Metodikk for å teste kontrollmidler og insektmidler mot coffee berry borer hypothenemus hampei
Summary
En metode ved bruk av grønne kaffefrukter (GFs) ble utviklet for å teste giftigheten av insektmidler mot kaffebærboreren (CBB). Insekticider eller giftige stoffer ble brukt på desinfiserte GFs før eller etter CBB-angrep. Insektdødelighet, repellency og reproduksjonskapasitet, i tillegg til andre parametere, ble evaluert.
Abstract
Før du anbefaler insektmidler for å behandle kaffebærboreren (CBB) Hypothenemus hampei, er det verdifullt å vite dødeligheten og avstøtningen av disse insektmidler mot voksne insekter eller deres innvirkning på reproduktiv produksjon. Imidlertid vurderer tilgjengelige metoder bare voksen dødelighet, og begrenser valget av nye insektmidler med en annen virkemåte. I dette arbeidet ble ulike eksperimentelle metoder undersøkt for å identifisere de ulike effektene på CBB under laboratorieforhold. For dette ble grønne kaffefrukter (GFs) samlet og desinfisert ved nedsenking i natriumhypoklorittløsning etterfulgt av UV-lysbestråling. Parallelt ble CBB-voksne fra en koloni desinfisert ved nedsenking i natriumhypoklorittløsning. For å vurdere fruktbeskyttelse (preinfestation) ble fruktene plassert i plastbokser, og insekticidene ble påført. Deretter ble CBB-voksne utgitt med en hastighet på to CBBer per GF. GF-ene ble etterlatt under kontrollerte forhold for å evaluere CBB-angrep og overlevelse etter 1, 7, 15 og 21 dager. For å evaluere insektmiddeleffekten etter CBB-angrep (postinfestasjon), ble CBB-voksne frigjort til GF-ene i forholdet 2:1 i 3 timer ved 21 °C. Infiserte frukter som viser CBB-voksne med magen delvis eksponert, ble valgt og plassert i 96-brønns stativer, og CBB-ene som boret seg inn i fruktene ble behandlet direkte. Etter 20 dager ble fruktene dissekert, og CBB biologiske stadier inne i hver frukt ble registrert. GF-ene fungerte som substrater som etterligner naturlige forhold for å evaluere giftige, kjemiske og biologiske insektmidler mot CBB.
Introduction
Kaffebærboreren (CBB), Hypothenemus hampei, ble først oppdaget i 1988 i Colombia og har siden blitt den viktigste skadedyrsarten i kaffeavlingen. CBB-kvinner forlater fødselsfrukten allerede befruktet, og søker nye frukter styrt av de flyktige kjemikaliene de avgir 1,2. En komplett syklus oppfylles innen 23 dager3 ved en temperatur på 25 °C. Syklusen starter med at grunnleggerhunnen trenger inn i frøet og legger egg i fruktendospermen. De lukkede larvene spiser frøet. Hvis fruktene blir dissekert på dette tidspunktet, ville det være mulig å observere både grunnleggeren kvinnelige og hennes avkom. Etter 14 dager blir larvene pupper – generelt varer puppestadiet 5 dager. I voksenstadiet kopulerer hunnene med søsknene sine, og de nylig befruktede hunnene flyr bort fra de skadede fruktene på jakt etter nye kaffefrukter for å starte en ny syklus4.
Både penetrasjonsprosessen og resultatet av larvefôring skader kaffefrøet, reduserer kvaliteten på kaffedrikken og reduserer inntektene betydelig; mer enn 5% angrep i kaffeplantasjer anses generelt som den økonomiske terskelen.
CBB-kontroll er basert på en integrert strategi for skadedyrsbekjempelse (IPM), inkludert kulturell kontroll og agronomisk praksis, naturlige biologiske agenser og bruk av kjemiske insektmidler, som krever sikkerhetsforhold og rettidig anvendelse4.
For å evaluere nye insektmidler for kontroll av CBB, er det nødvendig med rimelige metoder som gjør det mulig å oppnå raske resultater. Både laboratorie- og feltprosedyrer er for tiden i bruk, inkludert kunstige dietter som inneholder kaffe der insekticidene er innlemmet 5,6, eller sprøyting av insektmidler på tørr pergamentkaffe 7,8,9. I tillegg er det rapportert forsøk utført i felt med kaffetregrener dekket med entomologiske ermer10,11; Disse metodene krever imidlertid intens arbeidskraft og lange evalueringsperioder.
En tilstand som ligner naturlige feltforhold, som også er rask og billig, er bruken av grønne eller modne kaffefrukter. Imidlertid må disse fruktene opprettholdes under forhold som er egnet for å utvikle CBB, unngå endringer og forurensninger av mikroorganismer for å opprettholde kvaliteten og egenskapene. Til dette formål har forskjellige desinfeksjonsmidler blitt brukt, samt prosedyrer som involverer varme og stråling 7,9,12,13,14,15,16.
I tillegg krever metodene for insektmiddelevaluering mot CBB simuleringer av voksne kvinner som flyr på jakt etter frukt eller penetrerer disse fruktene17,18. For dette har kunstige fruktangrep blitt utført i feltet 8,11,19, selv om denne prosessen er arbeidsintensiv og avhenger av miljøforhold.
Her beskriver vi en standardisert metodikk for evaluering av produkter som kan ha ulike effekter på CBB under kontrollerte miljøforhold som ligner feltforhold.
Protocol
Representative Results
Discussion
I denne protokollen er desinfeksjon av fruktene så vel som insektene kritiske trinn. Når frukt fra åkeren brukes i laboratoriet, viser de ofte høy forurensning og dehydrering siden mikroorganismer og midd er tilstede i epidermis 7,15,16. Derfor vil bruk av frukt eller insekter som ikke desinfiseres føre til insektdød på grunn av forurensning forårsaket av mikroorganismer, som bakterier eller sopp, og dermed forstyrre bio…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne uttrykker sin takk til National Federation of Coffee Growers of Colombia, assistentene ved Institutt for entomologi (Diana Marcela Giraldo, Gloria Patricia Naranjo), Eksperimentstasjonen Naranjal og 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
- 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).
- Jaramillo, J., et al. Coffee berry borer joins bark beetles in coffee klatch. PLoS ONE. 8 (9), 74277 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- . 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)
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Domínguez, L., Parzanese, M. Ultraviolet light in food preservation. Argentine Foods. 52 (2), 70-76 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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)
- 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).
- 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).
- 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).
- Estrela, C., et al. Mechanism of action of sodium hypochlorite. Brazilian Dental Journal. 13 (2), 113-117 (2002).
- Diffey, B. L. Solar ultraviolet radiation effects on biological systems. Physics in Medicine and Biology. 36 (3), 299-328 (1991).
- . Integrated Management of the Coffee Berry Borer: Hypothenemus hampei Ferrari in Colombia Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/hangle/10778/848 (1998)
- Portilla, R. Development and evaluation of an artificial diet for the rearing of Hypothenemus hampei. Cenicafé. 50, 24-38 (1999).
- 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).
