Miguel Borges, Raúl A. Laumann, Maria C. Blassioli-Moraes

1 Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia - Brasilia, DF – Brazil

Recursos Genéticos e

Biotecnologia

Biointerações e proteção de culturas: atrativos e repelentes para aplicação no controle de

pragas e manejo de inimigos naturais.

Com as mudanças na paisagem agrícola, a adoção do Sistema de

plantio direto e a introdução da agricultura intensiva, culturas de

coberturas, “pontes verdes”, os insetos tem alimento ao ano todo,

fator positivo para o crescimento das populações e insegurança na

globalização da agricultura.

Agricultura Brasileira

Semioquímicos de plantas e insetos como alternativa para o

controle de pragas e manejo de inimigos naturais

Podem impedir que as pragas atinjam o nível de dano econômico

Semioquímicos + manejo do habitat

Diversidade vegetal Plantas florais Plantas companheiras Variedades resistentes

Percevejos: Principais

pragas nas culturas de

cereais no Brasil

Espécie dominante em todas as regiões de 50 a 90 % de abundância de percevejos.

Euschistus heros Nezara viridula Chinavia ubica Piezodorus guildinii

M. Aquino M. Aquino M. Aquino M. Aquino

C. Vieira C. Vieira C. Vieira

1 mm

1 cm

Susan E. Ellis – USDA-Aphis

0

10

20

30

40

50

60

70

08/apr 15/apr 21/apr 26/apr 06/may 16/may 20/may 28/may 4/jun 11/jun

Mea

n n

um

ber o

f in

sects

Bean

Sunflower

Maize

Post-harvest residues

Sorghum

Wheat

Dano direto

Menor quantidade de lipídeos

Menor quantidade de proteínas

Facilita a entrada de fungos e bactérias (doenças)

Quase seis milhões de litros de inseticidas são usados para controlar percevejos na soja no

Brasil

Percevejos: Principal praga nas culturas de cereais no Brasil

Sementes sem injúria Sementes com injúria

M. C. Blassioli-Moraes

Foto: Cecilia VieiraEuschistus heros

O

O2,6,10 trimetiltridecanoato de metila

Thyanta perditor

O

O

(2E,4Z,6Z)-2,4,6- decatrienoato de metila

Piezodorus guildinii

H

(7R)--Sesquifelandreno

Nezara viridula

Chinavia ubica

Susa

n E

. E

llis

Chinaviaimpicticornis

C. V

ieir

a

O

O

cis-Z-Epoxibisaboleno

trans-Z-Epoxibisaboleno

J.A. Barrigosi

Oebalus poecillus

H

OH

(3R,6S,7R )-1,10-bisabolen-3-ol

Tibraca limbativentris

H

OH

1,10-bisabolen-3-ol

Blassioli-Moraes., et al., 2008 Weber et al., in press Borges and Blassioli-Moraes in press,

O

CH3

CH3

CH3

OCH3

Número de armadilhas por hectare= 1

Localização das armadilhas: Borda = Centro

Altura das armadilhas= na copa da soja

Momento da chegada dos percevejos= V7

Formulação tempo> 30 dias sobre condição de campo

Correlação entre as capturas na armadilha e população no campo (R1 to R5)

[1,7 indivíduos/armadilha = Nível de controle(Análise MLG: t = 3,17; P = 0,034) ]

0

2

4

6

8

10

12

14

Tratamento Controle

Machos

Fêmeas

Núm

ero m

édio

de

inse

tos/

arm

adil

ha

Atratividade

Borges et al. JAE. 2011

Testes de campo: Feromônio sexual de Euschistus heros

Média de adultos de Euschistus heros capturados nas armadilhas com feromônio e no pano de batida e aplicações de inseticidas.

