Summary

Méthodologie pour tester les agents de contrôle et les insecticides contre l’agrile du café Hypothenemus hampei

Published: March 23, 2022
doi:

Summary

Une méthode utilisant des fruits de café vert (GF) a été développée pour tester la toxicité des insecticides contre l’agrile du café (CBB). Des insecticides ou des substances toxiques ont été appliqués sur des GF désinfectés avant ou après l’infestation de CBB. La mortalité, la répulsion et la capacité de reproduction des insectes, en plus d’autres paramètres, ont été évaluées.

Abstract

Avant de recommander des insecticides pour traiter l’agrile du café (CBB) Hypothenemus hampei, il est utile de connaître la mortalité et la répulsion de ces insecticides contre les insectes adultes ou leur impact sur la production reproductive. Cependant, les méthodes actuellement disponibles évaluent uniquement la mortalité adulte, ce qui limite la sélection de nouveaux insecticides ayant un mode d’action différent. Dans ce travail, différentes méthodes expérimentales ont été examinées pour identifier les divers effets sur le CBB dans des conditions de laboratoire. Pour cela, les fruits du café vert (GF) ont été collectés et désinfectés par immersion dans une solution d’hypochlorite de sodium suivie d’une irradiation par la lumière UV. En parallèle, les adultes CBB d’une colonie ont été désinfectés par immersion dans une solution d’hypochlorite de sodium. Pour évaluer la protection des fruits (préinfestation), les fruits ont été placés dans des boîtes en plastique et les insecticides ont été appliqués. Ensuite, les adultes CBB ont été libérés à un taux de deux CBC par GF. Les GF ont été laissés dans des conditions contrôlées pour évaluer l’infestation de CBB et la survie après 1, 7, 15 et 21 jours. Pour évaluer l’efficacité de l’insecticide après une infestation de CBB (post-infestation), des adultes de CBB ont été relâchés dans les GF dans un rapport de 2:1 pendant 3 h à 21 °C. Les fruits infestés montrant des adultes CBB avec leur abdomen partiellement exposé ont été sélectionnés et placés dans des grilles de 96 puits, et les CBC forant dans les fruits ont été traités directement. Après 20 jours, les fruits ont été disséqués et les étapes biologiques CBB à l’intérieur de chaque fruit ont été enregistrées. Les GF ont servi de substrats qui imitent les conditions naturelles pour évaluer les insecticides toxiques, chimiques et biologiques contre le CBB.

Introduction

L’agrile des baies de café (CBB), Hypothenemus hampei, a été détecté pour la première fois en 1988 en Colombie et est depuis devenu l’espèce de ravageur la plus importante de la culture du café. Les femelles CBB quittent le fruit natal déjà fécondé, à la recherche de nouveaux fruits guidés par les produits chimiques volatils qu’elles émettent 1,2. Un cycle complet est accompli dans les 23 jours3 à une température de 25 °C. Le cycle commence avec la femelle fondatrice pénétrant dans la graine et pondant des œufs dans l’endosperme du fruit. Les larves écloses mangent la graine. Si les fruits sont disséqués à ce stade, il serait possible d’observer à la fois la femelle fondatrice et sa progéniture. Après 14 jours, les larves deviennent des nymphes – généralement, le stade des nymphes dure 5 jours. Au stade adulte, les femelles copulent avec leurs frères et sœurs, et les femelles nouvellement fécondées s’envolent loin des fruits endommagés à la recherche de nouveaux fruits de café pour commencer un nouveau cycle4.

Le processus de pénétration et le résultat de l’alimentation larvaire endommagent la graine de café, diminuant la qualité de la boisson au café et réduisant considérablement les revenus; une infestation supérieure à 5 % dans les plantations de café est généralement considérée comme le seuil économique.

La lutte contre la CBB est fondée sur une stratégie de lutte intégrée contre les ravageurs (LAI), y compris la lutte culturelle et les pratiques agronomiques, les agents biologiques naturels et l’utilisation d’insecticides chimiques, ce qui nécessite des conditions de sécurité et une application en temps opportun4.

Pour évaluer de nouveaux insecticides pour la lutte contre le CBB, des méthodologies peu coûteuses sont nécessaires pour permettre d’obtenir des résultats rapides. Des procédures de laboratoire et de terrain sont actuellement utilisées, y compris des régimes artificiels contenant du café dans lesquels les insecticides sont incorporés 5,6, ou la pulvérisation des insecticides sur du café parchemin sec 7,8,9. En outre, des expériences menées sur le terrain à l’aide de branches de café recouvertes de manchons entomologiques ont été rapportées10,11; cependant, ces méthodes nécessitent un travail intense et de longues périodes d’évaluation.

Une condition ressemblant aux conditions naturelles du champ, qui est également rapide et peu coûteuse, est l’utilisation de fruits de café verts ou mûrs. Cependant, ces fruits doivent être maintenus dans des conditions propices au développement du CBB, en évitant les altérations et les contaminants par les micro-organismes pour maintenir leur qualité et leurs propriétés. À cette fin, différents désinfectants ont été utilisés, ainsi que des procédures impliquant la chaleur et le rayonnement 7,9,12,13,14,15,16.

