Estudo experimental da hibernação do besouro da batata Colorado em condições naturais
Summary
Aqui apresentamos um método para estudar a hibernação de besouros da batata Colorado sob as condições naturais da zona temperada, bem como uma técnica para coletar besouros no inverno. Este método permite obter um número desejado de indivíduos invernantes para várias análises em qualquer estágio de hibernação.
Abstract
Uma das principais pragas da batata Solanum tuberosum L. na zona temperada é o inseto besouro da batata Colorado (CEC). A maioria dos estudos sobre a imunidade e as doenças da CEC é realizada durante a fase de alimentação ativa. No entanto, há menos estudos sobre estágios de repouso, embora esses besouros passem a maior parte de seu ciclo de vida em um estado de diapausa (hibernação) de inverno. Neste trabalho, um método para investigar a hibernação da CEC em condições naturais foi desenvolvido e testado, oferecendo a oportunidade de coletar um número suficiente de indivíduos no inverno. Neste artigo, avaliou-se a sobrevida da CEC e identificaram-se agentes infecciosos em diferentes estágios de hibernação. A mortalidade da CEC aumentou durante a hibernação, atingindo um máximo em abril-maio. Fungos entomopatogênicos (Beauveria, Isaria e Lecanicillium) e bactérias Bacillus, Sphingobacterium, Peribacillus, Pseudomonas e Serratia foram isolados dos insetos mortos. A taxa de sobrevivência dos besouros durante todo o período de hibernação foi de 61%. Não foram encontrados besouros congelados ou dessecados, indicando o sucesso do método apresentado.
Introduction
O besouro da batata Colorado Leptinotarsa decemlineata Say (CPB) é uma importante praga de plantas Solanaceae, predominantemente batata Solanum tuberosum L. A distribuição geográfica desta espécie é de mais de 16 milhões de km2 e se expande constantemente1. A CEC tem diapausa facultativa de inverno, e a hibernação é obrigatória na zona temperada. A diapausa é induzida por um fotoperíodo de dias curtos e modulada pela temperatura1. Estes besouros passam o inverno na fase adulta, escavando-se no solo. Com o aumento das latitudes, a duração do período de hibernação se estende. Na zona temperada, especialmente nos territórios setentrionais de sua distribuição, o inverno dura até 9 meses: de agosto-setembro até maio-junho (Noskov et al., observações pessoais). Durante esse período, a CEC – assim como qualquer outro inseto da zona temperada – é exposta a condições desfavoráveis de inverno e deve aumentar sua tolerância ao frio. Ao mesmo tempo, o contato dos besouros com o solo aumenta o risco de infecção por vários microrganismos oportunistas e patogênicos2. Portanto, esses besouros precisam manter um certo nível de atividade do sistema imunológico durante a hibernação, o que também é energeticamente caro. No entanto, mesmo que o inseto sobreviva a uma infecção, a doença pode reduzir sua rusticidade ao frio3. Deve-se notar que a baixa temperatura não é a única razão para a mortalidade de inverno da CEC. Um papel importante também é desempenhado pela falta de oxigênio e, em algumas condições, pode ser o principal fator de mortalidade no inverno 4,5.
Sabe-se que a mortalidade natural de inverno da CEC pode ser muito alta, chegando a 100% em solos franco-argilosos6. Assim, o inverno excessivo é um dos períodos mais cruciais no ciclo de vida da CEC. No entanto, dados sobre fisiologia, atividade do sistema imunológico, sobrevida e outros parâmetros da hibernação da CEC em condições naturais ainda são limitados. Há estudos sobre a expressão gênica diferencial e vários parâmetros fisiológicos em adultos com CEC durante a diapausa e em resposta ao choque frio 7,8,9,10,11,12; no entanto, essas análises têm sido realizadas principalmente por indução de diapausa ou estresse ao frio em condições de laboratório, sem flutuações naturais de temperatura, umidade e carga de patógenos nativos. No entanto, pesquisas sobre a fisiologia desses besouros coletados por escavação do solo em condições naturais são importantes. Diferentes aspectos da superinvernada da CEC em condições naturais foram ativamente estudados nas décadas de 1970-1980 13,14,15,16,17,18. Por outro lado, esses estudos não envolveram escavação da CEC do solo no inverno. Além disso, uma técnica de hibernação controlada da CEC e uma descrição das gaiolas não são fornecidas em detalhes. Assim, é necessária investigação sobre a fisiologia da invernada das CECs em ambientes naturais19.
O objetivo deste estudo foi desenvolver e testar um método de hibernação controlada de adultos com CEC em condições naturais. O método proposto permite obter um número desejado de indivíduos com CEC para ensaios microbiológicos, imunológicos e outros durante a hibernação em condições de campo de clima continental. Este método pode ser adaptado e aplicado a outras espécies de insetos que passam o inverno em solo sob neve.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este estudo mostra que o método proposto para o estudo da sobreinverno de CECs permite obter um número suficiente de insetos em diferentes períodos de hibernação. O sucesso da técnica apresentada depende de vários fatores independentes, sendo o mais importante das condições climáticas. Em um inverno frio e sem neve, o solo pode congelar até toda a profundidade da gaiola. Nesse caso, o risco de morte de todos os besouros aumenta significativamente18. A sobrevivência do besouro depende d…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos aos nossos colegas Vladimir Shilo, Vera Morozovа, Ulyana Rotskaya, Olga Polenogova e Oksana Tomilova por sua ajuda na organização e execução dos procedimentos de campo e laboratório.
A pesquisa foi apoiada pela Fundação Russa de Ciência, projeto No. 22-14-00309.
Materials
| Agar-agar bacteriological purified | diaGene | 1806.5000 | |
| Bile Esculin Agar | HiMedia | M972 | |
| Endo Agar | HiMedia | M029 | |
| Glucose monohydrate-D | PanReac Applichem | 143140.1000Φ | |
| Lactic acid | PanReac Applichem | 141034.1211 | |
| Luria-Bertani liquid medium | HiMedia | G009 | |
| 15 ml conical centrifuge tubes | Axygen | SCT-15ML-25-S | |
| Peptone | FBIS SRCAMB | M 030/O61 |
|
| Phosphate buffered saline | Medigen | PBS500 | |
| Temperatutre and humidity datalogger Ecklerk-M-11 | Relsib | Waterproof datalogger |
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