Aplicação de inseticida

(área de feromônio) Aplicação de inseticida)

Área do pano de batida

Valvenarg Pereira da Silva – M.Sc. UNEMAT - Tangará da Serra - MT

Silva et al. PAB, 2014

47% de toda a produção de grão no Brasil

Testes de campo: Feromônio sexual de Euschistus heros

F1= Feromônio (Formulação comercial lure) F2= Feromônio (Formulação em septo de borracha) PB= Monitoramento com pano de batida

Teste Tuckey, 5% de probabilidade.

Produção anual ~ 95 milhões de toneladas

Uso do feromônio 9,6 milhões de toneladas

Sem

ente

s in

viá

veis

(M

édia

%)

------------------------------------------------

-----------------------------------------------

~ 10%

0

5

10

15

20

P1 P2 SC

b b

a

Tratamentos

0102030405060708090

100

Feromônio Lure Feromônio Septo deBorracha

Pano Batida

Seed

via

bil

ity

(m

ean

%)

Treatments

b a a

F1 F2 PB

Valvenarg Pereira da Silva – M.Sc. UNEMAT - Tangará da Serra - MT

Silva et al. PAB, 2014

Testes de campo: Feromônio sexual de Euschistus heros

F1 F2 PB

Os parasitóides de ovos são os principais inimigos naturais dos percevejos, e são "atraídos" pelo feromônio sexual de Eushistus heros

Experimentos de laboratório

30,00 20,00 10,00 0,00 10,00 20,00 30,00

Número de fêmeas de T podisi escolhendo o braço do olfatômetro

0.01 µg

0.05 µg

0.1 µg **

*

2,6,10 Trimetiltridecanoato de metila Hexano

O

O

Feromônio Sexual do percevejo Euschistus heros como um

Cairomônio para o parasitóide de ovos Telenomus podisi

Teste de Campo

62% 38%

Pentatomidae

Platygastridae

Alternativas para o uso de Semioquímicos como ferramentas de manejo de pragas

Voláteis do algodoeiro na atração do A. grandis

A. grandis usa voláteis do algodoeiro para encontrar a planta hospedeira?

Boll Weevil

Anthonomus

grandis

Gossypium

hirsutum

Diego Magalhães

Magalhães et al. Jornal of Chemical Ecology, 2012 Magalhães et al. Frontiers in Ecology and Evolution, 2018

5

1 5 10 15 20 Retention time (min)

1

2

3

4 6

7

8

9

1

2

3

4 5 6 7 8

9

10

10

Magalhães et al., Frontiers in Ecology and Evolution , 2018

Resposta de A. grandis para solução sintética contendo VOCs do algodoeiro

Mix final contendo VOCs na mesma proporção do algodão no reprodutivo

Contrastado

Com voláteis do algodoeiro no reprodutivo

Resposta de A. grandis aos voláteis do algodoeiro

Magalhães et al., 2012

50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50

Vegetativo Reprodutivo

(7)

(8)

***

*** Males

Females

Número de A. grandis respondendo

Proporção de resposta

Males

AgRep

Females

AgRep

(2/42)

(7/47)

Mix-Final

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Resposta de A. grandis para solução sintética contendo VOCs do algodoeiro

Magalhães et al., Frontiers in Ecology and Evolution , 2018

DMNT TMTT

vegetativo

reprodutivo

Influência na comunicação química de dois homoterpenos presentes em plantas

Perfil químico dos compostos orgânicos voláteis do algodoeiro

Diego Magalhães

Produção de DMNT e TMTT nos dois estágio fenológicos do algodoeiro.

