Región de Murcia
Fundación Séneca
FSE

ESTUDIO DE LA SUSCEPTIBILIDAD BASAL A EMAMECTINA BENZOATO DE SPODOPTERA EXIGUA Y HELICOVERPA ARMIGERA

Nace en Cartagena  en 1984. En 2009 obtiene la licenciatura de ingeniero en Ingeniería Agronómica  por la Universidad Politécnica de Cartagena. A continuación cursa el máster Técnicas Avanzadas en Desarrollo Agrario y Alimentario en la Universidad Politécnica de Cartagena obteniendo el título de máster en el año 2010. Disfrutó de una beca de iniciación a la investigación en el Departamente de Producción Vegetal de la Universidad Politécnica de Cartagena en el curso académico 2008-2009. En el año 2009 obtiene una beca de la Fundación Séneca para realizar la tesis doctoral en la Universidad Politécnica de Cartagena, donde participa en el desarrollo del proyecto estudio de la susceptibilidad basal a emamectina benzoato de Spodoptera exigua y Helicoverpa armígera. Ha realizado estancias externas en la Universidad de Ámsterdam en el año 2007. Posee comunicaciones en congresos nacionales de la Sociedad Española de Entomología Aplicada (2008 y 2012) e internacionales de Rothamsted Resistance 2011, así como publicaciones científicas en revistas de carácter internacional como Pest Management. Domina las lenguas inglesa y española y tiene conocimientos de las lenguas francesa y alemana.


Resumen del proyecto de investigación en I+D+i

Desarrollo de la cría de insectos

Durante este año se ha conseguido desarrollar la metodología necesaria para la cría de las dos especies implciadas, Helicoverpa armigera y Spodoptera exigua.

1.- Dieta de Helicoverpa armigera

La dieta se hace en un robot de cocina que contiene un recipiente de acero (2 litros) con su correspondiente tapa. Éste posee báscula (para pesar los ingredientes que a continuación se muestran), cuchillas (para obtener una mezcla homogénea de la dieta) y una resistencia que aumenta la temperatura hasta 100 ºC (necesarios para llevar a ebullición el agua).

Se introducen 700 ml de agua destilada en el recipiente y se lleva a ebullición para a continuación introducir los siguientes ingredientes, una vez pesados.

 

Tabla 1: Ingredientes y cantidades para la dieta de Helicoverpa armigera

Ingredientes

Por litro

Germen de trigo

72 g

Caseína o proteína de soja

25 g

Azúcar comercial

29,25 g

Levadura de cerveza

14,25 g

Mezcla de sales (salt mix)*

9,4 g

Colesterol

0,94 g

Agar

18,75 g

 

*La mezcla de sales contiene: CaCO3 1.55 g, CuSO4.5H2O 0.0029 g, FePO4 0.1103 g, MnCl2 0.0015 g, MgSO4 0.675 g, KAI(SO4) 0.0007 g, KCl 0.9 g, KH2PO4 2.325 g, KCl 0.0038 g, NaCl 0.785 g, NaF 0.0043 g, Ca3(PO4)2 1.12 g.

 

A continuación se añaden 1,5 gramos de ácido sórbico diluido en agua.

Se deja enfriar la mezcla hasta 60 – 65 ºC y se incorporan los siguientes componentes:

  • Cloruro de colina: 0,94 g/L
  • Mezcla de vitaminas y antibióticos: 5,625 g

-          Mezcla de vitaminas (en total se preparan 16,25 g)

o    Ácido nicotínico: 5 g

o    Pantotenato de calcio: 5 g

o    Rivoflavina (B2) : 2,5 g

o    Tiamina (B1): 1,25 g

o    Hidrocloruro de piridox: 1,25 g

o    Ácido fólico: 1,25 g

-          Mezcla de antibióticos (en total se preparan 46,5 g)

o    Streptomicina: 2 g

o    Chlortetracyclina Hydrochloride: 4,5 g

o    Ácido ascórbico: 40 g

La mezcla de vitaminas y antibióticos corresponde a la suma de los 46,5 gramos de los antibióticos y 1 gramo de la mezcla de vitaminas.

