudada, a indução dos voláteis de plantas que atraem inimigos naturais pode variar de acordo com a intensidade de infestação de herbívoros e a espécie de planta hospedeira. Investigamos as respostas comportamentais olfativas do ácaro predador Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae) aos voláteis de plantas infestadas pelo ácaro-rajado Tetranychus urticae (Koch, 1836) (Acari: Tetranychidae). A cultivar de milho Bt (Viptera) Impact® foi utilizada para testar o comportamento de N. californicus. Após infestações iniciais e avançadas, os ácaros fitófagos T. urticae foram removidos e as plantas testadas em olfatômetro Y. Os seguintes tratamentos foram avaliados: ar vs. ar, plantas não infestadas vs. ar, plantas não infestadas vs. plantas infestadas com 10 fêmeas de T. urticae, plantas não infestadas vs. plantas infestadas com 100 fêmeas de T. urticae, plantas não infestadas vs. plantas infestadas com 200 fêmeas de T. urticae e plantas infestadas com 10 vs. plantas infestadas com 200 fêmeas de T. urticae. O ácaro predador N. californicus não mostrou preferência aos tratamentos testados, sugerindo que plantas de milho infestadas por T. urticae não induzem voláteis capazes de atrair o ácaro predador N. californicus. Concluímos que N. californicus não é atraído por plantas de milho infestadas por T. urticae.
Subject(s)
Animals , Pest Control, Biological/methods , Volatilization , Acari/parasitology , Zea maysABSTRACT
Abstract Among the plants defense mechanisms, the induction and emission of volatile organic compounds, which can be used to attract natural enemies, such predators insects. Although well studied, the induction of plant volatiles that attract natural enemies can vary according to intensity of infestation of herbivores and the species of host plant. We investigated the olfactory behavioral responses of the predatory mite Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae) to the volatiles of infested maize (Zea mays) plants by the two-spotted spider mite Tetranychus urticae (Koch, 1836) (Acari: Tetranychidae) in early and advanced infestations. The Bt (Viptera) maize cultivar Impact® was used for tests the behavior of N. californicus. After initial and advanced infestations, the phytophagous mites T. urticae were removed, and the plants were tested using a Y olfactometer. The following treatments were evaluated: air vs. air, uninfested plants vs. air, uninfested plants vs. plants infested with 10 females of T. urticae, uninfested plants vs. plants infested with 100 females of T. urticae, uninfested plants vs. plants infested with 200 females of T. urticae and plants infested with 10 vs. plants infested with 200 females of T. urticae. The predatory mite N. californicus did not show preference to the treatments tested, suggesting that maize plants infested by T. urticae do not induce volatiles capable of attracting the predatory mite N. californicus. We concluded that N. californicus is not attracted by maize plants infested by T. urticae.
Resumo Dentre os mecanismos de defesa de plantas, a indução e emissão de compostos orgânicos voláteis, podem ser utilizados para atrair inimigos naturais, como insetos predadores. Embora bem estudada, a indução dos voláteis de plantas que atraem inimigos naturais pode variar de acordo com a intensidade de infestação de herbívoros e a espécie de planta hospedeira. Investigamos as respostas comportamentais olfativas do ácaro predador Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae) aos voláteis de plantas infestadas pelo ácaro-rajado Tetranychus urticae (Koch, 1836) (Acari: Tetranychidae). A cultivar de milho Bt (Viptera) Impact® foi utilizada para testar o comportamento de N. californicus. Após infestações iniciais e avançadas, os ácaros fitófagos T. urticae foram removidos e as plantas testadas em olfatômetro Y. Os seguintes tratamentos foram avaliados: ar vs. ar, plantas não infestadas vs. ar, plantas não infestadas vs. plantas infestadas com 10 fêmeas de T. urticae, plantas não infestadas vs. plantas infestadas com 100 fêmeas de T. urticae, plantas não infestadas vs. plantas infestadas com 200 fêmeas de T. urticae e plantas infestadas com 10 vs. plantas infestadas com 200 fêmeas de T. urticae. O ácaro predador N. californicus não mostrou preferência aos tratamentos testados, sugerindo que plantas de milho infestadas por T. urticae não induzem voláteis capazes de atrair o ácaro predador N. californicus. Concluímos que N. californicus não é atraído por plantas de milho infestadas por T. urticae.