Qu

anti

dad

e m

édia

to

tal d

e D

MT

T +

TM

TT

(n

g/2

4h)

Vegetativo Reprodutivo

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

TB-90 BRS-293 Delta Opal

***

* ***

Cultivares de algodão

Diego Magalhães

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Hexano DMNT TMTT

Machos Fêmeas

Compostos

EA

G a

mp

litu

de

(-m

V)

*** ***

Resposta de A. grandis no EAG para compostos sintéticos de DMNT e TMTT

Resposta de A. grandis em bioensaios a voláteis de plantas e soluções sintéticas com DMNT ou TMTT

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.2 0.4 0.6

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.2 0.4 0.6

MixVeg

MixRep

MixVeg

PlantRep+MixVeg

PlantVeg+MixVeg

Machos

Fêmas

PlantVeg+MixVeg

MixVeg

MixRep

MixVeg

PlantRep+MixVeg

PlantVeg+MixVeg

PlantVeg+MixVeg

0.8 1.0

0.8 1.0

Hexano

Hexano

MixRep

PlantaVeg

PlantaRep

Hexano

Hexano

Hexano

MixRep

PlantaVeg

PlantaRep

Hexano

(8)

(8)

(4)

(4)

(6)

(4)

(6)

(4)

(6)

(6)

(5)

(4)

Proporção de resposta de A. grandis

**

* ***

*

* ***

**

(Mimetizando a

planta)

(2 x)

DMNT + TMTT

(Mimetizando a

planta)

(2 X)

Pheromone

Pheromone +

plant volatiles

Plant volatiles

Control

liberadores

Magalhães et al., submitted to JPM

Dr. Diego Martins Magalhães – Simpósio de Ecologia Química de Insetos – Auditório 3, dia 5/9/2018 às 10:25 h.

Uso de semioquímicos no manejo do bicudo do algodoeiro Diego Magalhães

Bioensaios em olfatometria em Y com fêmeas de H. hampei com voláteis de frutos

VFI = voláteis de frutos infestados VF = voláteis de frutos não infestados

Blassioli-Moraes et al., API 2018,

**

***

**

0

50

100

150

200

250

300

Treatments

Residen

cetime(s)

HexVB HexVIB VB VIB

Tratamentos

Tem

po

de

resi

dên

cia

(s)

VF VFI VF VFI

Influência dos voláteis de frutos de café no comportamento de busca de fêmeas de H. hampei. DMNT e TMTT influenciam na busca pelo

hospedeiro? M. C. Blassioli-Moraes

Perfil químico de voláteis de frutos infestados e não infestados por H. hampei

1) α-pinene, 2) benzaldehyde, 3) hexanoic acid, 4) 6-methyl-5-hepten-2-one, 5) 3-methylanisole, 6) limonene, 7) (E)-ocimene, 8) conophthorin, 9) cis-linalool oxide, 10) trans-linalool oxide, 11) linalool, 12) DMNT, 13) methyl salicylate, 14) dodecane, 15) verbenone, 16) benzothiazole, 17) nonanoic acid, 18) tridecane, 19) decanoic acid, 20) α-copaene, 21) sesquiterpene, 22) geranylacetone, 23) β-acoradiene, 24) α-acoradiene, 25) pentadecane, 26) (E,E)-α-farnesene, 27) TMTT, c = contamination.

16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.0001 106

3 106

5 106

7 106

9 106

16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.000

1012

14

15

16

1718

21

22

1 2 4 4

1 2 4 5 67

7

9

11

10

13

14

15

19 20

24

25

26

27

23

252622

2118 19 20

Retention time (min)

812

1311

23cc

c

16 17 27

c

c

c

c

c

cc

c

c cc

A

B

6 8 25

3

Abu

ndan

ce

1 106

3 106

5 106

7 106

9 106

Não infestado

infestado

M. C. Blassioli-Moraes

(E,E)- α-farneseno

EEFar= (E,E)- α-farneseno

Hx= Hexane

VF= Voláteis de frutos não infestados

DMNT

TMTT

Resposta de fêmeas de H. hampei a soluções sintéticas e extratos de frutos de café

