Miguel Borges, RaúlA. Laumanne Maria Carolina Blassioli-Moraes

(1)

FEROMÔNIOS

FEROMÔNIOS PARA O MONITORAMENTO

PARA O MONITORAMENTO

E CONTROLE DE INSETOS PRAGAS

Miguel Borges

,

Raúl A. Laumann

e

Maria Carolina

Blassioli-Moraes

Goiânia - GO

Agosto 2018

(2)

Produção de Grãos no Brasil em - 2017

Área Cultivada (2017) = 59.1 Milhões/ha

Produção de Grãos ~ 215 Milhões Ton (2017)

5,64

3,31

1,35 1,04

1,49

Soybean

51,2

35,93

5,64

Soybean

Maize

Rice

Wheat

Beans

Cotton

Others grains

Soja

Milho

Trigo

Outros Grãos

Feijão

Arroz

Algodão

(3)

Principais Pragas de Grãos no Brasil:

Complexo de percevejos pragas

Anthonomus grandis

Aphis gossypii

E. heros

N. viridula

1,0 cm S us an E . E ll is M igue l B o rge s M igue l B o rge s

Spodoptera spp.

Heliothis virescens

Pseudoplusia includens

Helicoverpa spp.

P. guildinii

M igue l B o rge s

A. grandis

S. frugiperda

(4)

Controle de pragas no sistema agrícola moderno

Uso de pesticidas no Brasil, 2015

Litros/Hectare

O Brasil Consome aproximadamente um

bilhão de litros de pesticidas por ano.

Algodão, Citrus e Soja demanda a maior

quantidade de pesticidas por hectare.

3 litros de pesticidas por hectare

Em 2015, US $ 9,6 bilhões de pesticidas foram vendidos no Brasil.

Nos EUA foram vendidos US $ 14,9 bilhões

(5)

Dano Direto

Menor teor de Lipídios

Menor teor de Proteinas

Doenças por fungos e Bactérias

Undamaged seeds Damaged seeds

Complexo

Complexo de

de Percevejos

Percevejos as

as Principais

Principais Pragas

Pragas de

de

Grãos

Grãos no

no Brasil

Brasil::

Quase seis milhões de

litros de inseticidas

são usados para

controlar percevejos

(6)

M. Aquino M. Aquino

M. Aquino

M. Aquino 1 mm

Complexo

Complexo de

de Percevejos

Percevejos as

as Principais

Principais Pragas

Pragas de

de

Grãos

Grãos no

no Brasil

Brasil::

Espécie dominante em todas as regiões produtoras de 50

a 90% de abundância no complexo de percevejos.

Euschistus heros Nezara viridula Chinavia ubica Piezodorus guildinii C.

Vieira

C. Vieira C. Vieira

1 cm

(7)

(8)

Comunicação

Comunicação Química

Química

Interações

Plantas

Plantas –– Herbívoros

Herbívoros

Plantas

Plantas –– Herbívoros

Herbívoros

(9)

Terminologia

Semioquímicos

(Sinais Químicos)

Ação intraespecífica

Ação interespecífica

Ação intraespecífica

Ação interespecífica

Feromônios

Aleloquímicos

Sexual

Alomônios

Cairomônios

Sinomônios

Alarme

(10)

Semioquímicos = Voláteis (maioria)

Terminologia

Feromônios

(Ar / Vento)

Induzem Modificações no Comportamento do Indivíduo

(11)

Metodologia de Isolamento e Análise

de Semioquímicos

Fonte

(Insetos ou Plantas)

Extração/Concentração

Bioensaios

_{Separação/Fracionamento}

(12)

Foto: Cecilia Vieira Euschistus heros O O 2,6,10 Trimetiltridecanoato de metila O O

(2E,4Z,6Z)-2,4,6- decatrienoato de metila

Piezodorus guildinii H (7R)-β-Sesquifelandrenoe H OH 1,10-bisabolen-3-ol M. C. Blassioli-Moraes Thyanta perditor