De plus, les méthodes d’évaluation des insecticides par rapport au CBB nécessitent des simulations de femelles adultes volant à la recherche de fruits ou pénétrant dans ces fruits17,18. Pour cela, des infestations artificielles de fruits ont été effectuées sur le terrain 8,11,19, bien que ce processus nécessite beaucoup de main-d’œuvre et dépende des conditions environnementales.

Nous décrivons ici une méthodologie normalisée pour l’évaluation des produits qui peuvent avoir des effets différents sur le CBB dans des conditions environnementales contrôlées qui ressemblent à des conditions de terrain.

Protocol

REMARQUE: Ce protocole traite de différentes méthodes pour identifier différents effets sur le CBB dans des conditions de laboratoire. 1. Collecte de fruits Cueillez des GF avec un âge de développement d’environ 120 à 150 jours après la floraison des arbres dans une plantation de café tôt le matin. 2. Désinfection des fruits20 Apportez environ 300 GF au laboratoire. Séle…

Representative Results

Les résultats ont montré que les femelles CBB reconnaissaient les fruits, et en fonction des caractéristiques de la surface du fruit et des odeurs émises, les femelles CBB ont commencé à pénétrer ou à porter les fruits dans les 3 h à 21 °C. L’effet d’un insecticide sur le CBB lorsqu’il est appliqué sur les fruits du café (procédure de préinfestation) après 24 h et au fil du temps est illustré à la figure 4. Les deux insecticides (émulsion …

Discussion

Dans ce protocole, la désinfection des fruits ainsi que des insectes sont des étapes critiques. Lorsque les fruits des champs sont utilisés en laboratoire, ils présentent fréquemment une contamination et une déshydratation élevées, car des micro-organismes et des acariens sont présents dans l’épiderme 7,15,16. Par conséquent, l’utilisation de fruits ou d’insectes qui ne sont pas désinfectés entraînera la mort…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs expriment leurs remerciements à la Fédération nationale des producteurs de café de Colombie, aux assistants du Département d’entomologie (Diana Marcela Giraldo, Gloria Patricia Naranjo), à la station expérimentale Naranjal et à Jhon Félix Trejos.

Materials

Beaker with spout, low form 500 mL BRAND PP BR87826
Benchtop Shaker New Brunswick Scientific Innova 4000 Incubator Shaker
Dishwashing liquid soap-AXION Colgate-Palmolive AXION
Hood; Horizontal Laminar Flow Station Terra Universal  Powder-Coated Steel, 1930 mm W x 1118 mm D x 1619 mm H, 120 V (https://www.terrauniversal.com/hood-horizontal-laminar-flow-station-9620-64a.html)
Insects CBB BIOCAFE (http://avispitas.blogspot.com/p/biocafe.html).
Multi Fold White paper towels Familia 73551
Preval Spray unit  Preval Merck Z365556-1KT https://www.sigmaaldrich.com/CO/es/product/sigma/z365556?gclid=Cj0KCQiAweaNBhDEARIsAJ
5hwbfZOy1TWGj6huatFtRQt
AzOyHe5-oBiKnOUK2T1exuuk
WwJLdvxkvsaAjoYEALw_wcB
Reversible Racks 96-Well heathrowscientific HEA2345A https://www.heathrowscientific.com/reversible-racks-96-well-i-hea2345a
Scalpel blades N 11 Merck S2771-100EA
Scalpel handles N3 Merck S2896-1EA
Sodium Hypochloride The clorox company Clorox
Stereo Microscope Zeiss Stemi 508 https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/stereo-zoom-microscopes/stemi-508.html