Por último se vierte la dieta en recipientes de plástico herméticamente cerrados y conservados en frigorífico (4 – 8 ºC) para su conservación. También se dispensa la dieta en pequeños recipientes plásticos para la individualización ocasional de las larvas debido al canibalismo de estas orugas a partir de L3.

 

2.- Dieta de Spodoptera exigua

La dieta se hace en un robot de cocina que contiene un recipiente de acero (2 litros) con su correspondiente tapa. Éste posee báscula (para pesar los ingredientes que a continuación se muestran), cuchillas (para obtener una mezcla homogénea de la dieta) y una resistencia que aumenta la temperatura hasta 100 ºC (necesarios para llevar a ebullición el agua).

Se introducen 800 ml de agua destilada en el recipiente y se lleva a ebullición para a continuación introducir los siguientes ingredientes, una vez pesados.

 

Tabla 5: Ingredientes y cantidades para la dieta de Spodoptera exigua

Ingredientes

Por litro

Germen de trigo

120 g

Proteína de soja

25 g

Mezcla de sales (salt mix)

8 g

Carrageenan

15 g

 

 

A continuación se añaden 4 gramos de ácido sórbico diluido en agua.

Se deja enfriar la mezcla hasta 50 ºC y se incorporan los siguientes componentes:

§  Ácido ascórbico: 3,69 g

§  Cloruro de colina: 0,94

§  Mezcla de vitaminas: 0,09 g

-          Ácido nicotínico:                              30,77 g

-          Pantotenato de calcio:                   30,77 g

-          Rivoflavina (B2):                             15,38 g

-          Tiamina (B1):                                  7,69 g

-          Hidrocloruro de piridox:               7,69 g

-          Ácido fólico:                                      7,69 g

 

Por último se vierte la dieta en recipientes de plástico herméticamente cerrados y conservados en frigorífico (4 – 8 ºC) para su conservación. En determinados casos también se dispensa la dieta en pequeños recipientes plásticos para la individualización ocasional de las larvas debido al canibalismo de estas orugas a partir de L3.

Esta dieta simplificada ha sido desarrollada para la cría de S. exigua en condiciones de laboratorio. Esta dieta es una modificación de la que se usaba para la cría de la oruga cornuda del tabaco, Manduca sexta (L.). El coste de los ingredientes de la dieta simplificada comparada con una dieta estándar de lepidópteros es inferior, cumpliendo los requerimientos nutricionales de las larvas sin efectos adversos aparentes en la capacidad de reproducción del insecto. También mantiene los mismos niveles de supervivencia, de proporción de pupas de ambos sexos y fecundidad.

El periodo de desarrollo promedio larval de los insectos que consumen la dieta simplificada es similar a los de la dieta estándar, mientras que el peso de las pupas y la longevidad de los adultos fue significativamente mayor en insectos criados con dieta simplificada. Las larvas consumen, aproximadamente, el 11 % más de la dieta estándar, por tanto fue observado un incremento en el número de larvas que podían ser criadas por litro de dieta simplificada.

 

 

3.- Cría

Las crisálidas se introducen en los ponederos donde los adultos, una vez emergidos hacen sus puestas. Los ponederos están formados por un recipiente plástico cilíndrico, que actúa de base, y un cilindro hecho con panel de celuloide (19,5 cm de diámetro y 42 cm de alto) y grapas. Dicho ponedero está abierto por arriba y por abajo, cuyo diámetro coincide con el diámetro interior del recipiente plástico cilíndrico, encajando ambas piezas de tal manera que los adultos no puedan escapar por la parte inferior.