(2E,4Z,6Z)-2,4,6- decatrienoato de metila

Nezara viridula Chinavia ubica S u sa n E . E ll is Chinavia impicticornis C . V ie ir a O O cis-Z-Epoxibisaboleno trans-Z-Epoxibisaboleno J.A. Barrigosi Oebalus poecillus H OH (3R,6S,7R )-1,10-bisabolen-3-ol Tibraca limbativentris Blassioli-Moraes., et al., 2008 Weber et al., in press

(13)

O O CH₃ 0 2 4 6 8 10 12 14

Tratamento

Controle

Machos Fêmeas

N

ú

m

er

o

m

éd

io

d

e

in

se

to

s/

ar

m

ad

il

h

a

Atratividade

Testes de campo: Feromônio sexual de Euschistus heros

O

CH₃

Número de armadilhas por hectare= 1

Localização das armadilhas: Borda = Centro

Altura das armadilhas= na copa da soja

Momento da chegada dos percevejos= V7

Formulação tempo> 30 dias sobre condição de campo

Correlação entre as capturas na armadilha e população no campo (R1 to R5)

[1,7 indivíduos/armadilha = Nível de controle(Análise MLG: t = 3,17; P = 0,034) ]

Tratamento

Controle

(14)

Aplicação de inseticida

(área de feromônio) Aplicação de inseticida)_{Área do pano de batida}

Valvenarg Pereira da Silva – M.Sc.

UNEMAT - Tangará da Serra - MT

47% de toda a produção de grão no Brasil

Testes de campo: Feromônio sexual de Euschistus heros

Média de adultos de Euschistus heros capturados nas armadilhas com feromônio e no

pano de batida e aplicações de inseticidas.

(15)

Testes de campo:

Testes de campo: Monitoramento

Monitoramento do

do

Euschistus

Euschistus heros

heros com o

com o feromônio

feromônio sexual

sexual

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Se ed v ia b il it y (m ea n %) b a a U nv ia b le se ed s (m ea n %) ---~ 10% 5 10 15 20 a

F1= Feromônio (formulação lure)

F2= Feromônio(Formulação septo de borracha)

PN= monitoramento pelo pano de batida

Test de Tukey , a 5% de probablidade.

Produção anual~ 95 Million Toneladas

Monitoramento com feromônioganho

de mais de 9,5 Million Toneladas

0

Treatments

F1 F2 PN

Silva et al. PAB, 2014

U nv ia b le se ed s (m ea n %) ---0 5 P1 P2 SC b b Treatments F1 F2 PN

(16)

Aplicação de inseticida

(área de feromônio) Aplicação de inseticida)_{Área do pano de batida}

Valvenarg Pereira da Silva – M.Sc.

UNEMAT - Tangará da Serra - MT

47% de toda a produção de grão no Brasil

Testes de campo: Feromônio sexual de Euschistus heros

Média de adultos de Euschistus heros capturados nas armadilhas com feromônio e no

pano de batida e aplicações de inseticidas.

(17)

(18)

Feromônio Sexual do percevejo Euschistus heros como um

Cairomônio para o parasitóide de ovos Telenomus podisi

Teste de Campo

Pentatomidae

Platygastridae

Alternativas para o uso de Semioquímicos como

ferramentas de manejo de pragas

62% 38%

(19)

Thyanta perditor: Testes de campo com o

feromônio sintético

O

4 M e a n n u m b e r o f in s e c ts /t ra p o r m 2 TpF-T1 TpF-T2 N ú m er o m éd io d e in se to s ca p tu ra d o s

Número médio de fêmeas de T. perditor capturadas durante o período do experimento pelos

diferentes tratamentos (ANODEV P < 0.001, df = 3,12) .

