Does Bacillus thuringiensis have adverse effects on the host egg location by parasitoid wasps?

ABSTRACT This study investigated the interaction between two pest biological control agents, the parasitoid wasp Trichogramma pretiosum (Hymenoptera: Trichogrammatidae) and the entomopathogen Bacillus thuringiensis (Bacillales: Bacillacea) (Bt). The aim of this study was to evaluate if the presence of Bt (formulated products Agree®, Dipel® and HD1 and HD11 strains) interferes in the oviposition preference of T. pretiosum to eggs of Helicoverpa zea (Lepidoptera: Noctuidae). Using an olfactometry test, the eggs of H. zea were bathed with the commercial formulations, with the Bt suspensions or distilled water, and offered to the parasitoid wasps in order to evaluate parasitism. The results showed that H. zea eggs sprayed with commercial formulations and Bt strains did not interfere in the choice made by the parasitoid. The parasitoid wasp is not able to distinguish between eggs with or without B. thuringiensis treatment, independently of strains suspension or commercial formulations. Therefore, these two control agents may be used together without negative interaction.

Use of by-products rich in carbon and nitrogen as a nutrient source to produce Bacillus thuringiensis (Berliner)-based biopesticide / Produção de biopesticida à base de Bacillus thuringiensis (Berliner) usando meios alternativos ricos em carbono e nitrogênio como fontes de nutrientes

The amount and sources of carbon and nitrogen used to produce Bacillus thuringiensis (Berliner)-based biopesticide may infl uence the quality of the fi nal product. The objective of this research was to test different levels of carbon and nitrogen: medium 1 - 1.5% maize glucose + 0.5% soy fl our,medium 2 - 3.0% maize glucose + 1.0% soy fl our, medium 3 - 1.0% maize glucose + 3.0% soy fl our and medium 4 - Luria Bertani (LB) + salts (FeSO4, ZnSO4, MnSO4, MgSO4). The seed culture was produced in LB medium plus salt, under agitation (200 rpm) for 18h at 30oC. The strain 344 of Bt wasused (B. thuringiensis var tolworthi – belonging to the Embrapa´s Bt Bank). The pH was measured at regular intervals. and After culturing for 96h, the pH of the four tested media was basifi ed (6.91 and 8.15), the number of spores yielded 4.39 x 109 spores/ml in medium 3, where the amount of proteinis high. The dry biomass weight accumulated in media 3 was 39.3 g/l. Mortality of 2-day-old larvae Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) was 100% when using Bt produced in media 3 and 4. CL50 for medium 3 was 8.4 x 106 spores/ml. All tested media were satisfactory to Bt growth, and medium 3wass the most promising to be used on a large scale Bt-based biopesticide production.

A quantidade de carbono e nitrogênio usados para produzir biopesticidas à base de Bacillus thuringiensis (Berliner) pode infl uenciar a qualidade fi nal do produto. O objetivo deste trabalho foi testar meios com diferentes níveis de carbono e nitrogênio: meio 1 - glicose de milho a 1.5% + farinha de soja a 0,5%, meio 2 - glicose de milho a 3,0% + farinha de soja a 1,0%, meio 3 - glicose de milho a 1,0% + farinha de soja a 3,0% e meio 4 - Luria Bertani (LB) + sais (FeSO4, ZnSO4, MnSO4 e MgSO4). O inóculo semente foi produzido usando 150 ml de meio LB mais sais incubados por 18h a 30oC, sob agitação de 200 rpm. A cepa utilizada foi 344 (B. thuringiensis var tolworthi – pertencente ao Banco de Microorganismos da Embrapa). O pH foi medido a intervalos regulares. Após 96h de cultivo, o pH de todos os meios testados tenderam ao básico (entre 6,91 e 8,15), o maior número de esporos foi de 4,39 x 109 sporos/ml no meio 3, onde o teor de proteína usado foi o mais alto. A produção de massa celular foi maior no meio 3, com total acumulado de 39,3 g/l. A mortalidade de larvas de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) de dois dias de idade nos meios 3 e 4 foi de 100%. A CL50 para o meio 3 foi de 8,4 x 106 esporos/ml. Os meios alternativos usados promoveram crescimento satisfatório de Bt, sendo o meio 3 o mais promissor para ser usadona produção de biopesticida à base de Bt.

