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Título: Use of herbivore-inducedplant volatiles for manipulating natural enemies in agro-ecosystems
Título Alternativo: Uso de voláteis de plantas induzidos pela herbivoria para a manipulação dos inimigos naturais em agroecossistemas
Autor(es): Bastidas, Jordano Salamanca
Lattes: http://lattes.cnpq.br/3915298921751666
Orientador: Souza, Brígida
Coorientador: Rodriguez-Saona, Cesar
Membro da banca: Peñaflor, Maria Fernanda G.V.
Membro da banca: Marucci, Rosangela Cristina
Membro da banca: Bento, José Mauricio Simões
Membro da banca: Fraga, Diego Felisbino
Assunto: Insetos predadores – Controle biológico
Plantas – Resistência à doenças e pragas
Predatory insects – Biological control
Plants – Disease and pest resistance
Chrysoperla rufilabris
Hippodamia convergens
Data de Defesa: 21-Nov-2016
Data de publicação: 2-Jan-2017
Agência de Fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Referência: BASTIDAS, J. S. Use of herbivore-inducedplant volatiles for manipulating natural enemies in agro-ecosystems. 2016. 91 p. Tese (Doutorado em Entomologia)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2016.
Resumo: Voláteis de plantas induzidos pela herbivoria (HIPVs) tem um papel importante na atração de inimigos naturais dos herbívoros nos agroecossistemas. Salicilato de metila (MeSA) é um HIPV emitido por diversas espécies de plantas e induzido após o ataque dos herbívoros. Este composto tem mostrado atratividade de predadores das famílias Coccinellidae, Chrysopidae, Syrphidae, Geocoridae e Anthocoridae em diferentes culturas agrícolas. Além, o MeSA combinado com plantas companheiras enfocando-se na atração/recompensa pode aumentar as funções dos inimigos naturais nos agroecossistemas. No entanto, pouco é conhecido sobre a manipulação dos inimigos naturais pelo MeSA, visando reduzir populações de pragas, resultando assim na alta produtividade das culturas. Neste sentido, foram avaliadas as seguintes hipóteses: (1) Hippodamia convergens Guérin-Méneville e Chrysoperla rufilabris Burmeister, dois importantes insetos predadores tem uma resposta fisiológica e comportamental ao MeSA, levando ao incremento da predação e oviposição, e (2) a atração dos inimigos naturais ao MeSA sozinho ou combinado com coentro (Coriandrum sativum L.) como uma planta companheira, reduz populações de pragas e incrementa a produtividade do feijão (Phaseolus vulgarisL.). Para avaliar a primeira hipótese foram conduzidos estudos no laboratório usando o eletroantenograma (EAG), estudos de comportamento em casa de vegetação usando gaiolas e túnel de vento e estudos de marcação liberação e recaptura para avaliar a atração de H. convergens e C. rufilabris ao MeSA em diferentes distancias em cranberries. Foi encontrado que as antenas de fêmeas de H. convergens e C. rufilabris podem detectar o MeSA. Ainda fêmeas de H. convergens foram atraídas e detidas pelo MeSA e está atração incrementou a predação de ovos de Ostrinia nubilalisHübner. O MeSA também atraiu as fêmeas de C. rufilabris incrementando sua oviposição. No campo, números maiores de H. convergens e C. rufilabris marcados foram capturados em armadilhas amarelas pegajosas colocadas perto (0-30 m) do lugar de liberação dos predadores que a longas distancias, independentemente se as armadilhas foram ou não iscadas com MeSA. Para a segunda hipótese, foram realizados monitoramentos visuais para contar o número de artrópodes (inimigos naturais e herbívoros) nas (a) plantas de feijão sozinhas, (b) plantas de feijão com MeSA, (c) plantas de feijão consorciadas com plantas de coentro e (d) plantas de feijão com MeSA e coentro durante toda a safra no 2015 e 2016. Afídeos sentinela foram usados para medir a função no ecossistema (predação). Dano e biomassa das plantas, como também o número e peso das vagens e sementes foram medidos como um representante dos serviços nos ecossistemas. Ao nível dos inimigos naturais, foram encontrados que predadores de seis família de insetos foram atraídos ao MeSA e coentro sozinhos ou combinados. Ao nível dos herbívoros, populações de ácaros e tripés foram reduzidas pelo MeSA com ou sem coentro, no entanto o MeSA incrementou a abundancia dos desfolhadores (Chrysomelidae) e o coentro influenciou sua redução. Coentro também incrementou a taxa de predação de afídeos no 2015 e 2016. Ao nível da planta, MeSA e coentro reduziram o dano pelos ácaros. No entanto, os efeitos do MeSA ou coentro na biomassa e a produção não foram significativas. De modo geral, estes resultados têm implicações no controle biológico conservativo e aumentativo. A resposta dos predadores aos HIPVs pode ser complexa em condições de campo. A manipulação dos inimigos naturais não pode aumentar os serviços dos ecossistemas no incremento da produtividade.
