Biological parameters of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) assayed with Bacillus thuringiensis berliner

A bactéria Bacillus thuringiensis (Bt) é um promissor agente de controle de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith). Além do efeito letal sobre os hospedeiros, os entomopatógenos podem causar alterações fisiológicas que comprometem o desenvolvimento dos insetos, podendo chegar a ponto de prejudicar a alimentação e/ou reprodução. No presente estudo, quatro bioensaios em laboratório foram realizados para verificar os efeitos subletais de isolados de Bt sobre os parâmetros biológicos de lagartas de segundo ínstar de S. frugiperda. A atividade de 39 isolados foi avaliada pelo peso de lagartas e de pupas fêmeas, oviposição e fecundidade de ovos de insetos sobreviventes. Foram observados efeitos subletais sobre as lagartas nos seguintes isolados: ESALQ 1.1, ESALQ 1.4, ESALQ 1.6, ESALQ 3.7, ESALQ 4.2 e ESALQ 5.2 (peso de lagartas e pupas fêmeas); ESALQ 5.1 (peso de lagartas); ESALQ 1.2 e ESALQ 3.7 (fecundidade dos ovos); ESALQ 3.7 (oviposição e fecundidade dos ovos) e ESALQ 3.7 e ESALQ 5.2 (oviposição). Quando os parâmetros foram analisados juntos, foram observadas correlações significativas entre eles, exceto no segundo bioensaio (peso de pupas fêmeas ´ oviposição, peso de pupas fêmeas ´ fecundidade dos ovos e oviposição ´ fecundidade dos ovos). Alguns isolados de Bt afetaram os parâmetros biológicos, principalmente peso de larvas e pupas fêmeas e, em alguns casos esses efeitos passaram para estágios posteriores do ciclo do inseto, afetando a oviposição e a viabilidade dos ovos. Embora, esses efeitos sejam difíceis de avaliar, especialmente em campo, eles deveriam ser considerados quando a atividade de um entomopatógeno é avaliada.The bacterium Bacillus thuringiensis (Bt) is a promising control agent of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith). Besides the lethal effect on hosts, the entomopathogen may cause physiological alterations that hinder insects' feeding intake and reproduction. Larval and female pupa weight, oviposition and egg fecundity were determined in second instar S. frugiperda larvae infected with 39 Bt isolates in four bioassays. Sublethal effects were observed in the follow isolates: ESALQ 1.1, ESALQ 1.4, ESALQ 1.6, ESALQ 3.7, ESALQ 4.2 and ESALQ 5.2 (larval and female pupae weight); ESALQ 5.1 (larval weight); ESALQ 1.2 and ESALQ 3.7 (egg fecundity); ESALQ 3.7 (oviposition and egg fecundity); ESALQ 3.7 and ESALQ 5.2 (oviposition). Significant correlations were observed when parameters were analyzed together, except in the second bioassay (female pupal weight ´ oviposition, female pupal weight ´ egg fecundity and oviposition ´ egg fecundity). Some Bt isolates affected the biological parameters of S. frugiperda, mainly larval and female pupae weight, and in some instances these effects were passed on to further life cycle stages affecting oviposition and egg fecundity. Although sublethal effects are difficult to evaluate, mainly under field conditions, they should be considered when the activity of an entomopathogen is measured

Potential of Bacillus thuringiensis israelensis Berliner for controlling Aedes aegypti

Relata-se a importância da bactéria entomopatogênica Bacillus thuringiensis israelensis para o controle de Aedes aegypti. São abordados a utilização e potencial de B. thuringiensis israelensis contra o mosquito vetor da dengue. Outros aspectos são discutidos como a evolução da resistência dos insetos em relação aos inseticidas químicos e as vantagens e desvantagens do controle microbiano como estratégia de controle. É dada ênfase à importância da utilização desta bactéria no Brasil como alternativa para resolver o problema em questão sem afetar o ambiente, o homem e outros vertebrados nas áreas de risco.The importance of the entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis israelensis in the control of Aedes aegypti is presented. The use and potential of B. thuringiensis israelensis against the mosquito vector of dengue fever is described. Other aspects such as insect's resistance development against chemicals and advantages and constraints of using microbial control are discussed. Emphasis is given to the importance of the use of this bacterium in Brazil, which could contribute significantly to solving the mosquito problem without affecting the environment, humans and others invertebrate organisms in critical regions

