Efeito cultivares Interação Tritrófica

(1)

Efeito cultivares – Interação Tritrófica

III Curso de Ecologia Química Aplicada à Agricultura

Mirian Fernandes Furtado Michereff Pós - Doutorado Embrapa/Cenargen

(2)

POSSÍVEIS INTERAÇÕES

INSETO - PLANTA

Positiva

Polinização, dispersão sementes

Alimento, abrigo, proteção

Negativa

Alimento, abrigo, proteção

Herbivoria, oviposição

(3)

RESISTÊNCIA DE PLANTAS

Método de controle de artrópodes pragas

Alternativo ao controle químico

(4)

RESISTÊNCIA DE PLANTAS

Planta sofre menor injúria pela praga

Evita o ataque, tolera ou se recupera das injúrias

Características:

Relativa

Hereditária (genótipo) Específica

(5)

DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA

Constatação nos artrópodes ( ≠ ):

População

Oviposição

Peso

Duração do ciclo (fases imatura e adulta)

Sobrevivência

(6)

Constatação nas plantas:

Sobrevivência das plantas

DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA

Sobrevivência das plantas

Destruição de órgãos vegetais

Produção/produtividade

(7)

Planta

Idade

Parte infestada

Infestação anterior por pragas ou doenças

FATORES QUE AFETAM A RESISTÊNCIA

Infestação anterior por pragas ou doenças

Artrópode

Fase de desenvolvimento e idade Espécie, raça, biótipo (sugadores) Tamanho e distribuição espacial da população

(8)

FATORES QUE AFETAM A RESISTÊNCIA

Ambiente

Solo, irrigação e nutrição da planta Densidade de plantio

Plantas vizinhas e cultura precedente

Experimental

Distribuição e arranjo dos genótipos Tamanho e distância das parcelas Plantas vizinhas e cultura precedente

(9)

1.

Não Preferência ou Antixenose

Efeito no comportamento do artrópode: alimentação

CATEGORIAS (TIPOS) DE RESISTÊNCIA

alimentação oviposição abrigo

Eficácia: densidade populacional da praga

(10)

(11)

2.

Antibiose

Embora normalmente consumida pelo artrópode,

provoca efeito adverso na sua biologia

CATEGORIAS (TIPOS) DE RESISTÊNCIA

provoca efeito adverso na sua biologia

Não preferência x Antibiose Distinção: alimentação

(12)

Caracterização da antibiose:

Aumento do período de desenvolvimento Aumento do número de ínstares

Redução do tamanho e do peso dos indivíduos

Ocorrência de adultos ou pupas defeituosas Mortalidade nas fases imatura e adulta

Redução da fecundidade (menor no ovos/fêmea)

(13)

3.

Tolerância

Suporta o ataque ou se recupera das injúrias, sem efeito no comportamento e na biologia

CATEGORIAS (TIPOS) DE RESISTÊNCIA

comportamento e na biologia

• Regeneração ou formação de folhas ou raízes

• Plantas mais vigorosas

(14)

Caracterização da tolerância

Plantas infestadas x plantas não infestadas

Altura da planta

Peso da planta ou dos órgãos atacados Sintomas de danos (sugadores)

Redução de produção Qualidade do produto

(15)

C

AUSAS DA

R

ESISTÊNCIA

Localização do habitat

Seleção Hospedeira

Defesas físicas Localização do hospedeiro Aceitação do hospedeiro Adequação ao hospedeiro Defesas morfológicas Defesas químicas/fisiológicas Defesas físicas

(16)

Físicas

radiação refletida pelas plantas:

cores

CAUSAS DA RESISTÊNCIA

cores

comportamento desenvolvimento

(17)

Morfológicas

Tecidos rígidos - ceras, lignina, sílica, espinhos, dureza e

CAUSAS DA RESISTÊNCIA

Tecidos rígidos - ceras, lignina, sílica, espinhos, dureza e espessura da epiderme

(18)

Dureza - Lignina em plantas de sorgo resistente (A) e suscetível (B) à mosca Athegorigona varia soccata

Dureza - Sílica em plantas de arroz resistente (A) e suscetível (B) à broca Chilo suppressalis

(19)

Morfológicas

Dimensão, formato e disposição das estruturas na planta

Algodoeiro

Bráctea normal Bráctea frego

Menor ataque de bicudo F o to : L ui s P au lo d e C ar va lh o

(20)

Morfológicas

Relação densidade de tricomas - oviposição

Soja M8766RR – Cerotoma arcuata

Maior densidade de tricomas – menor

número de ovos

(21)

Morfológicas

Relação densidade de tricomas - oviposição

Soja PI227687 – Bemisia tabaci biotipo B

Maior densidade de tricomas – maior

número de ovos

(22)

CAUSAS DA RESISTÊNCIA

Químicas

Ausência, deficiência ou desbalanço de nutrientes

Composição bioquímica (relação entre nutrientes):

carboidratos x proteínas carboidratos x lipídios

Nutrientes parasitismo de larvas Plutella xylostella por

(23)

