Fonte proteica na criação de Diatraea saccharalis e seu reflexo na produção e no controle de qualidade de Cotesia flavipes

Protein source in Diatraea saccharalis diet and its impact on production and quality control of Cotesia flavipes

Fonte proteica na criação de Diatraea saccharalis e seu reflexo na produção e no controle de qualidade de Cotesia flavipes

Protein source in Diatraea saccharalis diet and its impact on production and quality control of Cotesia flavipes

Alessandra Marieli Vacari^*; Giovani de Souza Genovez; Valéria Lucas de Laurentis; Sergio Antonio De Bortoli

Unesp, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Departamento de Fitossanidade, Via de acesso Prof. Paulo Donato Castellane, s/n, 14884-900 Jaboticabal (SP), Brasil.

RESUMO

O objetivo do trabalho foi avaliar diferentes dietas para lagartas de Diatraea saccharalis, com o intuito de obter informações sobre as características biológicas da praga e consequentemente avaliar a qualidade do parasitoide Cotesia flavipes, visando melhorar tecnicamente sua produção massal. Lagartas de 24 horas de idade foram transferidas para tubos (25 lagartas/tubo) contendo dieta artificial com levedura de cerveja e germe de trigo e outra somente com germe de trigo como fonte de proteína. Depois de aproximadamente 15 dias, as lagartas foram retiradas dos tubos e acondicionadas em placas com dieta, sendo observadas lagartas de D. saccharalis não parasitadas e parasitadas para avaliação das características biológicas de D. saccharalis e C. flavipes.nas diferentes dietas. Além da observação das características biológicas de D. saccharalis, foram realizadas medições nas lagartas de 15 dias de idade. Também, massas de pupas de C. flavipes.produzidas em biofábrica foram classificadas em três diferentes tamanhos, sendo pequenas (1,3 a 2,5 cm de comprimento), médias (2,5 a 3,5 cm de comprimento) e grandes (3,5 a 4,0 cm de comprimento). Após a emergência dos adultos foi realizado o parasitismo em lagartas de D. saccharalis, sendo observados o número de machos e fêmeas, tamanho da massa, razão sexual e número de pupas inviáveis. A dieta artificial que contém somente germe de trigo é a mais indicada para criação massal do hospedeiro D. saccharalis para produção em larga escala de C. flavipes. Massas de pupas classificadas como grandes possuem melhor qualidade em criações massais de C. flavipes.

Palavras-chave: Crambidae, broca-da-cana, controle biológico, cana-de-açúcar.

ABSTRACT

The aim of this work was to evaluate different diets for Diatraea saccharalis larvae, obtaining information about the biological characteristics of the pest, and to evaluate the quality of Cotesia flavipes parasitoid, to improve mass rearing method. For the accomplishment of the experiment, 24 hour-old larvae were transferred to tubes (25 larvae/tube) containing artificial diets with yeast and wheat germ or just wheat germ as protein source. After approximately 15 days, the larvae were removed from tubes and placed in Petri dishes, being observed D. saccharalis larvae not parasitized and parasitized for evaluation of D. saccharalis and C. flavipes.biological characteristics. Biological characteristics of D. saccharalis were also evaluated in 15 day-old larvae. Pupae mass of C. flavipes.from mass rearing were classified in three different sizes separated in small (1.3 to 2.5 cm of length), moderate (2.5 to 3.5 cm of length) and large (3.5 to 4.0 cm of length) classes. After the adult emergency, the parasitism was evaluated in D. saccharalis larvae, being observed the number of males and females, size of pupae mass, sex ratio and number of unviable pupae. The artificial diet that contains wheat germ is the most suitable for D. saccharalis mass rearing and C. flavipes. Pupae mass of large size presents better quality of C. flavipes.

Key words: Crambidae, sugarcane borer, biological control, sugarcane.

1. Introdução

No Brasil, a área de cana-de-açúcar destinada à atividade sucroalcooleira está estimada em 8.033,6 mil hectares (Conab, 2011). Em relação à área total, o Estado de São Paulo representa 54,23% (4.357,01 mil hectares), segundo Conab (2011). O total de cana moída na safra 2010/2011 foi de 624.991 mil toneladas, sendo 46,2% desse total destinados à produção de açúcar e 53,8% para produção de etanol (Conab, 2011).