Laumann et al., PAB. 2011

0 1 2 3 23/02 2/3 9/3 16/03 23/03 30/03 R3/R4 R4 R5 R6 R7 R8 Date/Fenological stage M e a n n u m b e r o f in s e c ts /t ra p o r m 2 TpF-T1 TpF-T2 TpF-SC TpF-VI N ú m er o m éd io d e in se to s ca p tu ra d o s p o r ar m ad ilh a

(20)

Piezodorus guildinii

C H₂ H3C CH₃ H

7

1

2

3

4

5

6

_Control Treatment

*

N

u

m

b

er

o

f

in

se

ct

s/

tr

ap

C H₃ 30 20 10 0 10 20 30 (S)-Sesquiphellandrene (R)-Sesquiphellandrene ns ns ns * M a le s ---F e m a le s n-Hexane n-Hexane n-Hexane n-Hexane (S)-Sesquiphellandrene (R)-Sesquiphellandrene

Response (Number of Insects)

Borges et al., JCE. 2007 Piezodorus guildinii

0

1 Females

Males

Total

Número médio de adultos dePiezodorus guildinii capturados ans armadilhas feromonais por semana. *Indica significância estatítisca l GLM e Análise d evariância(χ2

(21)

N ez a ra vi ri d u la Susan E. Ellis O tr a n s-Z-E p ox ib is ab ole n o

C

h

in

a

v

ia

sp

p

.

trans and cis

bisabolene epoxide 8 0 100 tr a n s -( Z )-(4 S )-B is a b o le n e o x id e c is -( Z )-(4 S )-B is a b o le n e e p o x id e B ra zil ia n Sy m p at ric p o p u la tio n s B ra zil ia n p o p u la tio n C h in a vi a u b ic a C h in a vi a im p ic tic o rn is C. Vieira O ci s-Z-E p ox ib is ab ole n o

Percentage between trans bisabolene epoxide

C. marginatum (Flórida, EUA)

0 20 40 60 80

C. pennsylvanicum

(Maryland, EUA)

C. ubica (DF, BR) C. impicitcornis (DF, BR)

C. hilaris (Califórnia, EUA)

N. viridula (DF, Br)

C. hilaris(Georgia, EUA) N. viridula (Kyushu, JP) N. viridula (Misisipi, EUA) N. viridula (Maui, Hawai) N. viridula (Califórina, EUA)

p o p u la tio n (B ak er e t a l. 1 9 8 7 , B or ge s e t a l. 1 9 8 7 , A ld ric h et a l. 1 9 9 2 , B or ge s 1 9 9 5 , M cB rie n et a l, 2 0 0 0 , B la ss io li –M or ae s e t al. 2 0 0 8 , 2 0 1 2 )

(22)

Feromônio sexual do Tibraca limbativentris no campo para seu

monitoramento

pA

15

20

25

1 A

Females

HO

H

Zingiberenol

16

18

20

22

24

26

28

0

10

15

16

18

20

22

24

26

28

5

10

15

20

25

1

4

2

5

6 B

Retention time (min)

3 1) tridecane, 2) α-zingiberene, 3) β-sesquiphellandrene, 4)

cis-1,10-bisaboladien-3-ol, 5) trans-1,10-bisaboladien-3-cis-1,10-bisaboladien-3-ol, 6) sesquipiperitolales

Borges et. Al. J Chem Ecol (2006)

(23)

HO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 14 15 H HO H HO 15 H HO H

Zingiberenol – Síntese dos oitos

Estereoisômeros

Dr. Ashot Krimian - USDA

Coluna quiral – identificação os dois isômeros produzidos por machos de T. limbativentris

HO H HO H 2 10 11 12 13 15

1, 3S,6S,7R

2, 3R,6R,7R

5, 3R,6S,7R

6, 3S,6R,7R

HO H HO H 15

3, 3S,6S,7S

4, 3R,6R,7S

7, 3R,6S,7S

8, 3S,6R,7S

cis-Steroisomers

trans-Steroisomers

(24)

Bioensaios em olfatometria para avaliar a resposta de fêmeas aos

isômeros sintéticos de Zingiberenol.

