Résumé
Damage by Hypsipyla grandella Zeller restricts the success of plantations of Cedrela odorata. The most critical and vulnerable infection period by H. grandella is during the first three years. The aim was to estimate the expected genetic gain for the selection of clones of fast growth and resistant to the attack by this insect. A trial with 40 clones produced by grafting was planted in Veracruz, Mexico. Heritability, genetic correlations and genetic gain of clones were estimated with data at two years-old. The survival rate of the trial was of 97 % (466 living ramets in total), 2.84 m in total high and 2.32 cm of average normal diameter. Aditionally, 9.9 % of the ramets did not present attacks, indication of evasion, and 0.6 percent without response to attack. With response to attack 89.5 % of the ramets (several degrees of tolerance): 29 % with a single shoot, 14.2 % with several shoots and 46.3 % with a dominant shoot of several shoots formed. The clonal heritability of normal diameter, height, volume, stem taper index, number of attacks and response to the attack was H2c = 0.81, 0.80, 0.81, 0.61, 0.34, and 0.26. The genetic correlations between height, diameter and volume were ≥ 0.95, and the correlation of the volume with the incidence and the response to the attack was rg = -0.31 and rg = 0.62, that is a decrease in number of attacks and moderate increase in tolerance. With a selection intensity of 10 %, selecting the four clones with higher volume will produce a genetic gain of 82 % for volume, a decrease of 10.9 % of number of attacks and 6.3 % of better recovery from damage; this is more tolerance to the insect attack. The genetic gain justifies the use of the best clones in commercial plantations in Veracruz, Mexico.
El daño por Hypsipyla grandella limita el éxito de las plantaciones de Cedrela odorata. El periodo más crítico y vulnerable es durante los primeros tres años. El objetivo del estudio fue estimar la ganancia genética esperada en la selección de clones de mayor crecimiento y resistentes al ataque del insecto. Un ensayo de 40 clones producidos por injertos fue plantado en Veracruz, México. Con datos a la edad de dos años se estimaron: la heredabilidad, correlaciones genéticas y ganancia genética de los clones. El ensayo presentó una supervivencia del 97 % (466 rametos vivos en total), con 2.84 m de altura y 2.32 cm de diámetro normal promedio. El 9.9 % de los rametos no presentaron ataques, indicando evasión, y se estimó un 0.6 % sin respuesta al ataque. Con respuesta al ataque 89.5 % de los rametos (diferentes niveles de tolerancia): 29 % con un solo brote, 14.2 % con varios brotes, y 46.3 % con un brote dominante de varios brotes formados. La heredabilidad clonal del diámetro normal, altura, volumen, índice de conicidad, número de ataques y respuesta al ataque fue de H2 c = 0.81, 0.80, 0.81, 0.61, 0.34 y 0.26, respectivamente. Las correlaciones genéticas entre la altura, diámetro y volumen fueron ≥ 0.95, y del volumen con la incidencia y la respuesta al ataque de rg = -0.31 y rg = 0.62, es decir se presentó una disminución en el número de ataques y el aumento moderado en la tolerancia. Con una intensidad de selección del 10 %, seleccionando los cuatro clones de mayor volumen se obtuvo una ganancia genética de 82 % para el volumen, una disminución de 10.9 % de ataques y 6.3 % mejor recuperación del daño, esto es más tolerancia al ataque del insecto. La ganancia genética justifica la utilización de los mejores clones en plantaciones comerciales para Veracruz.