Blassioli-Moraes et al., API 2018, published soon

VFI =Voláteis de frutos infestados

Compostos induzidos com herbivoria

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0

10

20

30

40

50

60

70

ns

ns

EEFar 0.07 μg

Hx EEFar 0.07 μg

+VF

VF

*** ns

DMNT +TMTT

Hx EEFar+ DMNT+ TMTT

Hx EEFar+ DMNT+

TMTT +VF

VF EEFar+ DMNT+

TMTT + VF

VFI

ns *

EEFar 0.07 μg

+VFI

VFI

ns

Tem

po

de

resi

dên

cia

(s)

Tratamentos

Influência dos dois homoterpenes (DMNT e TMTT) no Comportamento de busca de Diaphorina citri

Fanceli et al., JCE 2018

Compostos g/24h

Murraya paniculata

Citrus sinensis A. occidentale

DMNT - 13.79 ± 6.21b 55.15 ± 19.59a

TMTT - 3.83 ± 2.06b 31.37 ± 13.91a

Marilene Fancelli

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Murraya paniculata

Citrus sinensis

Tratamento Controle

**

*

*

Tem

po

de

resi

dên

cia

(min

)

Annacardium occidentale

Resumo Os resultados obtidos com A. grandis, H. hampei e D. citri mostraram que plantas com maior quantidade (relativa a cada sistema) dos dois homoterpenos (DMNT e TMTT) as plantas são menos atrativas ou repelentes aos herbívoros.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Tim

e sp

ent

(min

)

Treated Control

** ** ** Hexane

DMNT+ TMTT

Citrus sinensis + DMNt+TMTT

Influência dos dois homoterpenes (DMNT e TMTT) no Comportamento de busca de Diaphorina citri

Marilene Fancelli

Avanços no manejo de Diaphorina citri

Fanceli et al., JCE 2018

Marilene Fancelli

Dra. Marilene Fancelli – Simpósio de Ecologia Química de Insetos – Auditório 3, dia 6/9/2018 às 11:15 às 11:40h.

Alphitobius diaperinus (Coleoptera: Tenebrionidae)

AXTEEL & ARENDS. 1990; DESPINS & AXTELL, 1994; DESPINS & AXTELL, 1995.

Marla J. Hassemer

Marla J. Hassemer

Marcio G. Saatkamp

Marcio G. Saatkamp

Manejo da Alphitobius diaperinus em aviários utilizando

feromônios de alarme e agregação: Desenvolvimento de

sistemas Atrai – Repele (push-pull) Marla J Hassemer

Preview results

Atrai (Feromônio de Agregação)

Proporção dos Compostos

(R)-limonene 0.23

(E)-ocimene 0.16

2-nonanone 0.04

(S)-linalool 0.26

(R)-daucene 0.08

(E,E)-α-farnesene 0.23

Proporção dos Compostos

1,4-benzoquinone 0.001

2-methyl-1,4-benzoquinone 0.249

2-ethyl-1,4-benzoquinone 0.750

Metal cage

Repele (Feromônio de Alarme)

Pitfall trap

Avaliação do sistema repele-atrai

Hassemer et al., JEE 2015, JAFC 2016, MPS submetido 2018

Experimentos

com a cama suja

Feromônio de agregação Controle (sem feromônio)

Amostragem manual Feromônio de alarme

Avaliação no campo dos feromônios de alarme e agregação no

sistema Atrai-Repele (“push-pull”)

GLM α ≤ 0.05

Feromônio de agregação combinado com o feromônio de alarme

0

500

1000

1500

2000

Push-pull aviary Pull aviary

Control traps Pheromone traps Infestation level

0

500

1000

1500

2000

Push-pull aviary Pull aviary

Control traps Pheromone traps Infestation level

Distrito Federal

Santa Catarina

Mean o

f adults c

aptu

red/tre

atm

ent

*

*

*

*

Méd

iia d

e ad

ulto

s ca

ptur

ados

/trat

amen

to

Média de adultos

capturados/tratamento

Armadilhas controle

Amostragem manual

Armadilhas com feromônio

Avaliação no campo dos feromônios de alarme e agregação no

sistema Atrai-Repele (“push-pull”)

Feromônio para o manejo do cascudinho dos aviários

Alphitobius diaperinus (Coleoptera: Tenebrionidae) em

aviários comerciais

Marla J Hassemer

Dra. Marla J. Hassemer – I Simpósio de Ecologia Química de Insetos – Sala Araucária, dia 4/9/2018 das 16:15 às 16:40h.