En el filo superior del ponedero se cuelgan tiras de papel de filtro (42 cm de alto) para que los adultos pongan ahí los huevos. En la parte superior del ponedero se pone papel de manos sujeto con una goma elástica para que no se escapen los adultos y pongan huevos. En el fondo del recipiente plástico se pone papel de filtro, encima las crisálidas y placas petri con algodón empapado en una solución acuosa al 10 % de azúcar para que se alimenten los adultos. El número de placas varía según el número de crisálidas que se introduzcan en el ponedero. Suele oscilar entre 2 y 4 placas.

En la parte interior de los ponederos se aplica talco para que las polillas no puedan posarse y poner ahí los huevos y lo hagan en los papeles, siendo así más fácil recogerlos.

Una vez que emergen los adultos y comienzan a poner huevos, éstos se retiran todos los días. Para ello se introduce el ponedero en el frigorífico a 3-4 ºC durante el tiempo necesario para que las polillas estén tranquilas. Así se pueden cambiar las tiras de papel de filtro y el papel de la parte superior e inferior sin que se escapen.

El ponedero entero se cambia dos veces a la semana. El panel de celuloide se lava con lavavajillas de mano, lejía y un estropajo. El recipiente plástico se rocía con alcohol y se introduce en un lavavajillas.

A continuación se recortan con tijeras los papeles que contienen los huevos y se ponen en unos recipientes plásticos con una malla plástica cuadriculada con forma de U invertida y encima de ésta, se pone la dieta. En la parte superior del recipiente plástico se pone papel de manos y la tapadera del recipiente con un agujero para permitir la aireación. Una vez emergidas las larvas se lleva un seguimiento diario del estado de la comida ya que éstas ascienden por la malla hasta la dieta.

Cuando las larvas mudan por segunda vez, es decir, están en L3 se les cambia el recipiente plástico y en el fondo se echa vermiculita. Ésta les sirve para enterrarse y así crisalidar y como refugio ya que las L3 son caníbales. Cuando están listas para crisalidar dejan de alimentarse, se encojen y endurecen. En este momento se les retira la malla y la dieta y se espera a que crisaliden. Por debajo del recipiente plástico se ve cuando están totalmente crisalidadas, entonces se sacan.

A continuación se desinfectan introduciéndolas en una solución al 1,5 % de lejía durante 3 minutos y luego en agua para enjuagarlas. Finalmente se colocan en el ponedero. Los recipientes plásticos de las orugas se lavan igual que los de los ponederos.

Todo el material metálico se lava a mano y después se flamea, previa aplicación de alcohol.

Cada población dispone de sus pinzas, tijeras y pinceles para evitar transmisiones de enfermedades.

Toda la cría, tanto las pupas, adultos, larvas y huevos, se sitúan en una estantería bajo una pantalla de luz que soporta dos tubos, ambos de luz normal. Manteniendo un fotoperiodo de 16 horas de luz y 8 de oscuridad. Siendo la temperatura de la cría aquella que hay en el laboratorio en el que se trabaja. No obstante lo ideal sería 25 º C, para todos los estadios de las orugas.

 

Recogida de insectos

Hasta la fecha se han recolectado para su cría exitosa y bioensayo las siguientes poblaciones:

Spodoptera exigua: 3 poblaciones de Murcia, Granada y Almería

Helicoverpa armigera: 3 poblaciones de Navarra, Sevilla y Almería.

 

Se han recolectado 6 poblaciones más de S. exigua y 3 más de H. armigera, pero no ha sido posible establecer la cría en el laboratorio, debido especialmente a que suelen ser portadoras de virus latentes que se activan en condiciones de estrés, como puede ser la cría y el manejo en el laboratorio, por lo que se pierden las poblaciones después de 2 o 3 generaciones de cría.

 

Método de bioensayo

Este año se ha conseguido desarrollar y realizar con éxito la metodología de bioensayo necesaria.