*

(18)

(21)

(15)

SSR

SSR +RSR

RSR

SSR

RSR

1.00

0.50

0.00

0.50

1.00 Proportion of T. limbativentris females chossing arm

* * *

(21)

(14)

(17)

(18)

SSR +RSR

SSR

RSR

SSR

RSR

Ar

(25)

Testes de campo:

Testes de campo: Monitoramento

Monitoramento de

de Tibraca

Tibraca

limbativentris

limbativentris no campo experimental da EPAGRI

no campo experimental da EPAGRI--Santa

Santa

Catarina

Catarina -- SC

SC

Eduardo Hickel EPAGRI- SC

(26)

Avaliação no campo do feromônio em armadilhas para a

captura de T. limbativentris – 2017/2018

Epagri- Santa Catarina 2017/2018

3

a

Eduardo Hickel -Epagri

0 1 2

Mix racêmcia SSR SSR+RSR Controle Amostragem manual N ú m er o m éd io d e in se to s ca p tu ra d o s

a

b

LR Chisq Df Pr(>Chisq) Trat χ2 _{=19.15 df=3 p=0.0003 ***}

(27)

Entomology and Nematology Department – Univ. of Flo. Hypsipyla grandella

Feromônio sexual – monitoramento no campo de Hypsipylla

grandella

Áreas comerciais tem severos prejuízos devido a H. grandella

Plantas atacadas apresentam em torno de 35% de perda na altura.

Componentes presents na glândula

Z9-14:OH

Z9E12-14:OH

Z9Z12-14:OH

Z9-14:OAc

Z9E12-14:OAC

Z9Z12-14:OAc

Componentes presents na glândula

da fêmea

(28)

Testes de campo:

Testes de campo: Monitoramento

Monitoramento H.grandella

H.grandella

Em

Em áreas

áreas de

de cedro

cedro coemrciais

coemrciais

1 1,5 2 2,5 C apt ur a ac um m ul at iva de m ac hos na s ar m adi lha s Fraiburgo - 2012 Fraiburgo- 2014 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 m édi o de m ac hos ca pt ur ados por ar m adi lha Garça - 2013 0 0,5 C apt ur a m ac hos Z9-14:OH Z9E12-14:OH Z9-14:OAc Z9E12-14:OAc Z9E12-14:OAc Z9E12-14:OH Control 0,0 0,2 0,4 0,6 N um er o m édi o ca pt ur ados Z9-14:OH Z9E12-14:OH Z9-14:OAc Z9E12-14:OAc Control

Blassioli-Moraes, et al., PAB. 2017.

BR102016217873, título: "Composição atrativa e uso de composição atrativa no controle biológico de pragas de meliáceas", Instituição de registro: INPI - Instituto Nacional da Propriedade Industrial, Depositante (s): Maria Carolina Blassioli Moraes, Depósito: 22/09/2016.

GLM – Poisson distribuition, (a=0.05): Fraiburgo 2012 (c2 = 35.15, d f= 2 , p < 0.001), Fraiburgo 2014 (c2= 73 .52 df= 2, p < 0.001), Garça 2013 (c2_{=15 .25 df = 1, p<0.001)}

(29)

Feromônio de agregação + voláteis do algodoeiro

-monitoramento Anthonomus grandis

Antonomus grandis

6 Compostos voláteis do

algodoeiro responsáveis pela

atração do bicudo do

algodeiro.

Diego M. Magalhães UnB/Embrapa O OH sfagro.uol.com.br

A cultura do algodão consome em torno de 28 litros/hectare de insecticidas para

controlar pragas

A. grandis no Brazil é uma das principais pragas do algodão.

O O O OH H H

(30)

Experimento de campo : Campo na Embrapa –Brasilia-DF

PV Control AP + PV AP 5 m Control

(31)

10

12

14

N ú m e ro m é d io d e i n s e to s c a p tu ra d o s p o r a rm a d il h a p o r s e m a n a

Testes de campo:

Testes de campo: Monitoramento

Monitoramento

do

do Antonomus

Antonomus grandis

grandis em

em área

área de

de

algodão

algodão em

em Brasília DF

Brasília DF

0

2

4

6

8 Control

AF

PV

AF+PV

Treatments N ú m e ro m é d io d e i n s e to s c a p tu ra d o s p o r a rm a d il h a p o r s e m a n a

(32)