Atualmente, esta cultura tem proporcionado boas características agronômicas após vários programas de melhoramento genético; mesmo assim, defronta-se com uma série de problemas fitossanitários, incluindo a incidência de pragas e doenças. Entre as pragas, destaca-se a broca-da-cana Diatraea saccharalis (Fabr.), (Lepidoptera: Crambidae), a principal nas Américas (Almeida e Stingel, 2005).

Nos primeiros dias de vida, as lagartas se alimentam dos tecidos foliares, com posterior penetração no interior dos colmos. Seus prejuízos diretos originam-se das galerias que fazem nos colmos, impedindo o fluxo de seiva, provocando também perda de massa, redução de sacarose e açúcares redutores, além do tombamento da planta pela ação do vento. Indiretamente, favorecem a contaminação das plantas por microrganismos fitopatogênicos que podem causar a podridão vermelha do colmo, cujos fungos causadores são Colletotrichum falcatum e Fusarium moniliforme, provocando a inversão da sacarose, diminuindo a pureza do caldo, o que reduz o rendimento de açúcar e álcool (Guagliumi, 1972/73; Gallo et al., 2002).

A dificuldade de se obter eficiência de controle com produtos químicos (devido ao hábito do inseto de se desenvolver protegido no interior dos colmos) e também problemas de fitotoxicidade que alguns produtos provocam, levaram aos estudos de seu controle por meio de métodos biológicos (Vacari et al., 2012). Assim, em 1973, foi iniciado um programa de controle dessa praga no Brasil pelo Instituto do Açúcar e do Álcool/Programa Nacional de Melhoramento da Cana-de-açúcar (Macedo et al., 1983), tendo por objetivo, a princípio, conhecer seus hábitos, sua biologia e seus inimigos naturais (Botelho e Macedo, 2002).

Mendonça (1996) afirmou que a introdução do parasitoide Cotesia flavipes (Cameron) (Hymenoptera: Braconidae) veio dinamizar o controle biológico da broca-da-cana no Brasil, e que a rápida adaptação deste parasitoide nas diferentes regiões canavieiras do país, bem como o desenvolvimento de tecnologia acessível para sua produção em larga escala, possibilitaram a criação de laboratórios em unidades industriais e associações de plantadores de cana, em vários Estados produtores de açúcar, que passaram a produzir o inseto massalmente.

O controle biológico da broca-da-cana com C. flavipes.constitui-se em um método de controle eficiente (Vacari et al., 2012) e, atualmente, é considerado o maior programa de controle biológico do mundo, em relação ao tamanho da área tratada, que hoje está em torno de 3 milhões de hectares (Vacari e De Bortoli, 2010). De acordo com Benedini (2006), a intensidade de infestação da broca-da-cana, que era em média de 8% a 10%, diminuiu para 2% no Estado de São Paulo, resultando em uma economia de aproximadamente 80 milhões de dólares por ano.

A criação de um inimigo natural sobre um hospedeiro natural é a forma, atualmente, mais utilizada no mundo, o que demanda a criação de duas espécies de insetos: hospedeiro e inimigo natural (Parra, 2002). Assim, para criar o braconídeo C. flavipes. há necessidade de se ter disponível seu hospedeiro natural D. saccharalis, facilitada neste caso, uma vez que existem inúmeras dietas artificiais para broca-da-cana (Parra e Mihsfeldt, 1992). Porém, essas dietas precisam ser testadas para verificação da qualidade dos insetos produzidos, tanto os hospedeiros quanto os inimigos naturais, pois a criação do hospedeiro em diferentes dietas pode afetar a qualidade do inimigo natural produzido.

Considerando-se que os laboratórios utilizam na composição da dieta artificial para criação de D. saccharalis levedura (de cerveja ou de cana) e germe de trigo, como fontes de proteínas, em várias situações podem faltar um destes ingredientes no mercado. Assim, os laboratórios fazem adaptações na composição da dieta artificial para que na ausência de levedura, essa falta de proteína na dieta passa a ser complementada colocando-se maior quantidade de germe de trigo.

Estudos são fundamentais com o intuito de melhorar a produção e, principalmente, a qualidade do parasitoide para que o controle biológico obtenha êxito. Dessa forma, o presente trabalho objetivou avaliar duas dietas para lagartas de D. saccharalis e sua influência sobre as características biológicas e qualidade do parasitoide C. flavipes. para melhorar tecnicamente sua produção massal, e procurar saber qual tamanho da massa de pupas do parasitoide é o ideal para ser utilizado em campo.

