Efeito de temperaturas de armazenamento e de genótipos de feijoeiro sobre a resistência a Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae)

Effect of storage temperature and bean genotypes on the resistance to Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae)

CROP PROTECTION

Efeito de temperaturas de armazenamento e de genótipos de feijoeiro sobre a resistência a Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae)

Effect of storage temperature and bean genotypes on the resistance to Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae)

Edson L.L. Baldin^I; Fernando M. Lara^II

^ILab. Entomologia, FCA-UNICASTELO, Estrada Projetada F1, s/nº, 15600-000, Fernandópolis, SP, e-mail: [e-mail]

^IIDepto. Fitossanidade, FCAV-UNESP, Via de Acesso Prof. Paulo Donato Castellane, s/nº, 14884-900, Jaboticabal, SP, e-mail: [e-mail]

RESUMO

Visando avaliar os efeitos de diferentes temperaturas de armazenamento e de genótipos de feijoeiro, Phaseolus vulgaris L., sobre a expressão da resistência ao caruncho, Acanthoscelides obtectus (Say), realizaram-se ensaios com os genótipos Arc.1S, Arc.1, Arc.2, Arc.4 e Carioca Pitoco. Os grãos de Arc.1S e Arc.2 expressaram resistência a A. obtectus nas temperaturas de 20ºC, 25ºC e 30°C; a resistência do genótipo Arc.1 diminuiu à medida que a temperatura de armazenamento foi elevada de 25ºC para 30ºC. A interação genótipos x temperaturas foi significativa, indicando que a elevação da temperatura afeta a expressão da resistência. A temperatura de 20ºC foi a mais adequada para discriminar os genótipos de feijoeiro, quanto a resistência.

Palavras-chave: Insecta, Phaseolus vulgaris, caruncho-do-feijão, resistência, temperatura

ABSTRACT

Aiming to evaluate the effect of different temperatures of storage and bean genotypes, Phaseolus vulgaris L., on the expression of resistance to the bean weevil, Acanthoscelides obtectus (Say), tests were carried out with the genotypes Arc.1S, Arc.1, Arc.2, Arc.4 and Carioca Pitoco. Grains of Arc.1S and Arc.2 expressed resistance to A. obtectus at 20ºC, 25ºC and 30ºC; the resistance of Arc.1 was reduced as the storage temperature increased from 25ºC to 30ºC. The interaction genotypes x temperatures was significant, indicating that the increase of temperature affects the expression of resistance. The 20ºC temperature was the most suitable to allow bean genotypes to be discriminate in terms of resistance.

Key words: Insecta, Phaseolus vulgaris, bean weevil, plant resistance, temperature effect

Dentre os problemas que surgem durante o armazenamento de grãos do feijão no mundo, Carvalho & Rossetto (1968) destacam aqueles causados por carunchos, sendo que as espécies mais freqüentes no Brasil são Acanthoscelides obtectus (Say) e Zabrotes subfasciatus (Boh.) (Coleoptera: Bruchidae). Segundo Magalhães & Carvalho (1988), dentre os prejuízos causados por esses bruquídeos durante o armazenamento, destacam-se a redução no peso de grãos e a destruição do tegumento, além dos danos indiretos provocados pela entrada de microrganismos. Os mesmos autores afirmam que os danos estão diretamente relacionados à falta de condições adequadas de higiene e armazenamento.

A fim de reduzir o uso de produtos químicos no feijão, reconhecidamente tóxicos e de delicada manipulação por parte dos aplicadores, outros métodos para o controle de insetos em feijão, como o uso de genótipos resistentes, têm sido estudados (Lara 1991, Oriani et al. 1996, Mazzonetto & Boiça Jr. 1999). A proteína arcelina, presente em alguns genótipos selvagens, está geralmente associada à resistência de feijoeiro a carunchos (Osborn et al. 1986, Romero Andreas et al. 1986), sendo que as dos tipos 1, 2 e 5 têm mostrado os melhores efeitos contra os bruquídeos que atacam o feijoeiro (Lara 1997, Wanderley et al. 1997, Lara 1998, Barbosa 2000). Além da arcelina, os inibidores de enzimas (alfa-amilase e protease) presentes nos grãos de P. vulgaris são também responsáveis pela expressão da resistência de genótipos de feijão contra Z. subfasciatus e Callosobruchus sp. (Franco et al. 1999).