Experimentos de campo: Fazenda Girassol, Mato Grosso - MT

Área experimental

Sharrine Oliveira UFMT

Parcelas 1400 m comprimento Distância entre armadilhas 200 m

100 m 200 m

(33)

10 12 14 ca p tu ra d o s a

Testes de campo:

Testes de campo: Monitoramento

Monitoramento

do

do Antonomus

Antonomus grandis

grandis em

em área

área de

de

algodão

algodão no

no Mato

Mato Grosso

Grosso

0 2 4 6 8 F F+V V N ú m er o m éd io d e is n et o s ca p tu ra d o s b c Feromônio commercial de agregação + voláteis do algodoeiro Feromônio commercial de agregação voláteis do algodoeiro

(34)

Márcio Saatkamp

Alphitobius

Alphitobius diaperinus

diaperinus

Márcio Saatkamp

Marla J. Hassemer Márcio Saatkamp Márcio Saatkamp

Cornell University Entomos.ch

(35)

1 mg

de feromônio por

septo

Design experimental – Feromônio de agregação

Experimentos de campo

Alphitobius

Alphitobius diaperinus

diaperinus

Marla Hassemer UnB/Embrapa (R)-limonene (E)-ocimene 2-nonanone

(S)-linalool (R)-daucene (E,E)-α-farnesene

Cama do aviário

nova

Cama do aviário

usada

(36)

Média de adultos

capturados/tratamento

Testes de campo:

Testes de campo: Alphitobius

Alphitobius

diaperinus

diaperinus em

em aviários

aviários comerciais

comerciais

Armadilhas controle

ca pt ur ad os /tr at am en to

Feromônio de agregação

GLM

α ≤ 0.05

Armadilhas controle

Armadilhas com feromônio

Amostragem manual

M éd iia de a du lto s ca pt ur ad os

(37)

Glãndulas abdominais

Feromônio de alarme

GC

Female antenna

Gland extract

Extrato da glândula de fêmea

1mm

Hassemer et al. 2015

1) 1,4-benzoquinona, 2) 2-metil-1,4-benzoquinona, 3) 2-etil-p-benzoquinona

GC

Male antenna

Gland extract

(38)

Feromônio de agregação combinado

com o feromônio de alarme

Testes de campo:

Testes de campo: Alphitobius

Alphitobius

diaperinus

diaperinus em

em aviários

aviários comerciais

comerciais

0 500 1000 1500 2000

Push-pull aviary Pull aviary

Distrito Federal ca p tu re d /t re a tm e n t

*

ca pt ur ad os /tr at am en to

Média de adultos

capturados/tratamento

GLM α ≤ 0.05

Control traps

Pheromone traps

Infestation level

0 500 1000 1500 2000

Control traps

Pheromone traps

Infestation level

Santa Catarina M e a n o f a d u lt s ca p tu re d

*

M éd iia de a du lto s ca pt ur ad os

Armadilhas controle

Amostragem manual

(39)

“Push e Pull”

(Plantas atraentes e repelentes associadas ao plantio)

Cultura principal

Atrai inimigo natural

Repele o herbívoro

(40)

Alternativas de controle biológico

Combinação de Fungos Entomopatogênicos e Semioquímicos/

Feromônios para um sistema “Atrai & Mata”.

Estudo de caso: moleque da bananeira, Cosmopolites sordidus

• Principal praga dos bananais;

• A larva danifica os rizomas e pseudocaule;

• Controle: carbofuran;

• Alternativa: fungo entomopatogênico - Beauveria bassiana.

Rogerio B. Lopes, Raul A. Laumann, Dave Moore, Marcio W. M. Oliveira & Marcos Faria -Entomologia Experimentalis et Applicata, v. 151, p. 75-85, 2014.