Cairomônio (- +) Alomônio (+ -) Aleloquímicos Interespecífica

Semioquímicos

Sinomônio (+ +) Beneficia a planta e o parasitoide Feromônio Feromônios Intraespecífica

(24)

CAUSAS DA RESISTÊNCIA

Químicas

Ausência de cairomônios

Ações atraente e estimulante

(25)

Químicas

Presença de alomônios - não voláteis - isoflavonoides Ações antixenótica e antibiótica

Soja IAC 100 – Nezara viridula e Anticarsia gemmatalis

(26)

Químicas

Presença de alomônios - não voláteis - aminoácidos ? Ações antixenótica e antibiótica

Soja Downling – Aphis glycines e Euschistus heros Soja Downling – Aphis glycines e Euschistus heros

(27)

Compostos voláteis

Induzida indireta

Compostos voláteis

(28)

Químicas

Presença de sinomônios

Atração de inimigos naturais

Rabanete resistente x Plutella xylostella - Cotesia plutellae

(29)

Soja – Telenomus podisi E. heros Herbivoria Oviposição Herb + Ovip V ie ira Michereff et al 2011 Cultivares de soja resistente e suscetível T. podisi La um an n V ie ira

(30)

cv Dowling - resistente Ovi HerbOvi Herb Ar Controle Tratamento * * Tempo 120 hr 96 hr (4) (7) (6) (4) (8) (8) * (4) (7) (6) (4) (8) (8)

Resposta do T. podisi aos voláteis induzidos pela herbivoria

de cultivares resistente e suscetível de soja

40 30 20 10 0 10 20 30 40

Número de fêmeas de T. podisi que responderam para a cv Dowling

72 hr 48 hr 24 hr Ar (2) (8) (6) (6) (7) (5) (2) (6) (6) (7) (8) 40 30 20 10 0 10 20 30 40 * * (2) (8) (6) (6) (7) (5) (2) (6) (6) (7) (8)

(31)

C d t -24 -12 0 Control Oviposition * * * * * * - 1.0 -0.5 -α-humulene (E )-caryophyllene limonene camphene benzothiazole (E) -2-decenal benzaldehyde w ei g h t (b k )

Voláteis induzidos após a injúria do E. heros

Time (hours) 0 24 48 72 96 120 144 168 P R C 1 -C d t -84 -72 -60 -48 -36 Herbivory Oviposition Herbivory+Oviposition - 3.0 - 2.5 -2.0 - 1.5 (E,E)-α-farnesene methyl salicylate (Z)-3- hexenyl acetate (E)-2-octen-1-ol TMTT (Z)-2-octen -1-ol TMTT (Z)-2- octen -1-ol myrcene α-humulene V ar ia b le s w ei g

(32)

cv IAC 100 - resistente Controle Tratamento * * Tempo 120 hr 96hr 72 hr (9) (7) (7) (3) (3) (7) (5) (6) * (9) (7) (7) (3) (3) (7) (5) (6) Ovi HerbOvi Herb Air 40 30 20 10 0 10 20 30 40 72 hr 48 hr 24 hr Ar (5) (3) (6) (7) (6) (5) (6) (8) (9) 40 30 20 10 0 10 20 30 40

Número de fêmeas de T. podisi que responderam para a cv IAC 100

(5) (3) (6) (7) (6) (5) (6) (8) (9)

(33)

cv Silvânia - suscetível

Controle Tratamento Tempo

120 hr 96 hr (7) (8) (3) (2) (1) (1) (9) (7) (8) (3) (2) (1) (1) (9) Ovi HerbOvi Herb Air 40 30 20 10 0 10 20 30 40 72 hr 48 hr 24 hr Air (5) (2) (9) (5) (7) (2) (2) (6) (6) (7) 40 30 20 0 10 20 30 40 (5) (2) (9) (5) (7) (2) (2) (6) (6) (7)

(34)

Influência Glycine max Abundância e Cultivares: Dowling IAC 100 Silvânia

CAMPO

Euschistus heros 1.0 cm M . B or ge s Trissolcus basalis Telenomus podisi 1. 0 mm 1. 0 mm _R. L au m an n Abundância Abundância e parasitismo J. A ld ric h Michereff et al 2014

(35)

Cultivares: Dowling IAC 100 Silvânia

Plantas cobertas estágio R1

Infestação com fêmeas E. heros

(36)

▪ Escolha aleatória de 10 plantas/gaiola

▪ Avaliado:

População de E. heros

▪ Avaliado:

número de ovos, ninfas e adultos porcentagem de ovos parasitados

(37)

50 ovos/cartela

Parasitismo dos ovos de E. heros

(38)

Três cartelas

Captura parasitoides – armadilhas adesivas

(39)

A d iv id u a ls /p la n t 0.5 1.0 1.5 Dowling IAC100 Silvânia B la n t 1.0 1.5 Dowling IAC100 Silvânia