2. Materia e Métodos

Os experimentos foram desenvolvidos em sala climatizada ajustada a 25±1 °C, fotofase de 12 horas e umidade relativa de 70±10%, e os insetos utilizados fornecidos pela biofábrica da Usina Santa Adélia, localizada em Jaboticabal (SP), que segue método de criação descrito por Viel (2009).

Aspectos biológicos de Diatraea saccharalis criada em dieta artificial com diferentes fontes de proteína e o efeito na produção de Cotesia flavipes

Folhas de papel sulfite contendo posturas de D. saccharalis foram acondicionadas em recipiente plástico, contendo algodão úmido para evitar o ressecamento dos ovos até a eclosão das lagartas.

Lagartas de 24 horas de idade foram transferidas com o auxílio de um pincel de cerdas macias para tubos de ensaio de fundo chato (8×2 cm) (25 larvas/tubo), avaliando-se dois tipos de dieta: (a) dieta artificial com levedura de cerveja e germe de trigo; (b) dieta com somente germe de trigo como fonte de proteína (Tabela 1). Foram observadas dez repetições por tratamento, sendo cada tubo de ensaio considerado uma repetição.

Depois de aproximadamente 15 dias, as lagartas foram retiradas dos tubos de ensaio e acondicionadas em placas com dieta de realimentação, sendo observadas quarenta lagartas de D. saccharalis não parasitadas e quarenta lagartas parasitadas para avaliação das características biológicas de D. saccharalis e C. flavipes.nas diferentes dietas.

Para avaliação das características biológicas de D. saccharalis, foram observados o período larval e pupal, além da razão sexual e longevidade; após a passagem das lagartas para a fase de pupa, estas foram retiradas, pesadas e acondicionadas em recipientes plásticos transparentes até a emergência dos adultos. Posteriormente, foram formados dez casais por tratamento para observação das características reprodutivas de D. saccharalis. Os adultos da broca-da-cana (dez casais) foram acondicionados nas câmaras de postura, que consistiam em tubos de PVC (com 10 cm de diâmetro × 22 cm de altura) revestidos internamente por folhas de sulfite, onde as fêmeas ovipositaram.

No interior da câmara de acasalamento, foi colocado um chumaço de algodão umedecido para fornecimento de água, sendo os tubos vedados com lâminas de vidro. Os insetos permaneceram nas gaiolas de postura durante três dias, período em que foram efetuadas as posturas viáveis. As folhas de sulfite com as posturas foram retiradas a cada 24 horas e, em seguida, submetidas a três tratamentos para evitar a contaminação por micro-organismos. O primeiro com solução de formol a 10%, água destilada na sequência e sulfato de cobre a 10%. Após secagem, as folhas foram acondicionadas em vasilhas plásticas com chumaço de algodão umedecido colocado na parte superior da tampa para evitar a dessecação dos ovos. Quando atingiram coloração mais escura, as posturas foram recortadas e aleatoriamente escolhidas para a determinação do número de ovos viáveis e inviáveis.

Além da observação das características biológicas de D. saccharalis, também foram realizadas medições nas lagartas de 15 dias de idade, sendo observadas 20 lagartas por tratamento quanto à largura da cápsula cefálica, largura do tórax, comprimento da lagarta e massa corpórea.

Para avaliação das características biológicas de C. flavipes. após a saída das larvas do parasitoide do corpo da lagarta e sua empupação, as massas de pupas foram retiradas e acondicionadas em placas de Petri (6×2 cm) onde permaneceram até a emergência e morte dos adultos, sendo observado o período larval e o pupal, razão sexual, longevidade e viabilidade pupal.

Os dados obtidos foram submetidos ao teste de Kolmogorov e Barttlet, quanto à normalidade e homogeneidade de variância, sendo realizadas as transformações quando necessárias. Em seguida, os resultados foram submetidos ao teste t de Student pelo programa Sas Institute (2002) a 5% de probabilidade.

Avaliação do tamanho da massa de pupas de Cotesia flavipes na qualidade do parasitoide.