Antunes & Sgarbieri (1979) relatam que a elevação de temperaturas de armazenamento de grãos (de 12ºC até 37ºC) pode reduzir o valor nutritivo e a biodisponibilidade de algumas proteínas existentes no feijão. Assim, embora a resistência de genótipos selvagens e melhorados portadores da proteína arcelina já tenha sido constatada contra A. obtectus (Osborn et al. 1988, Lara 1998, Barbosa et al. 2000), pouco se sabe sobre a estabilidade de expressão da resistência desses genótipos sob diferentes temperaturas de armazenamento. Nesse sentido, realizou-se o presente trabalho, avaliando-se em condições de laboratório, os efeitos de três temperaturas (20, 25 e 30ºC) de armazenamento de grãos e de diferentes genótipos de feijão portadores de arcelinas dos tipos 1, 2 e 4, sobre alguns aspectos biológicos do caruncho-do-feijão A. obtectus.

Material e Métodos

Foram realizados ensaios com grãos de feijoeiro, Phaseolus vulgaris L. (Fabaceae), no Departamento de Fitossanidade da FCAVJ-UNESP durante o ano de 2001. Inicialmente os genótipos Arc.1S (genótipo selvagem, portador de arcelina do tipo 1); Arc.1, Arc.2 e Arc.4 (linhagens quase-isogênicas portadoras de arcelina dos tipos 1, 2, e 4) e Carioca Pitoco foram semeados em área experimental.

Após a colheita, as vagens foram acondicionadas em uma estufa regulada para 25ºC para secagem e posterior debulha. Antes do início dos testes, os grãos colhidos foram acondicionados em três câmaras climáticas a 20ºC, 25ºC e 30ºC (UR = 70 ± 10% e a fotofase de 12h) por sete dias para que atingissem o equilíbrio higroscópico.

Para a infestação dos grãos, seis adultos não sexados de A. obtectus com 48h de idade foram coletados ao acaso e colocados em recipientes plásticos (4,5 cm x 4 cm) contendo 10 g de grãos dos diferentes genótipos. Os recipientes foram então tampados e conduzidos às câmaras climáticas, sendo a infestação mantida por sete dias.

A preferência para oviposição foi avaliada observando-se o número total de ovos, contados a partir do 20º dia, com auxílio de lupa. Avaliou-se também a preferência para alimentação e/ou antibiose, observando-se o número de insetos emergidos (a partir do 25º dia da infestação inicial), o peso seco dos insetos, o peso seco de grãos consumidos e o período de desenvolvimento (ovo-adulto).

Após a contagem, os adultos emergidos foram acondicionados em frascos de vidro de 2,2 x 5 cm e imediatamente colocados em freezer para que morressem rapidamente, evitando perdas de peso e conservação do material. Ao término da emergência, os frascos contendo os insetos emergidos foram abertos e colocados em estufa a 50ºC por dois dias, determinando-se o peso seco dos adultos emergidos, com auxílio de balança de precisão (0,001g). Para obtenção do peso de grãos consumidos, todos os recipientes contendo grãos (infestados e testemunhas) ficaram em estufa (nas condições já descritas), a fim de equilibrar a umidade das parcelas. A partir da secagem, o peso inicial e o final dos grãos foram ajustados em função do peso das testemunhas e as diferenças de peso seco (consumo) calculadas.

Efetuaram-se 10 repetições/genótipo para cada temperatura em delineamento inteiramente casualizado. Os dados obtidos foram submetidos a análise de variância em esquema fatorial 5x3 (cinco genótipos e três temperaturas), sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey (P < 0,05). Quando necessário, os dados originais (x) foram transformados para (x + 0,5)^1/2.