Characterization and selection of Bacillus thuringiensis isolates effective against Sitophilus oryzae

A bactéria entomopatogênica Bacillus thuringiensis (Bt) é um agente de controle com características tóxicas e ambientais que permitem o controle de insetos-praga de acordo com as premissas do Manejo integrado de pragas (MIP). Com o objetivo de buscar novas linhagens potencialmente tóxicas para Sitophilus oryzae L. 1763 (Coleoptera: Curculinidae), caracterizaram-se molecularmente 1,073 isolados de B. thuringiensis de regiões do Brasil. O material genético foi extraído através do kit InstaGene Matrix, utilizado para a amplificação das seqüências através da técnica de Polymerase chain reaction PCR, sendo os resultados visualizados em gel de agarose 1,5%. A classe do gene cry35Ba foi representada por 60 isolados (5,6%) de Bt, os quais foram submetidos a bioensaio com larvas de S. oryzae. Quatro causaram mortalidade acima de 50% nos testes de patogenicidade e os isolados 544 e 622 foram os mais virulentos, conforme determinado pela estimativa da CL50. Nos quatro isolados que demonstraram toxicidade, foram detectados cristais esféricos, bipiramidais e cubóides, além de proteínas com 44 kDa, referentes aos genes cry35Ba por Sodium dodecil sulphate - polyacrilamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Estes dados demonstram o potencial de Bt no manejo de S. oryzae.The entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis is a control agent with toxic and environmental characteristics that allows the control of pest insects according to the Integrate Pest Management (IPM) precepts. In order to find new strains, potentially toxic to Sitophilus oryzae L. 1763 (Coleoptera: Curculinidae), 1.073 strains of B. thuringiensis from parts of Brazil were used. Genetic material was extracted with InstaGene Matrix kit, used for the amplification of sequences in Polymerase chain reaction (PCR), and viewed in 1.5% agarose gel. The gene cry35Ba class was represented by 60 B. thuringiensis isolates (5.6%), which were then subjected to bioassays with S. oryzae larvae. Among the isolates studied, four caused more than 50% mortality in pathogenicity tests, and the isolates 544 and 622 were the most virulent, as determined by CL50 estimates. The four toxic isolates had spherical, bi-pyramidal and cuboid crystals, and a 44-kDa protein was found in sodium dodecyl sulphate - polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), which coded for the product of cry35Ba genes. These data demonstrate the potential of B. thuringiensis for the management of S. oryzae larvae

Efficiency of entomopathogenic nematodes and chemical insecticides against Sphenophorus levis and Leucothyreus sp. on sugarcane

The sugarcane billbug, Sphenophorus levis (Coleoptera: Dryophthoridae), is an important pest of sugarcane crops in the São Paulo State, Brazil. Their larvae damage plants rhizome, causing losses of up to 30 t ha-1 year-1 of sugarcane. In order to evaluate the effectiveness of entomopathogenic nematodes and chemical insecticides against the sugarcane billbug and the scarab beetle Leucothyreus sp., three field trials were carried out in Brazil. For the first one, 10 treatments were considered: 1) thiametoxan (Actara 250WG) 500 g ha-1 of commercial product (c.p.); 2) thiametoxan 1.0 kg ha-1 c.p.; 3) thiametoxan 1.5 kg ha-1 c.p.; 4) Steinernema brazilense 108 infective juveniles (IJ) ha-1 + thiametoxan 250 g ha-1 c.p.; 5) S. brazilense (108 IJ ha-1) + thiametoxan 500 g ha-1 c.p.; 6) Heterorhabditis indica (108 IJ ha-1) + thiametoxan 250 g ha-1 c.p; 7) H. indica (108 IJ ha-1) + thiametoxan 500 g ha-1 c.p.; 8) S. brazilense (108 IJ ha-1); 9) H. indica (108 IJ ha-1); and 10) Control. The second one consisted of five treatments: 1) thiametoxan (Actara 250WG) 800 g ha-1 c.p.; 2) fipronil (Regente 800WG) 250 g ha-1 c.p.; 3) S. brazilense (108 IJ ha-1); 4) S. brazilense (108 IJ ha-1) + thiametoxan 200 g ha-1 c.p.; and 5) Control. In the third one, all treatments already mentioned for the second trial plus the mixture S. brazilense (108 IJ ha-1) + fipronil (Regente 800WG) 62.5 g ha-1 c.p. were considered. All treatments with the insecticides and nematodes provided higher sugarcane yield, when compared to their respective controls, which were most damaged by S. levis, but without statistical significance. S. brazilense was more efficient on controlling this pest, if compared to H. indica, but without statistical significance. S. brazilense provided a 50% control of Leucothyreus sp. larvae, meanwhile the best treatments against this scarab were the mixtures of this nematode with fipronil (78%) and thiametoxan (83%)

