Chemical constituents and insecticidal activity of essential oil of Paullinia pinnata L (Sapindaceae) / Compuestos químicos y actividad insecticida del aceite esencial de Paullinia pinnata L (Sapindaceae)

The chemical constituents and insecticidal activity of essential oil obtained by hydrodistillation of the leaves of Paullinia pinnata Linn (Sapindaceae) are being reported. The essential oil were analysed by using gas chromatography (GC) and gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). Different concentrations (50, 100, 150, 200 and 250 mg/mL) of P. pinnata essential oil prepared separately and diluted in dimethyl sulfoxide (DMSO) were tested on the maize weevil, Sitophilus zeamais. The main constituents of the oil were pentadecanoic acid (17.9%), isoaromadendrene epoxide (11.5%) and wine lactone (11.2%). Other significant compounds of the essential oil were eremophilene (6.9%) and phytol (6.2%). The essential oil displayed 100% mortality (fumigant toxicity) against S. zeamais adults at tested concentration of 150 mg/mL with lethal concentrations (LC50) of 51.87 mg/mL air. This is the first report on the chemical constituents and insecticidal activity of essential oil of P. pinnata and may be explore as a potential natural herbal plant for the control of insect pest.

Se informan los componentes químicos y la actividad insecticida del aceite esencial obtenido por hidrodestilación de las hojas de Paullinia pinnata Linn (Sapindaceae). El aceite esencial se analizó mediante cromatografía de gases (GC) y cromatografía de gases acoplada con espectrometría de masas (GC-MS). Se ensayaron diferentes concentraciones (50, 100, 150, 200 y 250 mg/ml) de aceite esencial de P. pinnata preparado separadamente y diluido en dimetilsulfóxido (DMSO) en el gorgojo de maíz, Sitophilus zeamais. Los componentes principales del aceite fueron ácido pentadecanoico (17,9%), isoaromadendreno epóxido (11,5%) y vino lactona (11,2%). Otros compuestos significativos del aceite esencial fueron eremophilene (6,9%) y phytol (6,2%). El aceite esencial mostró una mortalidad del 100% (toxicidad fumigante) contra los adultos de S. zeamais a una concentración de 150 mg/ml con concentraciones letales (CL50) de 51,87 mg/ml de aire. Este es el primer informe sobre la composición del aceite esencial de P. pinnata y su actividad insecticida. Puede ser explorado como una potencial planta herbácea natural para el control de la plaga de insectos.

Presence and significance of Bacillus thuringiensis Cry proteins associated with the Andean weevil Premnotrypes vorax (Coleoptera: Curculionidae)

The Andean weevil Premnotrypes vorax represents an important cause of damage to Colombian potato crops. Due to the impact of this plague on the economy of the country, we searched for new alternatives for its biological control, based on the entomopathogenic bacteria Bacillus thuringiensis. A total of 300 B. thuringiensis strains obtained from potato plantations infested with P. vorax were analyzed through crystal morphology, SDS-PAGE, PCR and bioassays. We used site- directed mutagenesis to modify the Cry3Aa protein. Most of the B. thuringiensis isolates had a bipyramidal crystal morphology. SDS-PAGE analyses had seven strains groups with σ-endotoxins from 35 to 135 kDa. The genes cry 2 and cry 1 were significantly more frequent in the P. vorax habitat (PCR analyses). Three mutant toxins, 1 (D354E), 2 (R345A, ∆Y350, ∆Y351), and 3 (Q482A, S484A, R485A), were analyzed to assess their activity against P. vorax larvae. Toxicity was low, or absent, against P. vorax for isolates, wild type cry 3Aa and cry 3Aa mutants. The genetic characterization of the collection provides opportunities for the selection of strains to be tested in bioassays against other insect pests of agricultural importance, and for designing Cry proteins with improved insecticidal toxicity. Rev. Biol. Trop. 57 (4): 1235-1243. Epub 2009 December 01.

El gorgojo andino Premnotrypes vorax es una causa importante de daño en los cultivos colombianos de este tubérculo. Debido al impacto que esta plaga tiene sobre la economía del país, nos interesamos en buscar alternativas nuevas para el control biológico de P. vorax, basadas en la bacteria entomopatógena Bacillus thuringiensis. Se recolectaron un total de 300 cepas de B. thuringiensis a partir de plantaciones de papa infestadas con P. vorax, las cuales fueron analizadas por medio de la morfología del cristal, SDS-PAGE, PCR y ensayos biológicos. La mayoría de los aislamientos de B. thuringiensis presentaron cristales bipiramidales. Los análisis de SDS-PAGE indicaron la presencia de siete grupos de cepas con σ- endotoxinas que variaban entre 35 a 135 kDa. Las pruebas con PCR demostraron que los genes cry 2 y cry 1 fueron significativamente más frecuentes en el medioambiente de P. vorax. Además, se utilizó la mutagénesis sitio-dirigida para modificar la proteína Cry3Aa. Se analizaron tres toxinas mutantes, 1 (D354E), 2 (R345A, ∆Y350, ∆Y351), y 3 (Q482A, S484A, R485A), para determinar su actividad contra larvas de P. vorax. Los ensayos de toxicidad señalaron escasa, o nula, actividad hacia P. vorax tanto para las cepas, la toxina Cry3Aa de referencia y las proteínas Cry3Aa mutantes. La caracterización genética de la colección puede proveer oportunidades para la selección de cepas que pueden evaluarse por medio de bioensayos contra otros insectos-plaga de importancia agrícola, y para el diseño de proteínas Cry con actividad toxica mejorada.