Resultados e Discussão

A oviposição sobre os genótipos a 20ºC, foi variável, sendo que a média de Carioca Pitoco diferiu significativamente da obtida em Arc.1.; os genótipos Arc.4, Arc.2 e Arc.1S apresentaram médias de número de ovos intermediárias, não diferindo de nenhum dos materiais. Não houve diferença estatística entre o número médio de ovos dos genótipos quando os grãos estavam armazenados a 25°C. A 30ºC, o genótipo Carioca Pitoco apresentou novamente o maior número médio de ovos sobre seus grãos, diferindo significativamente de Arc.1S e Arc.1. Nos genótipos Arc.2 e Arc.1S ocorreu um aumento na oviposição à medida que a temperatura de armazenamento se elevou de 20°C para 25°C, corroborando os dados obtidos por Howe & Currie (1964). Estes autores compararam a oviposição de A. obtectus em grãos armazenados, sob temperaturas variando entre 15 e 40°C, e obtiveram as maiores médias a 25°C, indicando-a como a temperatura ótima para oviposição desse inseto.

A interação genótipo x temperatura foi significativa com relação aos genótipos Arc. 4, Arc. 2 e Arc.1S (F = 3,34; P < 0,05) (Tabela 1). Assim, a oviposição de A. obtectus em Arc.4 aumentou quando a temperatura de armazenamento dos grãos desse genótipo foi elevada de 25ºC para 30ºC; no genótipo Arc.2 a oviposição aumentou a 25ºC, comparativamente as outras duas temperaturas; em Arc.1S a maior média de oviposição foi obtida quando a temperatura foi elevada de 20ºC para 25ºC.

Com relação ao período de desenvolvimento dos insetos (ovo-adulto) (Tabela 2), a interação dos fatores foi novamente significativa (F = 166,11; P < 0,05) para todos os genótipos, revelando que a duração do ciclo do inseto foi reduzida à medida que a temperatura de armazenamento elevou-se de 20ºC para 30ºC. Para os genótipos Arc.1S, Arc.4 e Carioca Pitoco, também se obteve redução significativa no período de desenvolvimento a 20°C e a 25ºC. A 20ºC, os genótipos Arc.1S, Arc.2, Arc.1 e Arc.4 prolongaram significativamente o ciclo de A. obtectus, diferindo significativamente de Carioca Pitoco, que permitiu o ciclo de vida mais curto do inseto. Com a elevação da temperatura para 25°C, as médias de período de desenvolvimento nos diferentes genótipos sofreram redução de cerca de 40%. A diferença estatística obtida entre Arc.1 e Arc.4 a 20°C não se repetiu a 25°C, sugerindo que o aumento na temperatura pode reduzir os efeitos antibióticos dos componentes presentes em seus grãos ou que a elevação da temperatura favorece o desenvolvimento biológico do inseto. A 30°C o período de desenvolvimento dos insetos foi reduzido de 20% a 30% em relação a 25ºC, corroborando resultados obtidos por Howe & Currie (1964). Os genótipos Arc.1S e Arc.2 foram os menos favoráveis ao desenvolvimento das larvas. O genótipo Arc.1, portador de arcelina tipo 1, a 30°C propiciou duração do desenvolvimento do caruncho semelhante à duração em Carioca Pitoco, utilizado como genótipo suscetível padrão. Esse fato reforça a redução na atividade antibiótica de seus grãos à medida que a temperatura de armazenamento dos mesmos se eleva.

Quanto aos componentes presentes nos grãos de feijão, 10% das proteínas do feijão correspondem a glicoproteínas como as lecitinas, as arcelinas e os inibidores de alfa-amilase, (Schoeder et al. 1995), sendo que algumas delas exercem atividades antinutricionais para larvas de insetos (Osborn et al. 1988, Pusztai 1993). Porém, Lajolo et al. (1996) fazem um alerta no sentido de que o aquecimento dos grãos de feijão pode eliminar a ação antinutricional desses componentes. Isto poderia justificar o fato da antibiose observada no genótipo Arc.1 a 20ºC e 25ºC não ter se mantido quando os grãos foram armazenados a 30ºC.

O aumento da temperatura afetou significativamente (F = 3,79; P < 0,05) a emergência de adultos nos genótipos Arc.4, Arc.2 e Arc.1S, sendo que em Arc.4 a maior média de insetos emergidos foi constatada a 30ºC, enquanto que para Arc.2 e Arc.1S as maiores médias foram verificadas a 25ºC (Tabela 3). O número médio de adultos emergidos dos grãos de Carioca Pitoco foi superior ao observado nos demais materiais, independente da temperatura, confirmando sua elevada suscetibilidade. Os genótipos Arc.1 a 20°C e 30°C e Arc.1S a 30°C apresentaram as menores médias, indicando a ocorrência de não-preferência para alimentação e/ou antibiose.