Résumé
Resumen Hypsipyla grandellaes una plaga forestal clave en América Latina y el Caribe, donde ha impedido todo intento de establecer plantaciones comerciales de caobas (Swieteniaspp.) y cedros (Cedrelaspp.). En la búsqueda de métodos de manejo de sus larvas, que sean preventivos y rentables, así como basados en recursos de la flora tropical, fue evaluada la actividad fagodisuasiva del extracto crudo y de cuatro particiones fitoquímicas (agua, hexano, diclorometano y acetato de etilo) de la flor de reina de la noche,Brugmansia candida(Solanaceae). Se efectuaron bioensayos de laboratorio con concentraciones crecientes del extracto crudo (0.1; 0.3; 1.0; 3.2 y 10.0 % m/v) y con cada una de las particiones (según el rendimiento del proceso de particionamiento). Se utilizó un diseño de bloques completos al azar, con cuatro repeticiones, y se expusieron larvas de instar III de H. grandellaa discos de cedro amargo (Cedrela odorata) impregnados con el respectivo tratamiento, por 24 h. Se midió el porcentaje de consumo de cada disco. El extracto crudo y la partición de hexano, mostraron un evidente efecto fagodisuasivo a partir de concentraciones de 1.0 % y 0.122 % m/v, respectivamente. También se realizó un bioensayo para comparar una sola concentración (0.38 % m/v) del alcaloide escopolamina, el cual redujo en 90% el consumo con respecto a los testigos. Asimismo, se evaluó la mortalidad y los efectos subletales en larvas expuestas al extracto crudo, la partición de hexano y la escopolamina, pero no hubo evidencias de ellos, lo que confirmó su acción fagodisuasiva. Además, se realizó un tamizaje fitoquímico del extracto crudo, y mediante pruebas cualitativas se determinó que los alcaloides, taninos, triterpenos y cumarinas fueron los metabolitos secundarios más importantes. Finalmente, se confirmó la presencia de la escopolamina tanto en el extracto crudo como en la partición de hexano, mediante el método de cromatografía de gases acoplado a un espectrómetro de masas (GC-MS). Se recomienda preparar una formulación de escopolamina más algunos coadyuvantes, y evaluar su eficacia en condiciones de invernadero, como un primer paso para avanzar en el desarrollo de un fagodisuasivo comercial.
Abstract Hypsipyla grandella is a key forest pest in Latin America and the Caribbean, where it has precluded attempts to establish commercial plantations of mahoganies (Swieteniaspp.) and cedars (Cedrelaspp.). In the search for methods to manage its larvae, being both preventative and cost-effective, as well as based upon resources from tropical flora, the crude flower extract of angel's trumpet, Brugmansia candida, as well as four partitions thereof (water, hexane, dichlorometane, and ethyl acetate), were tested for phagodeterrence. Laboratory bioassays involved increasing concentrations of the crude extract (0.1, 0.3, 1.0, 3.2 and 10.0 % w/v) as well as each one of the partitions (in accordance to the yield obtained from the partitioning process). A randomized complete block design, with four replicates, was used. H. grandellainstar III larvae were exposed for 24 h to Spanish cedar (Cedrela odorata) leaf discs dipped into the respective treatment, after which disc consumption was measured. Strong phagodeterrence was detected at concentrations as low as 1.0 % y 0.122 % w/v for the crude extract and the hexane partitions, respectively. In addition, a single bioassay was performed to compare a single concentration (0.38 % w/v) of the alkaloid scopolamine, which reduced consumption in 90 % with respect to the controls. Also, mortality and sublethal effects were assessed in larvae exposed to the crude extract, the hexane partition and scopolamine, with no evidence for them, which confirmed their phagodeterrence. Moreover, the crude extract was submitted to a phytochemical screening by means of a number of qualitative tests, which showed that alkaloids, tannins, triterpenes and cumarins were the most important secondary metabolites. Finally, the presence of scopolamine was confirmed in both the crude extract and the hexane partition, by means of the gas chromatography-spectrometry (GC-MS) analytical method. It is recommended to prepare a formulation of scopolamine plus some adjuvants, in order to test its effectiveness under greenhouse conditions, as a first step to advance in the development of a commercial phagodeterrent. Rev. Biol. Trop. 66(1): 58-69. Epub 2018 March 01.