Feromônio sexual do Tibraca limbativentris no campo para seu

monitoramento

16 18 20 22 24 26 28

pA

0

10

15

20

25

16 18 20 22 24 26 285

10

15

2025

1

1

4

2

5

6

A

B

Retention time (min)

3

Females

1) tridecane, 2) α-zingiberene, 3) β-sesquiphellandrene, 4) cis-1,10-bisaboladien-3-ol, 5) trans-1,10-bisaboladien-3-ol, 6) sesquipiperitolales

H O

H

Zingiberenol

HO

H

HO

H

HO1

2

3

45

6

78

910

111213

14

15

H

HO

H

1, 3S,6S,7R 2, 3R,6R,7R

5, 3R,6S,7R 6, 3S,6R,7R

HO

H

HO

H

HO

15

H

HO

H

3, 3S,6S,7S 4, 3R,6R,7S

7, 3R,6S,7S 8, 3S,6R,7S

cis-Steroisomers

trans-Steroisomers

Zingiberenol – Síntese dos oitos Estereoisômeros

Dr. Ashot Krimian - USDA

Coluna quiral – identificação os dois isômeros produzidos por machos de T. limbativentris

Bioensaios em olfatometria para avaliar a resposta de fêmeas aos isômeros sintéticos de Zingiberenol.

1.00 0.50 0.00 0.50 1.00

Proportion of T. limbativentris females chossing arm

*

*

*

(21)

(14)

(17)

(18)

(21)

(15)

SSR +RSR

SSR

RSR

SSR

SSR +RSR

SSR +RSR RSR

SSR

RSR

Ar

Ar

Ar

Avaliação no campo do feromônio em armadilhas para a

captura de T. limbativentris – 2017/2018

Epagri- Santa Catarina 2017/2018

0

1

2

3

Mix racêmcia SSR SSR+RSR Controle Amostragem manual

Nú

mer

o m

édio

de

in

seto

s ca

ptu

rad

os

a

a a

b

b

LR Chisq Df Pr(>Chisq) Trat 2 =19.15 df=3 p=0.0003 ***

Eduardo Hickel -Epagri

Feromônio de Tibraca limbativentris (Hemiptera: Pentantomidae)

do laboratório a lavoura de arroz

Thais Fernanda S. de Freitas

Dra. Thais Fernanda S. de Freitas– I Simpósio de Ecologia Química de Insetos – Sala Araucária, dia 4/9/2018 das 15:50 às 16:15h.

Desafios para a agricultura para o controle de herbívoros

Variedades resistentes

Melhorar a eficiência e aumenta o controle biológico

RNAI (inseticidas de RNAI, plantas transgênicas)

Semioquímicos de insetos e plantas

Plantas companheiras

Informação e compartilhamento de dados

Agricultura inteligente (Medidas hiperespectrais para

detecção em tempo real de doenças e pragas).

Ações que podem levar a uma agricultura mais sustentável

O

O

Habitat Locate

HIPVs

Pheromone,

allomone

Vibrational signals

Visual and contact cues

Kairomones

Diversidade vegetal Plantas florais Plantas companheiras Variedades resistentes

Semioquímicos de diferentes fontes podem ser usados no campo para aumentar o controle biológico e diminuir a população de herbívoros

Combinando com o manejo da paisagem agrícola + Feromônios de Insetos+ semioquímicos liberados naturalmente pelas plantas

Commodity

Delicatessen

Agradecimentos Especiais

Apoio Financeiro