As médias de peso seco dos adultos (Tabela 4), provenientes de Carioca Pitoco, Arc.2 e Arc.1S foi afetada significativamente pelo aumento da temperatura (F = 23,08; P < 0,05). Além disso, os adultos obtidos a partir de grãos de Carioca Pitoco emergiram com maior peso quando confinados a 20ºC, o mesmo acontecendo com Arc.2 a 20ºC e 30ºC e com Arc.1S a 25ºC. O genótipo Arc.1S apresentou as menores médias de peso seco de adultos nas três temperaturas avaliadas, indicando novamente a expressão de antibiose contra o caruncho-do-feijão. As médias obtidas em Arc.1S representam apenas 53,4% (20ºC) a 77,6% (30ºC) das médias de peso obtidas para insetos emergidos de Carioca Pitoco. O genótipo Arc.1 também provocou a emergência de adultos sub-desenvolvidos, com média de peso inferior à apresentada por Carioca Pitoco e Arc.4.

O genótipo Carioca Pitoco foi o mais consumido pelas larvas de A. obtectus (Tabela 5), diferindo significativamente de Arc.1S (nas três temperaturas) e de Arc.1 a 20 e a 30°C, que foram os menos consumidos. O baixo consumo, aliado ao baixo peso dos insetos provenientes dos grãos de Arc.1S e Arc.1 confirmam a ocorrência de antibiose contra o inseto nesses materiais. O genótipo Arc.2 apresentou médias de consumo de grãos, peso de adultos e número de emergências semelhantes àquelas de Carioca Pitoco, entretanto, ao comparar-se as médias de período de desenvolvimento desses dois materiais, observa-se um significativo prolongamento em Arc.2, indicando também a ocorrência de antibiose contra A. obtectus. As médias apresentadas pelo genótipo Arc.4 em todos as variáveis observadas (Tabelas 1 a 5) não diferiram daquelas obtidas com o Carioca Pitoco, mesmo sendo portador de arcelina (tipo 4). A interação dos fatores foi significativa (F = 4,45; P < 0,05). Os genótipos Arc.2 e Arc.1S apresentaram maiores médias a 25ºC e o genótipo Arc.4 foi mais consumido a 30ºC (Tabela 5).

Os genótipos Arc.1S e Arc.2 expressam níveis semelhantes de resistência a A. obtectus nas três temperaturas avaliadas; entretanto, em Arc.1 a expressão da resistência é reduzida à medida que a temperatura de armazenamento se eleva. Segundo Antunes & Sgarbieri (1979), o aumento da temperatura pode atenuar ou inibir os efeitos de proteínas presentes em grãos de feijão, o que poderia explicar o comportamento observado no genótipo Arc.1. Quanto às causas da resistência apresentada pelos genótipos Arc.1S, Arc.1 e Arc.2, acredita-se que além da arcelinas dos tipos 1 e 2, outros compostos como as lecitinas, os inibidores de alfa-amilase e os inibidores de protease (Franco et al. 1999) também tenham atuado para a expressão desse comportamento. Em pesquisas futuras seria desejável quantificar os teores de proteínas dos grãos em diferentes temperaturas, a fim de se identificar quais compostos ocorrem em maior concentração e quais são afetados pela elevação da temperatura.

Assim, a elevação da temperatura de 20ºC até 30ºC afetou significativamente a expressão da resistência frente ao caruncho A. obtectus, sendo que a temperatura de 20ºC permitiu a melhor diferenciação entre os genótipos. As médias de Carioca Pitoco para oviposição, emergência de adultos e consumo de grãos (Tabelas 1, 3 e 5, respectivamente) indicam que o armazenamento de grãos desse genótipo comercial a 25ºC favorece o desenvolvimento biológico do caruncho, devendo, portanto, ser evitada nos armazéns.

Agradecimentos

À FAPESP, pela Bolsa de Doutorado concedida ao primeiro autor, ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq, pela Bolsa de Produtividade em Pesquisa concedida ao segundo autor.

Literatura Citada

Received 08/05/03. Accepted 05/04/04.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  04 Ago 2004
• Data do Fascículo
  Jun 2004

Histórico

• Aceito
  05 Abr 2004
• Recebido
  08 Maio 2003