(41)

Aplicação de Feromônios:

Monitoramento:

Capturar a espécie alvo em armadilhas com

feromônios em liberadores

Captura Massal:

Capturar grande número de indivíduos da

Confundimento:

Bio Irritante:

Atrai & Mata:

_{feromônios em liberadores}

Prever

o

aparecimento

de

populações

da

espécie alvo

Capturar grande número de indivíduos da

espécie alvo utilizando armadilhas com o

objetivo de diminuir sua população

Confundimento:

Evitar acasalamentos da espécie alvo com

feromônio

Bio Irritante:

Induzir atividade na espécie alvo aumentando

a possibilidade de contato com agentes de

controle

Uma mistura de feromônio e inseticida de forma

que a dosagem dos dois são reduzidas

(42)

Utilização de Feromônios em Manejo de Pragas:

1. Feromônio Sexual para Monitoramento

Controle Biológico Aplicado:

Feromônios

1. Feromônio Sexual para Monitoramento

1.1 - Detecção

1.2 - Estimar Densidade

1.3 - Determinar Flutuação Populacional

1.4 - Amostrar Resistência a Inseticidas

(43)

Utilização de Feromônios em Manejo de Pragas (Cont.):

2. Feromônio Sexual - Técnica do Confundimento

3. Cairomônio e Feromônio - Captura Massal em Armadilhas

Controle Biológico Aplicado:

Feromônios

4. Augumentação de Inimigos Naturais com Aleloquímicos

5. Feromônios Epideítico Antiagregação

6. Feromônios para Melhorar Polinização

7. Feromônio de Alarme para dispersar populações

(44)

Uso de

Uso de semioquímicos

semioquímicos na agricultura

na agricultura

Manejo de inseto praga

- Confusão sexual / interrupção do acasalamento (42,4 %)

- Monitoramento (32,1 %)

- Coleta massal (23,3 %)

- Atração/morte (2,2 %)

Manejo comportamental de inimigos naturais

- atração

- retenção

(45)

Manejo de insetos praga

Interrupção do acasalamento

(46)

Armadilhas e Liberadores

Produtos Comercializados

Delta Trap

Gachon

Mc Phail

Jackson Trap

Bicudo

(47)

Manejo de insetos praga

Monitoramento

(48)

Mostramos em experimentos de campo o potencial de semioquímicos para

monitorar importantes pragas de agroecossistemas

ECOLOGIA QUÍMICA DO LABORATÓRIO AO CAMPO:

PRODUTOS BASEADOS EM SEMIOQUÍMICOS

PRODUTOS BASEADOS EM SEMIOQUÍMICOS PARA A

PARA A

AGRICULTURA BRASILEIRA.

• Euschistus heros – Percevejo marrom da soja

• Spodoptera spp. - Complexo de Spodopteras

• Hypsipyla grandella – Broca do cedro

• Anthonomus grandis – Bicudo do algodoeiro

• Tibraca limbativentris – Praga do arroz

(49)

BIOCONTROLE

1. Cooperação técnica:

Euschistus heros (2005)

SAIC 22200.05/0022-1

ISCA TECNOLOGIAS

1. Cooperação técnica:

•Euschistus heros (2011)

SAIC 22200.11/0066-0

•Spodoptera spp. (2013)

SAIC 22200.13/0099-9

•Hypsipyla grandella (2013)

SAIC 22200.13/0100-5

•Anthonomus grandis (2017)

SAIC 22200.17/0027-6

Ecologia Química do Laboratório ao Campo: Casos de

Sucesso para a Agricultura Brasileira

•Anthonomus grandis (2017)

SAIC 22200.17/0027-6

•Tibraca limbativentris (2017)

SAIC 22200.17/0037-5

2. Termo de confidencialidade:

•Euschistus heros (2014)

SAIC 22200.13/0013-0

3. Tecnologia licenciada:

•Euschistus heros (2016)

SAIC 22200.16/0040-0

LISK & JONES CONSULTANTS

1. Termo de confidencialidade:

Anthonomus grandis (2017)

SAIC 22200.17/0050-8

PROVIVI

1. Termo de confidencialidade

SAIC 22200.17/0050-8

(50)

Interações físicas e químicas no agrossistema

Feromônios?!

Voláteis de plantas?!

Interações

Interações Semiquímicas

Semiquímicas

Soja

_Ervas

daninhas

Som?!

Visão?!

Contato?!

Alomônios?!

(51)