Este bioensayo sigue el método 7 (versión 2) de IRAC. Para ello se llevan a cabo, en orden, los siguientes pasos:

A.- Preparación de las dosis

Se rotulan tantos vasos de plástico (de 330 ml) como dosis se vayan a preparar y se sitúan en el agitador con la cantidad de agua destilada necesaria y un imán en su interior.

A continuación se pesa la emamectina benzoato de la dosis más concentrada y se añade a un vaso plástico agua destilada y un imán.

Una vez homogénea la mezcla se hacen diluciones de la dosis más concentrada a la inmediatamente inferior. Esto se hace con la ayuda de una pipeta y su correspondiente punta.

Por último se añade una gota de mojante (tween)  por cada 100 ml para mejorar la penetrabilidad y mojabilidad del caldo.

El control sólo contiene agua destilada y una gota de tween.

Todo ello se lleva a cabo en la campana de extracción, previa preparación de ésta con un film plástico en la base.

 

B.- Tratamiento de las hojas

Las hojas que se utilizan son de pimiento dulce (Capsicum spp.). Se cortan tantas hojas (con sus peciolos) como dosis y repeticiones se necesiten de una planta limpia, sin tratamientos previos.

A continuación, se introducen una a una en la solución durante 5 segundos, se sacan y se ponen a secar introduciendo el peciolo de la hoja en un vial con agua, para que no se deshidrate la hoja mientras se seca. Los viales se sitúan sobre gradillas y se ponen lo suficientemente separados para que las hojas no se toquen entre sí y se produzcan contaminaciones con otras dosis.

Las hojas se mojan desde la solución menos concentrada hacia la más concentrada, empezando siempre por el control.

 

C.- Introducción de hojas y larvas

Una vez transcurrido el tiempo necesario para que las hojas de pimiento se sequen a temperatura ambiente, se introducen las hojas de pimiento en los depósitos cuadrados de las bandejas de plástico, previo corte del peciolo y enrollamiento de la hoja.

Cuando se introducen las 4 hojas de una dosis se procede a añadir 10 orugas L2 en cada depósito cuadrado, con ayuda de un pincel o pinzas especiales. Introducidas las 40 orugas se cubren los 4 depósitos cuadrados con una tapadera translúcida y que permite la transpiración.

Siempre siguiendo el orden de menor a mayor concentración.

 

D.- Situación y rotulación de las bandejas

Antes de situar el bioensayo en una cámara que dotará a las orugas de 16 horas de luz y 8 de oscuridad, además de una temperatura constante de 25 ºC, se rotula la bandeja con el producto que se ha utilizado, la población, la especie y el día que se realizó el bioensayo.

 

E.- Leer el bioensayo

Una vez transcurridas 72 horas se determina el efecto de la emamectina benzoato sobre las orugas, para ello se distinguen tres tipos de orugas:

§  Vivas: no se ven afectadas, dan una respuesta normal (por ejemplo, con movimientos coordinados)

§  Muertas: completamente inmóviles y no responden cuando se les toca

§  Moribundas: muestran una respuesta fuera de lo común a la estimulación o un crecimiento anormal. También se pueden observar cambios de color.

Área de conocimiento

Agricultura

Grupo de investigación

Protección de cultivos

Director científico

Pablo Bielza Lino

Universidad/ Organismo publico de Investigación

Universidad Politécnica de Cartagena

Centro tecnológico o empresa y sector de actividad

Syngenta Agro S.L.

Tutor en el Centro Tecnológico/Empresa

Mónica Cánovas Sánchez

¿Tiene el Centro Tecnológico o Empresa unidad de I+D?

Período de Actividad

01/02/2008 - 31/12/2012

Estado del proyecto

En desarrollo

Principales conocimientos y técnicas o resultados de la investigación que se pretende transferir a través del proyecto

Resultados hasta la fecha

1.- Spodoptera exigua

Tabla 1: Datos de mortalidad corregida, de la población 1 (Spodoptera exigua), sometida a diferentes concentraciones de emamectina benzoato.