As lagartas produzidas na dieta de alimentação (com 17 dias) foram parasitadas por C. flavipes.e colocadas em copos descartáveis transparentes de 100 mL, após a formação das massas de pupas, de acordo com os três tratamentos, sendo classificadas por tamanho, selecionando-se massas pequenas (1,3 a 2,5 cm de comprimento), médias (2,6 a 3,6 cm de comprimento) e grandes (3,6 a 4,1 cm de comprimento). Para cada tratamento, foram observadas dez repetições, sendo cada copo uma repetição e cada repetição constituída por dez massas de pupas.

Após a emergência dos adultos, foram separadas 50 fêmeas de C. flavipes.por tratamento, e novo parasitismo foi realizado em lagartas de D. saccharalis, perfazendo mais dez repetições por tratamento, contendo cinco lagartas parasitadas em cada placa de Petri (6×2 cm). Após a morte dos adultos da primeira geração, foram observados o número de machos e fêmeas, tamanho da massa, razão sexual e número de pupas inviáveis.

Os dados obtidos foram submetidos ao teste de Kolmogorov e Barttlet, quanto à normalidade e homogeneidade de variância, sendo realizadas as transformações necessárias para atender aos requisitos da análise de variância (ANOVA). Em seguida, os resultados foram submetidos à análise de variância pelo PROC ANOVA do Sas Institute (2002), e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade, quando significativas pela ANOVA.

3. Resuntados e Discussão

Em relação aos resultados observados para as características biológicas de D. saccharalis criada em dieta artificial, contendo somente germe e levedura + germe, verificou-se que, quando as lagartas foram alimentadas com a dieta contendo maior quantidade de germe de trigo, o período pupal e a massa da pupa foram menores, sendo 9,5 e 9,9 dias para o período pupal e 149,1 e 179,7 mg para a massa das pupas de D. saccharalis alimentada com dieta contendo somente germe e levedura + germe respectivamente (Tabela 2).

Roe et al. (1982) também estudaram diferentes dietas artificiais para criação de D. saccharalis, avaliando o desenvolvimento larval desse inseto criado em nove dietas artificiais. Os autores constataram que as lagartas foram criadas com sucesso em todas as dietas e que os machos completaram o desenvolvimento larval com cinco ou seis ínstares e as fêmeas com 6 ínstares.

Em estudos que avaliaram as diferentes composições de germe de trigo e levedura de cerveja na dieta artificial de lepidópteros, verificou-se que a dieta que contém feijão carioca, levedura de cerveja e germe de trigo favoreceu o desenvolvimento de Argyrotaenia sphaleropa (Meyrick) (Lepidoptera: Tortricidae), sobressaindo-se em relação às dietas à base de feijão branco, germe de trigo, proteína de soja e caseína e à base de feijão carioca, levedura e caseína (Manfredi-Coimbra et al., 2005). Além disso, para Spodoptera cosmioides (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae), que também foi estudada em dietas artificiais contendo diferentes fontes protéicas, constatou-se que as dietas continham tanto germe de trigo quanto levedura de cerveja proporcionaram as melhores características biológicas a esse inseto (Bavaresco et al., 2004).

Além da avaliação das características biológicas da D. saccharalis criada em diferentes dietas artificiais também foram determinadas as características morfométricas deste inseto. As lagartas criadas em dieta com maior quantidade de germe de trigo ficaram maiores do que aquelas alimentadas em dieta contendo levedura + germe, para um mesmo período de tempo, sendo o comprimento das lagartas de 18,2 e 15,0 mm respectivamente (Tabela 3).

Além de observar as características biológicas de D. saccharalis, foram avaliadas também as características de C. flavipes.parasitando lagartas criadas nas diferentes dietas artificiais. Assim, os insetos que parasitaram lagartas de D. saccharalis alimentadas com dieta artificial com maior quantidade de germe de trigo tiveram período ovo-pupa menor do que aqueles que se desenvolvem em lagartas que foram alimentadas com dieta contendo levedura + germe, sendo 13,2 e 13,6 dias respectivamente. A longevidade dos parasitoides obtidos do hospedeiro criado com dieta enriquecida com germe foi maior do que os que parasitaram D. saccharalis criada em dieta com levedura + germe, sendo 2,7 e 2,3 dias respectivamente (Tabela 4).