População de Euschistus heros

Adultos Ninfas Date/stage 14.9 21.9 28.9 ₀₅.10 ₁₂.10 ₁₉.10 ₂₆.10 ₀₂.11 ₀₉.11 ₁₆.11 ₂₃.11 ₃₀.11 In d i 0.0 0.5 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 Date/stage 14.9 21.9 28.9 ₀₅.10 ₁₂.10 ₁₉.10 ₂₆.10 ₀₂.11 ₀₉.11 ₁₆.11 ₂₃.11 ₃₀.11 In d iv id u a ls /p la 0.0 0.5 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

(40)

C E g g s /p la n t 1.0 1.5 2.0 Silvânia IAC100 Dowling D s ( % ) 60 80 Dowling IAC100 Silvânia

Densidade de ovos e ovos parasitados de E. heros

Ovos/planta Parasitismo ovos naturais

Date/stage 14.9 21.9 28.9 ₀₅.10 ₁₂.10 ₁₉.10 ₂₆.10 ₀₂.11 ₀₉.11 ₁₆.11 ₂₃.11 ₃₀.11 E g 0.0 0.5 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 Date/stage 14.9 21.9 28.9 ₀₅.10 ₁₂.10 ₁₉.10 ₂₆.10 ₀₂.11 ₀₉.11 ₁₆.11 ₂₃.11 ₃₀.11 P a ra s it iz e d e g g s ( 0 20 40 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

C) Densidade de ovos de Euschistus heros por planta e D) Porcentagem de ovos parasitados de Euschistus heros nas cultivares de soja Dowling, IAC100 e Silvânia

(41)

Parasitismo dos ovos de E. heros

B it a d o s ( % ) 40 60 80 Dowling IAC100 Silvânia * *

T. podisi – ovos sentinela

Data/estádio 14.9 21.9 28.9 ₀₅.10 ₁₂.10 ₁₉.10 ₂₆.10 ₀₂.11 ₀₉.11 ₁₆.11 ₂₃.11 ₃₀.11 O v o s p a ra s it a 0 20 40 _* R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

Parasitismo de T. podisi em cartelas com ovos (sentinela) de E. heros colocadas nas cultivares Dowling, IAC100 e Silvânia (Tukey, P<0.05)

(42)

Captura parasitoides – armadilhas adesivas

C v íd u o s /a rm a d ilh a 4 6 8 Dowling IAC100 Silvânia * D il h a ₄ 6 Dowling IAC100 Silvânia * Gênero Telenomus Gênero Trissolcus R1 R2 R3 R4 R5 R7 R8 Data/estádio 14.9 28.9 ₁₂.1 0 26.1 0 09.1 1 23.1 1 07.1 2 In d iv í 0 2 Data/estádio 14.9 28.9 ₁₂.10 ₂₆.10 ₀₉.11 ₂₃.11 ₀₇.12 In d iv íd u o s /a rm a d il 0 2 R1 R2 R3 R4 R5 R7 R8

Captura de vespas parasitoides em armadilhas adesivas amarelas. C) Gênero Telenomus e D) Gênero

(43)

AÇÃO DOS VOLÁTEIS NA DEFESA DAS PLANTAS

(44)

PLANTAS RESISTENTES X CONTROLE BIOLÓGICO

Defesas: constitutivas induzidas

(45)

Atributos químicos e morfológicos

Afetar diretamente o inimigo natural

Afetar a qualidade do herbívoro (presa/hospedeiro) Afetar a qualidade do herbívoro (presa/hospedeiro)

Interações tritróficas

compatibilidade

(46)

Alta densidade não inibiu o inimigo natural

EFEITOS POSITIVOS

Styrsky et al 2006

(47)

Planta resistente não afetou biologia do predador

EFEITOS POSITIVOS

Lundgren e Wiedenmann 2005

Rhopalosiphum maidis

(48)

EFEITOS POSITIVOS

Menor ataque por herbívoros

Heil 2008

Nectários extraflorais

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EFEITOS NEGATIVOS

Epilachna varivestis - Podisus maculiventris

• Soja resistente afetou biologia do predador

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EFEITOS NEGATIVOS

Helicoverpa zea – Hyposoter exiguae

• Tomate resistente afetou biologia parasitoide

(51)

EFEITOS NEGATIVOS

Myzus persicae – Adalia bipunctata

Batata resistente afetou biologia do predador

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RESISTÊNCIA - MELHORAMENTO GENÉTICO

(E)-α-bergamoteno sesquifelandreno zingibereno sesquisabineno β Arabidopsis thaliana

Cotesia marginiventris _{Schnee et al 2006}

β-bisaboleno (E)-β-farneseno

(53)

Zea mais Produção (E)-β-cariofileno Atração Degenhardt et al 2009 Heterorhabditis megidis Redução injúria

Queda 60% eclosão larvas

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Defesas

Constitutiva Induzida direta

Causas

Físicas Morfológicas Químicas

Resistência Varietal

Categorias/tipos Antixenose (não preferência) Antibiose Constitutiva Induzida indireta Adaptação ao herbívoro Associação-IN Associação-planta Ambiente Tolerância Antixenose & antibiose Pseudoresistência