Concentración (ppm)

Total

Muertas

Moribundas

Respuesta M+M

% Mortalidad

Mortalidad corregida

0,015

39

19

3

22

56,4

52,5

0,03

33

28

5

33

100

100

0,06

40

38

1

39

97,5

100

0,12

40

40

0

40

100

100

0,24

40

40

0

40

100

100

0

34

7

0

7

20,6

 

 

Se hacen 4 repeticiones (4 hojas tratadas, una en cada depósito cuadrado) con 10 orugas L2 cada repetición.

Observando la Tabla1 se puede comprobar que en el total no siempre hay 40 larvas. Se desconoce la certeza de estos resultados pero se puede intuir que la falta de orugas se puede deber al canibalismo (aunque en bibliografía se dice que hasta L3 no se da este fenómeno) o, que al ser tan pequeñas las L2, una vez muertas se pueden confundir con algunas partes en mal estado de la hoja de pimiento pasados 3 días (hojas marchitas). Sin dejar de lado el error humano de no meter 10 larvas o no poner bien las tapaderas y se escapen.

A pesar de distinguir en orugas vivas, muertas y moribundas, a la hora de analizar los datos las larvas detectadas como moribundas se suman a las muertas, obsérvese la columna “Respuesta M+M”.

En el primer bioensayo de emamectina benzoato con Spodoptera exigua (Tabla 1) se observa que a bajas dosis es muy efectivo, alcanzando una mortalidad corregida de 52,5 con una concentración de ingrediente activo de 0,015 ppm. Siento en el resto de dosis, superiores a ésta, la mortalidad de 100.

En bioensayo no se ha podido analizar mediante el programa Polo Plus (Probit and Logit Analysis), entonces no se dispone de su dosis letal 50 que es lo que interesa. Pero además, viendo los datos la columna de la mortalidad corregida (Tabla 1), no se puede estimar un valor para la CL50 porque los datos no se prestan a ello.

 

 

 

 

 

 

Tabla 2: Datos de mortalidad corregida, de la población 1 (Spodoptera exigua), sometida a diferentes concentraciones de emamectina benzoato.

Concentración (ppm)

Total

Muertas

Moribundas

Respuesta M+M

% Mortalidad

Mortalidad corregida

0,005

38

10

7

17

44,7

32,9

0,01

33

28

4

32

97,0

95,7

0,02

37

37

0

37

100

100

0,04

41

40

0

40

97,6

97,0

0,08

42

42

0

42

100

100

0

34

6

0

6

17,6

 

 

Observando la Tabla2 se puede comprobar que en el total no siempre hay 40 larvas. Se desconoce la certeza de estos resultados pero se puede intuir que la falta de orugas se puede deber al canibalismo (aunque en bibliografía se dice que hasta L3 no se da este fenómeno) o, que al ser tan pequeñas las L2, una vez muertas se pueden confundir con algunas partes en mal estado de la hoja de pimiento pasados 3 días. Sin dejar de lado el error humano de no meter 10 larvas o no poner bien las tapaderas y se escapen.

A pesar de distinguir en orugas vivas, muertas y moribundas, a la hora de analizar los datos las larvas detectadas como moribundas se suman a las muertas, obsérvese la columna “Respuesta M+M”.

En este bioensayo se estudiaron más dosis para ajustar más la información.

La mortalidad corregida (Tabla 2) de la dosis de 0,005 ppm es de 32,9, dato aparentemente normal teniendo en cuenta los resultados del primer bionesayo con emamectina benzoato.

Este producto resulta muy efectivo ya que con 0,01 ppm se obtiene una mortalidad corregida cercana a 100. Obteniéndose  del resto de dosis superiores mortalidades de 100 (a excepción de algún dato ya que se puede dar el caso de larvas resistentes).

En bioensayo no se ha podido analizar mediante el programa Polo Plus (Probit and Logit Analysis), entonces no se dispone de su dosis letal 50 que es lo que interesa. Pero, viendo los datos la columna de la mortalidad corregida (Tabla 2), se puede estimar que la CL50 puede estar entre 0,005 y 0,01 ppm.