Effect of Baculovirus spodoptera isolates in Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) larvae and their characterization by RAPD

The total of 22 Baculovirus isolates surveyed in different corn producing regions in Brazil were used against fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith). The viruses were purified and their suspensions were used to feed fall armyworm larvae from 4th and 5th instar. The mortality rate was checked daily and the infected larvae were frost after death, what generally occurred between the 5th and 7th day after virus ingestion. The 22 Baculovirus isolates were used in six concentrations (from 10³ to 10(8) polyhedra/ml) and one check treatment with water. Mortality rate, larval period, pupal period, pupa weight and lethal concentration (LC50) were determined for all isolates. Significant differences were found among all isolates and different concentrations, also interaction between isolate x virus concentration for all characteristics evaluated, except for pupal period. Amplification patterns of 54 RAPD markers, being 41 polymorphic among the isolates, were used to evaluate the genetic distance and its correlation with the fall armyworm larvae mortality rate. The genetic diversity calculated by the Jaccard's coefficient using the molecular data allowed a division of the isolates into two groups, with a high level of confidence. These groups did not present any association with the mortality rate caused by the isolates or with their geographical distribution. However, a RAPD fragment OPW04.2280 was highly associated with the larvae mortality rate and with LC50, explaining 23 and 65 percent of the phenotypic variation for these traits among the isolates, respectively.

Foram utilizados 22 isolados de vírus amostrados em diferentes regiões produtoras de milho do Brasil. Os vírus foram purificados e suas suspensões fornecidas a lagartas sadias do 3° e 4° ínstar de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith). A mortalidade foi avaliada diariamente, e as lagartas infectadas foram congeladas logo após sua morte, o que em geral ocorreu do 5° ao 7° dia após ingestão do vírus. Os isolados foram usados em seis concentrações (10³ a 10(8) poliedros/ml) e uma testemunha (água). Os percentuais de mortalidade, duração do período larval e período pupal, peso de pupa e a concentração letal (CL50) foram determinados para todos os isolados. Foram observadas diferenças significativas entre todos os isolados e concentrações testadas para todos os parâmetros avaliados, e também foi constatada a presença da interação isolado x concentração, exceto para período pupal. Os padrões de amplificação de 54 marcadores RAPD, sendo 41 polimórficos, foram utilizados para avaliar a distância genética e a sua correlação com os índices de mortalidade das lagartas. A divergência genética calculada pelo coeficiente Jaccard utilizando os dados moleculares permitiu dividir os isolados em dois grupos, com um elevada confiabilidade. O agrupamento não apresentou associação com a taxa de mortalidade causada pelos isolados ou com sua distribuição geográfica. No entanto, um fragmento de RAPD OPW04.2280 apresentou-se altamente associado com a mortalidade das lagartas e com a CL50, explicando 23 por cento e 65 por cento da variação fenotípica para essas características entre os isolados virais, respectivamente.

Bacillus thuringiensis survey in Brazil: geographical distribution and insecticidal activity against Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) / Levantamento de Bacillus thuringiensis no Brasil: distribuição geográfica e atividade inseticida contra Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae)

A total of 3408 strains of Bacillus thuringiensis were collected from 1448 soil samples in 10 Brazilian states, four different geographical regions, covering 96 counties. These strains were evaluated against Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) larvae. Only 62 percent killed between 81 percent and 100 percent and 1758 caused no mortality. Highest proportion of efficient strains (larval mortality above 75 percent) was found from the total isolated per region in the South Region (16.6 percent), followed by Western Central (3.1 percent), Southeast (1.1 percent) and Northeast Region (0.4 percent).

O total de 3408 cepas de Bacillus thuringiensis foi isolado de 1448 amostras de solo provenientes de 10 estados, em quatro regiões brasileiras, abrangendo 96 municípios. As cepas foram avaliadas contra lagartas de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) sendo que apenas 62 por cento mataram entre 81 por cento e 100 por cento, e 1758 não causaram mortalidade. O Sul destacou-se com 16,6 por cento de cepas eficientes (mortalidade>75 por cento) do total obtido por região, seguido das regiões Centro Oeste (3,1 por cento), Sudeste (1,1 por cento), e Nordeste (0,4 por cento).