Abstract: Herbivore-induced plant volatiles (HIPVs) play an important role in the attraction of natural enemies of herbivores in agro-ecosystems. One such HIPV emitted by several plant species and often induced after herbivore attack is methyl salicylate (MeSA). This compound has been shown to attract biological control agents, including members of the families Coccinellidae, Chrysopidae, Syrphidae, Geocoridae, and Anthocoridae, in many agricultural crops. In addition, MeSA combined with companion plants in an attract-and-reward approach can enhance natural enemy ecosystem function. However, little is known whether or not manipulation of natural enemies by MeSA results in a reduction of pest populations, and ultimately results in higher crop yield. For this reason, in this work, I conducted studies to address the following two main hypotheses: (1) Hippodamia convergens Guérin-Méneville and Chrysoperla rufilabris Burmeister, two agriculturally-important predatory insects, respond physiologically and behaviorally to MeSA, which may lead to increased predation and oviposition, and (2) attraction of natural enemies to MeSA, alone or in combination with coriander (Coriandrum sativum L.) as a companion plant reduces pest populations and increases crop productivity in common bean (Phaseolus vulgaris L.). To test for my first hypothesis, I conducted laboratory studies using electro-antennography (EAG), behavioral studies in the greenhouse using cages and wind tunnels, and mark-release-recapture studies to investigate H. convergens and C. rufilabris attraction to MeSA over various distances in cranberry fields. I found that female H. convergens and C. rufilabris antennae can detect MeSA. Also, H. convergens females were attracted to, and arrested by, MeSA; this attraction increased predation of Ostrinia nubilalisHübner eggs. Attraction of C. rufilabris females to MeSA also increased oviposition. In field studies, higher numbers of marked H. convergens and C. rufilabris were caught on yellow sticky cards placed close (0-30 m) to the predator release site than at further distances, regardless of whether the cards were baited with MeSA or not. For my second hypothesis, I used visual sampling to count the number of arthropods (natural enemies and herbivores) on (a) bean plants alone, (b) bean plants baited with MeSA, (c) bean plants intercropped with coriander, and (d) bean plants baited with MeSA and intercropped with coriander throughout two growing seasons (2015-2016). Sentinel aphids were also used as a measure of ecosystem function (i.e. predation). Plant damage and biomass as well as the number and weight of pods and seeds were measured as a proxy for ecosystem services. At the natural enemy level, I found that predators from six different insect families were attracted to MeSA and coriander, when alone or in combination. At the herbivore level, spider mite and thrips populations were reduced with MeSA with or without coriander; however, MeSA increased, while coriander reduced, leaf beetle (Chrysomelidae) abundance. Coriander increased aphid predation rate in both years 2015 and 2016. At the plant level, MeSA and coriander reduced damage by spider mites. However, the effects of MeSA and/or coriander on crop biomass and yield were mostly non-significant. Altogether, my results have important implications for conservation and augmentative biological control. They demonstrate that predator responses to HIPVs can be complex in real agricultural settings because laboratory/greenhouse results do not necessarily translate to the field, and that manipulation of natural enemies may not enhance their ecosystem services as increases in natural enemy abundance did not cascade down to increase crop productivity.
Informações adicionais: Arquivo retido a pedido do autor até dezembro de 2017.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/12143
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: por
Aparece nas coleções: DEN - Entomologia - Doutorado (Teses)

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