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 3: Datos de mortalidad corregida, de la población Pamplona (Spodoptera exigua), sometida a diferentes concentraciones de emamectina benzoato.

Concentración (ppm)

Total

Muertas

Moribundas

Respuesta M+M

% Mortalidad

Mortalidad corregida

0,002

28

5

1

6

21,4

21,4

0,004

39

2

5

7

17,9

17,9

0,008

38

5

10

15

39,5

49,5

0,016

32

26

6

32

100

100

0,032

36

32

3

35

97,2

97,2

0

37

0

0

0

0,0

 

 

Observando la Tabla3 se puede comprobar que en el total no siempre hay 40 larvas. Se desconoce la certeza de estos resultados pero se puede intuir que la falta de orugas se puede deber al canibalismo (aunque en bibliografía se dice que hasta L3 no se da este fenómeno) o, que al ser tan pequeñas las L2, una vez muertas se pueden confundir con algunas partes en mal estado de la hoja de pimiento pasados 3 días. Sin dejar de lado el error humano de no meter 10 larvas o no poner bien las tapaderas y se escapen.

A pesar de distinguir en orugas vivas, muertas y moribundas, a la hora de analizar los datos las larvas detectadas como moribundas se suman a las muertas, obsérvese la columna “Respuesta M+M”.

En este bioensayo se estudiaron dosis diferentes al anterior para ajustar aún más la información.

La mortalidad corregida (Tabla 3) de la dosis de 0,002 ppm es de 21,4, dato aparentemente normal teniendo en cuenta los resultados del segundo bionesayo con emamectina benzoato. Sin embargo, no es tan normal el resultado de la dosis de 0.004 ppm puesto que su mortalidad corregida es de 17,9,  inferior a la dosis anterior.

En el resto de concentraciones la mortalidad aumenta con las dosis, alcanzando la mortalidad total en 0,016 ppm (a excepción de algún dato ya que se puede dar el caso de larvas menos sensibles), contrastando la mortalidad de 97,2 con 0,01 ppm en el bioensayo anterior.

En bioensayo no se ha podido analizar mediante el programa Polo Plus (Probit and Logit Analysis), entonces no se dispone de su dosis letal 50 que es lo que interesa. Pero, viendo los datos la columna de la mortalidad corregida (Tabla 3), se puede estimar que la CL50 puede estar entre 0,08 y 0,016 ppm.

Resultados destacables

Principales resultados

Publicación de la susceptibilidad de base de los insectos plaga Spodoptera exigua y Helicoverpa armigera al insecticida emamectina benzoato


Principales indicadores de producción científico/técnicos obtenidos

Comunicaciones en panel en congresos:

_VII Edición Congreso Nacional de Entomología Aplicada (Palma de Mallorca,2008)

_Rothamsted International Resistance Conference (Harpenden U.K., 2008)


Repercusión y utilidad para la Empresa/C.T. en términos de creación o mejora en procesos productivos o servicios.

Mayor conocimiento de la eficacia del insecticida emamectina benzoato sobre poblaciones de campo de los insectos plaga Spodoptera exigua y Helicoverpa armigera, lo cual permite un mejor control de dichos lepidópteros por parte del agricultor.

Valoración de la colaboración y participación conjunta en otras actividades de I+D (contratos, proyectos)

Muy satisfactoria

Formación obtenida en el C.T. o Empresa, tanto en la unidad de I+D como en otras unidades o departamentos

Identificación y cría de insectos plaga

Desarrollo de métodos de bioensayo para la evaluación de productos insecticida

Estudio de la susceptibilidad de base al insecticida emamectina benzoato a las especies Spodoptera exigua y Helicoverpa armigera.

Valora tu experiencia personal de colaboración en un proyecto coordinado entre la Universidad y la Empresa/C.T.

Muy satisfactoria

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