Association of castor bean oil with Beauveria bassiana for diamondback moth control

O  objetivo  deste  trabalho  foi  avaliar  a  eficiência,  a estabilidade,  a  forma  de  aplicação  e  a compatibilidade do óleo de mamona com o fungo entomopatogênico Beauveria bassiana no controle da traça‑das‑crucíferas, Plutella xylostella. No primeiro experimento, foram avaliadas a eficiência, a estabilidade após 70  dias de armazenamento e a forma de aplicação do óleo de mamona. No  segundo experimento, foi avaliada a compatibilidade do óleo de mamona com B. bassiana. A atividade inseticida do óleo de mamona é instável ao longo do tempo. O óleo de mamona é compatível com B. bassiana no controle de P. xylostella.The objective of this work was to evaluate the efficiency, the stability, the application mode and the compatibility between castor bean oil and the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana, for diamondback moth (Plutella xylostella) control. In the first experiment, the efficiency, the stability after 70 days of storage, and the application mode of castor bean oil were evaluated. In the second one, the compatibility of castor bean oil with B. bassiana was evaluated. The insecticidal activity of the castor bean oil is unstable over time. The castor bean oil is compatible with B. bassiana against P. xylostella

Eficiência de fungos entomopatogênicos para o controle de Sitophilus oryzae L. (Coleoptera: Curculionidae) em condições de laboratório

O objetivo da pesquisa foi avaliar, em condições de laboratório, a eficiência de isolados dos fungos entomopatogênicos Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae e Isaria fumosorosea no controle populacional de Sitophilus oryzae. Foram realizados bioensaios com os isolados de B. bassiana, IBCB 01, IBCB 17 e IBCB 18, e I. fumosorosea, ARSEF 7050, os produtos comercias a base de B. bassiana (Boveril®, PM) e M. anisopliae (Metarril®, PM) e os isolados de B. bassiana e M. anisopliae cultivados em arroz, produzidos em usinas de cana-de-açúcar. Adultos não separados por sexo de S. oryzae foram imersos em solução de conídios na concentração de 1,0 x 108 conídios viáveis / mL e acondicionados em placas de Petri contendo grãos de milho. Para cada isolado foram realizadas quatro repetições, com quinze insetos cada, e a mortalidade avaliada diariamente, por um período de 15 dias. Com exceção do isolado de M. anisopliae obtido de usina de cana-de-açúcar, os demais entomopatógenos analisados foram patogênicos à S. oryzae, porém, causaram baixa mortalidade, que variou entre 5 a 25%, sendo pouco promissores para adoção como medida de controle desse inseto em grãos de milho armazenados

Toxicity and binding capacity of Cry1 proteins to Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) intestine receptors