Em outros estudos com esse parasitoide, Vacari et al. (2012) verificaram que o número de fêmeas de C. flavipes.foi maior que o número de machos, sendo a razão sexual média de 0,66, quando o hospedeiro parasitado foi criado na densidade de cinco lagartas por unidade de criação, concordando com Carvalho et al. (2008), que observaram razão sexual de 0,65 (65% de fêmeas de C. flavipes.. A ocorrência de alta frequência de machos em relação à de fêmeas em uma produção massal é prejudicial ao controle biológico de D. saccharalis, pois as fêmeas de C. flavipes.são responsáveis pelo parasitismo. Assim, de acordo com Campos-Farinha (2000), a proporção ideal entre machos e fêmeas para um controle eficaz é de 1:1, o que está de acordo com os resultados deste trabalho, onde foi verificada razão sexual dos parasitóides de 0,5 para os dois tratamentos.

Além das biofábricas observarem as características biológicas de seus agentes de controle biológico, é importante que também seja feito o controle de qualidade destes inimigos naturais produzidos massalmente.

Para a análise do controle de qualidade de C. flavipes. as massas de pupas desse inseto foram classificadas em três tamanhos: pequenas, médias e grandes. Os valores observados para a razão sexual dos insetos de massas grandes foi de 0,5, sendo maior do que em massas pequenas e médias, onde ocorreram valores médios iguais a 0,4. Além disso, as massas de pupas de tamanho pequeno produziram menor quantidade de adultos, sendo o número de insetos adultos emergidos de massas pequenas de 49,3 adultos, 73,1 em massas médias e 102,8 em grandes (Tabela 5).

A qualidade dos insetos produzidos em larga escala é outro fator importante em uma criação massal, existindo várias maneiras de se avaliar a qualidade dos insetos produzidos em laboratório como, por exemplo, a adequação à dieta de preferência hospedeira. Segundo Parra (2002), o controle de qualidade de C. flavipes.deve ser feito, baseando-se no vigor e aspecto das massas (casulos), na agressividade (mobilidade) e razão sexual.

Em geral, a maioria dos laboratórios de criação massal monitora a qualidade dos insetos utilizando parâmetros biológicos, como fecundidade, viabilidade, emergência e razão sexual, que foram algumas das características avaliadas neste trabalho. Como em biofábricas os insetos utilizados no parasitismo das lagartas são oriundos de diferentes tamanhos de massas, foram feitas também análises da qualidade dos parasitoides da geração seguinte para insetos oriundos de massas pequenas, médias e grandes.

Foi observado que o parasitismo realizado por insetos oriundos de massas grandes e médias produziu massas de tamanho semelhante, sendo essas massas maiores do que aquelas produzidas pelo parasitismo de insetos oriundos das pequenas (Tabela 6).

De acordo com Prezotti e Parra (2002), para que se obtenha sucesso no uso do biocontrole e se estabeleça uma tradição em sua utilização, a confiança deve ser condição primordial. A baixa qualidade de inimigos naturais pode resultar em propaganda negativa desse método de controle e comprometer todo um programa desenvolvido ao longo de muitos anos de pesquisa.

O principal objetivo de qualquer laboratório de criação massal é a produção de um grande número de inimigos naturais para subsequentes liberações em programas de controle biológico, o que exige um rigoroso controle com relação ao número e, principalmente, à qualidade dos insetos liberados para que se obtenha êxito (Clarke e Mckenzie, 1992). Leepla e Ashley (1989) definiram o controle de qualidade como o monitoramento e controle satisfatório do complexo processo de produção para programas de criação massal, os quais assegurem que o produto tenha qualidade razoavelmente consistente e alcance o desempenho desejado no campo. Nesse contexto, não é necessário idealizar uma qualidade máxima ou ótima, mas sim, qualidade aceitável (Prezotti e Parra, 2002).

Como o tamanho das massas é considerado um parâmetro de qualidade nos laboratórios, pressupõe-se que as massas que obtiveram o maior tamanho são as mais indicadas para um futuro programa de liberação de parasitoides.

4. Conclusão

A dieta artificial que contém somente germe de trigo é a mais indicada para criação massal do hospedeiro D. saccharalis para a produção em larga escala do parasitoide C. flavipes.

Massas de pupas de tamanho grande são de melhor qualidade em criações massais do parasitoide C. flavipes.

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Recebido: 21/dez./2011;

Aceito: 4/set./2012

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  26 Out 2012
• Data do Fascículo
  2012