References

  1. Mendesil, E., et al. Semiochemicals used in host location by the coffee berry borer, Hypothenemus hampei. Journal of Chemical Ecology. 35 (8), 944-950 (2009).
  2. Jaramillo, J., et al. Coffee berry borer joins bark beetles in coffee klatch. PLoS ONE. 8 (9), 74277 (2013).
  3. Giraldo-Jaramillo, M., Garcia, A. G., Parra, J. R. Biology, thermal requirements, and estimation of the number of generations of Hypothenemus hampei (Ferrari, 1867) (Coleoptera: Curculionidae) in the state of São Paulo, Brazil. Journal of Economic Entomology. 111 (5), 2192-2200 (2018).
  4. Benavides, P., Góngora, C., Bustillo, A. IPM Program to Control Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei, with Emphasis on Highly Pathogenic Mixed Strains of Beauveria bassiana, to Overcome Insecticide Resistance in Colombia. IntechOpen. , (2012).
  5. Martínez, C. P., Echeverri, C., Florez, J. C., Gaitan, A. L., Góngora, C. E. In vitro production of two chitinolytic proteins with an inhibiting effect on the insect coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Curculionidae) and the fungus Hemileia vastatrix the most limiting pests of coffee crops. AMB Express. 2, 1-11 (2012).
  6. Padilla, B. E., Acuña, Z., Velásquez, C. S., Rubio, G. J. D. Inhibitors of [alpha]-amylases from the coffee berry borer Hypothenemus hampei in different plant species. Revista Colombiana de Entomología. 32 (2), 125-130 (2006).
  7. Alvarez, J. H., Cortina, H. A., Villegas, J. F. Methods to evaluate antibiosis to Hypothenemus hampei Ferrari in coffee under controlled conditions. Cenicafé. 52 (3), 205-214 (2001).
  8. . New Product in the Integrated Management of the Coffee Berry Borer in Colombia. National Coffee Research Center (Cenicafé) Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/477 (2014)
  9. Jaramillo, J., Montoya, E., Benavides, P., Góngora, C. Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae for the control of coffee brocade in fruits on the ground. Revista Colombiana de Entomología. 41, 95-104 (2015).
  10. Bastidas, A., Velásquez, E., Benavides, P., Bustillo, A., Orozco, C. Evaluation of preformulated Beauveria bassiana (Bálsam) Vuillemin, for the control of the coffee berry borer. Agronomia. 17, 44-61 (2009).
  11. Villalba-Gault, D., Bustillo, A., Chaves Cordoba, B. Evaluation of insecticides for the control of the coffee berry borer in Colombia. Cenicafe. 46, 152-163 (1995).
  12. Bustillo, A. E., Orozco, J., Benavides, P., Portilla, M. Mass production and use of parasitoids for the control of the coffee berry borer in Colombia. Cenicafe. 47 (4), 215-230 (1996).
  13. Celestino, F. N., Pratissoli, D., Machado, L. C., Santos Junior, H. J. G. D., Mardgan, L., Ribeiro, L. V. Adaptation of breeding techniques of the coffee berry borer [Hypothenemus hampei (Ferrari). Coffee Science. 11 (2), 161-168 (2016).
  14. Domínguez, L., Parzanese, M. Ultraviolet light in food preservation. Argentine Foods. 52 (2), 70-76 (2012).
  15. Jaramillo, J., Chabi-Olaye, A., Poehling, H. M., Kamonjo, C., Borgemeister, C. Development of an improved laboratory production technique for the coffee berry borer Hypothenemus hampei, using fresh coffee berries. Entomologia Experimentalis et Applicata. 130 (3), 275-281 (2009).
  16. Pérez, J., Infante, F., Vega, F. E. Does the coffee berry borer (Coleoptera: Scolytidae) have mutualistic fungi. Annals of the Entomological Society of America. 98 (4), 483-490 (2005).
  17. Benavides, P., Gil, P., Góngora, C., Arcila, A. Integrated pest management. Cenicafe. Manual of the Colombian coffee grower: Research and technology for the sustainability of coffee growing. Manizales: FNC: Cenicafé. 3, 179-214 (2013).
  18. Bustillo, P. A review of the coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae), in Colombia. Revista Colombiana de Entomología. 32 (2), 101-116 (2006).
  19. New Chemical Control Alternative for the Integrated Management of the Coffee Berry Borer. National Coffee Research Center (Cenicafé) Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/557 (2015)
  20. Tapias, L., Martinez, C., Benavides, P., Gongora, C. Laboratory method to evaluate the effect of insecticides on the coffee berry borer. Cenicafé. 68 (2), 76-89 (2017).
  21. Bustillo, A. E., Marín, P. How to reactivate the virulence of Beauveria bassiana to control the coffee berry borer. Manejo Integrado de Plagas. 63, (2002).
  22. Constantino, L. M., et al. morphological and genetic aspects of Hypothenemus obscurus and Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). Revista Colombiana de Entomología. 37 (2), 173-182 (2011).
  23. Estrela, C., et al. Mechanism of action of sodium hypochlorite. Brazilian Dental Journal. 13 (2), 113-117 (2002).
  24. Diffey, B. L. Solar ultraviolet radiation effects on biological systems. Physics in Medicine and Biology. 36 (3), 299-328 (1991).
  25. . Integrated Management of the Coffee Berry Borer: Hypothenemus hampei Ferrari in Colombia Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/hangle/10778/848 (1998)
  26. Portilla, R. Development and evaluation of an artificial diet for the rearing of Hypothenemus hampei. Cenicafé. 50, 24-38 (1999).
  27. Portilla, R. M., Streett, D. A. New techniques for automated mass production of Hypothenemus hampei on the modified Cenibroca artificial diet. Cenicafé. 57, 37-50 (2006).

Play Video

Cite This Article
Góngora, C. E., Tapias, J., Martínez, C. P., Benavides, P. Methodology to Test Control Agents and Insecticides Against the Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei. J. Vis. Exp. (181), e63694, doi:10.3791/63694 (2022).

View Video