O objetivo deste trabalho foi avaliar a toxicidade e a capacidade de ligação das proteínas Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1Ac e Cry1Ca, de Bacillus thuringiensis, a receptores intestinais de Helicoverpa armigera. Realizou-se análise de ligação das proteínas ativadas às vesículas de membrana da microvilosidade apical (VMMA) do intestino médio de H. armigera, além de ensaios de competição heteróloga para avaliar sua capacidade de ligação. Cry1Ac destacou-se como a proteína mais tóxica, seguida por Cry1Ab e Cry1Aa. A proteína Cry1Ca não foi tóxica às lagartas e, portanto, não foi possível determinar os seus parâmetros de toxicidade CL50 e CL90. As proteínas Cry1Aa, Cry1Ab e Cry1Ac são capazes de se ligar a um mesmo receptor nas membranas intestinais, o que aumenta o risco do desenvolvimento de resistência cruzada. Portanto, a utilização conjunta dessas proteínas deve ser evitada.The objective of this work was to evaluate the toxicity and the binding capacity of the Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1Ac, and Cry1Ca proteins, from Bacillus thuringiensis, to Helicoverpa armigera intestine receptors. Binding analysis of the activated proteins to the brush‑border membrane vesicles (BBMV) in the midgut of H. armigera, besides heterologous competition assays to evaluate their binding capacity, was performed. Cry1Ac stood out as the most toxic protein, followed by Cry1Ab and Cry1Aa. The Cry1Ca protein had no toxicity to the caterpillars and, therefore, it was not possible to evaluate its LC50 and LC90 toxicity parameters. The Cry1Aa, Cry1Ab, and Cry1Ac proteins are able to bind themselves to the same receptor in the midgut membrane, which increases the risk of developing cross‑resistance. Therefore, the use of these proteins together should be avoided

INFLUENCE OF THE ENTOMOPATHOGENIC FUNGUS Beauveria bassiana (VUIL.) ON DEVELOPMENT OF THE PREDATOR Podisus nigrispinus IN LABORATORY

The predator Podisus nigrispinus (Dallas) (Heteroptera: Pentatomidae) and the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. (Hypocreales: Clavicipitaceae) are important biological control agents of Lepidoptera. In integrated pest management programs, techniques can be used together to reduce the pest population. However, the effectiveness of a beneficial organism can be negatively affected by another natural enemy. Therefore, was evaluated the effect of the entomopathogen B. bassiana on reproductive potential and the population growth of P. nigrispinus, with the parameters of the fertility life table. The fungus B. bassiana was inoculated on the predator or on its prey Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae), evaluating direct and indirect effects by contact. The net reproductive rate (Ro) was 24.9 and 34.5 with the application of the pathogen on the prey and on the predator, respectively, against 52.5 and 72.7 in the control. The intrinsic rate of increase (rm) was 0.08 and 0.09 in with B. bassiana on the prey and on the predator and 0.09 and 0.11 in the control. The finite rate of increase (λ) was 1.08 and 1.09 if the predator had contact with the pathogen and of 1.10 and 1.11 in the control. The population growth of P. nigrispinus was better without the presence of the fungus, showing that the association between different agents of biological control can reduce the efficiency in the pest control.O predador Podisus nigrispinus (Dallas) (Heteroptera: Pentatomidae) e o fungo entomopatogênico Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. (Hypocreales: Clavicipitaceae) são importantes agentes de controle biológico de lepidópteros. Em programas de manejo integrado de pragas, técnicas podem ser utilizadas conjuntamente para reduzir a população da praga. Porém, a eficácia de um organismo benéfico pode ser afetada, negativamente, por outro inimigo natural. Por isso, avaliou-se o efeito do entomopatógeno Beauveria bassiana sobre o potencial reprodutivo e crescimento populacional de P. nigrispinus através dos parâmetros da tabela de vida de fertilidade. O fungo B. bassiana foi inoculado sobre o predador ou sua presa Tenebrio molitor L. (Coleóptera: Tenebrionidae), avaliando os efeitos direto e indireto do contato. A taxa líquida de reprodução (Ro) foi de 24,9 e 34,5 com a aplicação do fungo sobre a presa e sobre o predador, respectivamente, contra 52,5 e 72,7 no controle. A taxa intrínseca de crescimento populacional (rm) foi de 0,08 e 0,09 no tratamento com B. bassiana sobre a presa e sobre o próprio predador e de 0,09 e 0,11 no controle. A razão finita de aumento (λ) foi de 1,08 e 1,09 quando o predador teve contato com fungo e de 1,10 e 1,11 no controle. O crescimento populacional de P. nigrispinus foi maior sem a presença de B. bassiana, demonstrando que a associação desse fungo juntamente com P. nigrispinus pode diminuir a eficácia do predador no controle de pragas