ABSTRACT
Among the plants defense mechanisms, the induction and emission of volatile organic compounds, which can be used to attract natural enemies, such predators insects. Although well studied, the induction of plant volatiles that attract natural enemies can vary according to intensity of infestation of herbivores and the species of host plant. We investigated the olfactory behavioral responses of the predatory mite Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae) to the volatiles of infested maize (Zea mays) plants by the two-spotted spider mite Tetranychus urticae (Koch, 1836) (Acari: Tetranychidae) in early and advanced infestations. The Bt (Viptera) maize cultivar Impact® was used for tests the behavior of N. californicus. After initial and advanced infestations, the phytophagous mites T. urticae were removed, and the plants were tested using a "Y" olfactometer. The following treatments were evaluated: air vs. air, uninfested plants vs. air, uninfested plants vs. plants infested with 10 females of T. urticae, uninfested plants vs. plants infested with 100 females of T. urticae, uninfested plants vs. plants infested with 200 females of T. urticae and plants infested with 10 vs. plants infested with 200 females of T. urticae. The predatory mite N. californicus did not show preference to the treatments tested, suggesting that maize plants infested by T. urticae do not induce volatiles capable of attracting the predatory mite N. californicus. We concluded that N. californicus is not attracted by maize plants infested by T. urticae.
Dentre os mecanismos de defesa de plantas, a indução e emissão de compostos orgânicos voláteis, podem ser utilizados para atrair inimigos naturais, como insetos predadores. Embora bem estudada, a indução dos voláteis de plantas que atraem inimigos naturais pode variar de acordo com a intensidade de infestação de herbívoros e a espécie de planta hospedeira. Investigamos as respostas comportamentais olfativas do ácaro predador Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae) aos voláteis de plantas infestadas pelo ácaro-rajado Tetranychus urticae (Koch, 1836) (Acari: Tetranychidae). A cultivar de milho Bt (Viptera) Impact® foi utilizada para testar o comportamento de N. californicus. Após infestações iniciais e avançadas, os ácaros fitófagos T. urticae foram removidos e as plantas testadas em olfatômetro "Y". Os seguintes tratamentos foram avaliados: ar vs. ar, plantas não infestadas vs. ar, plantas não infestadas vs. plantas infestadas com 10 fêmeas de T. urticae, plantas não infestadas vs. plantas infestadas com 100 fêmeas de T. urticae, plantas não infestadas vs. plantas infestadas com 200 fêmeas de T. urticae e plantas infestadas com 10 vs. plantas infestadas com 200 fêmeas de T. urticae. O ácaro predador N. californicus não mostrou preferência aos tratamentos testados, sugerindo que plantas de milho infestadas por T. urticae não induzem voláteis capazes de atrair o ácaro predador N. californicus. Concluímos que N. californicus não é atraído por plantas de milho infestadas por T. urticae.
Subject(s)
Animals , Female , Tetranychidae , Acari , Mites , Predatory Behavior , Smell , Zea maysABSTRACT
Abstract Understanding the ecological and toxicological relationship between genetically modified cultivars (GM) and biological control agents is of great importance for discussions related to the compatability of GM cultivars and integrated management strategies for pest resistance. The present study evaluated the search behavior and predatory capacity of Orius insidiosus (Say) (Hemiptera: Anthocoridae) and Doru luteipes (Scudder) (Dermaptera: Forficulidae) on eggs and caterpillars of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) resistant or not to the protein Cry1F expressed in Bt corn. To determine the search time, a stopwatch was run until the capture of the first prey, predation capacity was evaluated by counting the prey remaining after 24 hours of infestation. The injuries of S. frugiperda in genetically modified and conventional corn in the presence and absence of predators was also evaluated. The predators were not able to distinguish between resistant and susceptible prey (eggs or caterpillars), given the predatory behaviour observed. There was no difference in searching time or predatory capacity between the predators for eggs and caterpillars of either resistant or susceptible S. frugiperda. In the presence of predators, the injury scores for resistant S. frugiperda on the Bt corn plants were lower. It was concluded that O. insidiosus and D. luteipes did not notice the presence of the protein Cry1F in the prey S. frugiperda, which may facilitate the combined use of GM corn and biological control in integrated management programs and for management of pest resistance.