Flight activity of Sitophilus oryzae (L) and Sitophilus zeamais Motsch (Coleoptera: Curculionidae) and its relationship with susceptibility to insecticides / Atividade de vôo de Sitophilus oryzae (L) e Sitophilus zeamais Motsch (Coleoptera: Curculionidae) e a sua relação com a susceptibilidade a inseticidas

Insect-pest mobility can influence insect susceptibility to the insecticides used to control them. The objective of this work was to evaluate the flight activity of Sitophilus oryzae (L) and Sitophilus zeamais Motsch populations reared on corn and wheat grains, and its relationship with insecticide susceptibility. Unsexed adult insects with ages between 10 and 20 days were placed on a plastic tray. A 40-watt incandescent light bulb was positioned at a 50 cm height relative to the tray. Flight activity was evaluated during 30 min. In the LC50 estimation bioassays, the insects were exposed to dry residues of the organophosphorus insecticide fenitrothion and of the pyrethroid insecticide esfenvalerate on the internal surface of glass vials. Mortality was evaluated 24h after installation of the experiments. Sitophilus zeamais showed greater flight activity when compared with S.oryzae; likewise, insects reared on corn had greater flight activity than those reared on wheat. Sitophilus oryzae was less susceptible to the insecticides studied than S. zeamais. Adults reared on wheat were more susceptible to the insecticides than those reared on corn. This study demonstrates that the lower flight activity of S. oryzae is related to its greater tolerance to insecticides.

A mobilidade de insetos pragas pode influenciar sua susceptibilidade aos inseticidas usados no seu controle. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a atividade de vôo em populações de Sitophilus oryzae (L) e Sitophilus zeamais criadas em grãos de milho e trigo, e a sua relação com a susceptibilidade a inseticidas. Insetos adultos não-sexados, com idades entre 10 e 20 dias, foram colocados sobre bandeja plástica. Uma lâmpada de luz incandescente de 40 watts foi posicionada a 50 cm de altura em relação à bandeja. A atividade de vôo foi avaliada durante 30 min. Nos bioensaios para estimar a CL50 os insetos foram expostos a resíduos secos do organofosforado fenitrotiom e do piretroide esfenvalerato sobre a superfície interna de tubos de vidro. A avaliação da mortalidade foi feita 24h após a instalação dos experimentos. Sitophilus zeamais apresentou maior atividade de vôo quando comparada a S. oryzae; outrossim, os insetos criados no milho apresentaram maior atividade de vôo do que aqueles criados no trigo. Sitophilus oryzae foi menos susceptível aos inseticidas estudados do que S. zeamais. Os adultos procedentes da criação em trigo foram mais susceptíveis aos inseticidas do que aqueles procedentes da criação em milho. O presente trabalho demonstra que a menor atividade de vôo de S. oryzae está relacionada a sua maior tolerância a inseticidas.

Eficácia biológica e persistência de bifentrina pulverizada em grãos de milho com diferentes temperaturas / Biological efficacy and persistence of biphenthrin sprayed on maize at different grain temperatures

Os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos imediato e latente da temperatura do grão, durante a pulverização, sobre a persistência e eficácia biológica do inseticida bifentrina, no controle de Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae) e Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae). Para tal, bifentrina foi pulverizada em grãos de milho com diferentes temperaturas (25, 30, 35, 40 e 45°C). Para avaliação da sua persistência fez-se a extração e análise do resíduo a cada 30 dias, iniciando logo após a pulverização do inseticida, até os 90 dias de armazenamento. Para avaliação da eficácia biológica, 20 adultos de cada espécie foram colocados em placasde-petri contendo grãos tratados, sendo mantidas em câmaras do tipo B.O.D., a 27 °C e 55 por cento de UR durante 48 horas. Estas avaliações foram realizadas em intervalos de 15 dias, com início logo após a pulverização e término aos 90 dias de armazenamento. Observou-se que tanto a persistência quanto a eficácia biológica da bifentrina reduziram à medida que o período de armazenamento e a temperatura do grão aumentaram. Observou-se, ainda, que S. zeamais apresentou maior tolerância à bifentrina, que T. castaneum.