Resumo O entendimento de relações ecológicas e toxicológicas envolvendo culturas geneticamente modificadas (GM) e agentes de controle biológico é de grande importância para discussões relativas à compatibilidade de culturas GM com estratégias de manejo integrado e manejo de resistência de pragas. Este trabalho avaliou o comportamento de busca e a capacidade predatória de Orius insidiosus (Say) (Hemiptera: Anthocoridae) e Doru luteipes (Scudder) (Dermaptera: Forficulidae) sobre ovos e lagartas de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) resistente ou não à proteína Cry1F expressa em milho Bt. Para determinar o tempo de busca foi utilizado um cronômetro que foi disparado até a captura da primeira presa; a capacidade de predação foi avaliada através da contagem das presas remanescentes 24 h após infestação. Também foram avaliadas as injúrias de S. frugiperda em milho transgênico e milho convencional na presença ou ausência dos predadores. Os predadores não foram capazes de distinguir entre presas (ovos ou lagartas) resistentes e suscetíveis, considerando os comportamentos predatórios avaliados. Não houve diferença no tempo de busca e capacidade predatória sobre ovos e lagartas de S. frugiperda resistente ou suscetível entre os predadores. Na presença dos predadores, as notas de injúria de S. frugiperda resistente nas plantas de milho Bt foram menores. Conclui-se que O. insidiosus e D. luteipes não percebem a presença da proteína Cry1F na presa S. frugiperda, o que pode contribuir para o uso integrado de milho GM e controle biológico em programas de manejo integrado e manejo de resistência de pragas.
Subject(s)
Animals , Hemolysin Proteins , Moths , Predatory Behavior , Spodoptera , Zea mays/genetics , LarvaABSTRACT
Abstract Understanding the ecological and toxicological relationship between genetically modified cultivars (GM) and biological control agents is of great importance for discussions related to the compatability of GM cultivars and integrated management strategies for pest resistance. The present study evaluated the search behavior and predatory capacity of Orius insidiosus (Say) (Hemiptera: Anthocoridae) and Doru luteipes (Scudder) (Dermaptera: Forficulidae) on eggs and caterpillars of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) resistant or not to the protein Cry1F expressed in Bt corn. To determine the search time, a stopwatch was run until the capture of the first prey, predation capacity was evaluated by counting the prey remaining after 24 hours of infestation. The injuries of S. frugiperda in genetically modified and conventional corn in the presence and absence of predators was also evaluated. The predators were not able to distinguish between resistant and susceptible prey (eggs or caterpillars), given the predatory behaviour observed. There was no difference in searching time or predatory capacity between the predators for eggs and caterpillars of either resistant or susceptible S. frugiperda. In the presence of predators, the injury scores for resistant S. frugiperda on the Bt corn plants were lower. It was concluded that O. insidiosus and D. luteipes did not notice the presence of the protein Cry1F in the prey S. frugiperda, which may facilitate the combined use of GM corn and biological control in integrated management programs and for management of pest resistance.
Resumo O entendimento de relações ecológicas e toxicológicas envolvendo culturas geneticamente modificadas (GM) e agentes de controle biológico é de grande importância para discussões relativas à compatibilidade de culturas GM com estratégias de manejo integrado e manejo de resistência de pragas. Este trabalho avaliou o comportamento de busca e a capacidade predatória de Orius insidiosus (Say) (Hemiptera: Anthocoridae) e Doru luteipes (Scudder) (Dermaptera: Forficulidae) sobre ovos e lagartas de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) resistente ou não à proteína Cry1F expressa em milho Bt. Para determinar o tempo de busca foi utilizado um cronômetro que foi disparado até a captura da primeira presa; a capacidade de predação foi avaliada através da contagem das presas remanescentes 24 h após infestação. Também foram avaliadas as injúrias de S. frugiperda em milho transgênico e milho convencional na presença ou ausência dos predadores. Os predadores não foram capazes de distinguir entre presas (ovos ou lagartas) resistentes e suscetíveis, considerando os comportamentos predatórios avaliados. Não houve diferença no tempo de busca e capacidade predatória sobre ovos e lagartas de S. frugiperda resistente ou suscetível entre os predadores. Na presença dos predadores, as notas de injúria de S. frugiperda resistente nas plantas de milho Bt foram menores. Conclui-se que O. insidiosus e D. luteipes não percebem a presença da proteína Cry1F na presa S. frugiperda, o que pode contribuir para o uso integrado de milho GM e controle biológico em programas de manejo integrado e manejo de resistência de pragas.