Antibiosis and tolerance were detected in Brachiaria accesions screened for resistance to two spittlebug species (Cer-copidae). Mortality of nymphs of Zu-lia colombiana and Aeneolamia reduc-ta was higher on B. jubata CIAT 16531 and B. brizantha cv. Marandú compared with the susceptible B. de-cumbens cv. Basilisk and B. dictyo-neura cv. Llanero. Fourth and fifth instar nymphs tranferred from cv. Lla-nero to B. jubata CIAT 16531 suffered high mortality equal to that of con-trols reared exclusively on B. jubata CIAT 16531 Fourth instar nymphs transferred from B. jubata CIAT 16531. Llanero experienced low mortality, equal to control on cv. Llanero. However, fifth instar nymphs transferred from B. jubata CIAT 16531 to cv. Llanero experien-ded high mortality, suggesting a criti-cal stage of susceptibility to the resis-tance factor present in B. jubata CIAT 16531 between fourth and fifth instars. Nymphs reared on B. jubata CIAT 16531 typically died during the last instar moult, often between apolysis and ecdysis, with abnormalities in the pharate adults.
Introduccion
Zulia colombiana Lallemand y Aeneolamia reducta Lallemand son dos cercópidos que atacan pastos del género Brachiaria en Colombia (Arango y Calderón 1981; CIAT 1986). Para los estudios sobre resistencia de plantas que se llevan a cabo en la sección de Entomología del Programa de Pastos Tropicales del CIAT, se establecieron colonias en invernadero bajo condiciones controladas (Lapointe et al. 1989b) y se implementó una metodología para evaluar la resistencia de accesiones de Brachiaria spp. al ataque del insecto (Lapointe et al. 1989a).
Durante 1988 y 1989 se evaluaron más de 300 accesiones y se encontraron altos niveles de resistencia de tipo antibiosis en materiales como B. jubata CIAT 16531 y B. brizantha cultivar Marandú. En este trabajo se describe la resistencia de especies de Brachiaria a ambos cercópidos y se discute el efecto antibiótico de B. jubata y B. brizantha cultivar Marandú.
Materiales Y Metodos
Tamizado
La resistencia de accesiones de Brachiaria a los cercópidos Z. colombiana y A. reducta se evaluó mediante la técnica de tamizado masivo en el invernadero (T=23±5°C; HR=80±10%).
La siembra se hizo con material vegetativo, primero en materos de cartón y luego de 30 días se trasplantaron a materos plásticos de 21 cm de diámetro. Los materos se cubrieron con tapas de aluminio que ayudaron a mantener la temperatura y la humedad relativa favorables para el desarrollo del insecto, y también estimularon la producción de raicillas secundarias, que son los sitios donde se fijan y alimentan las ninfas (Lapointe et al. 1989b).
A los 60 días de edad se infestaron 10 plantas de cada accesión con 10 huevos próximos a eclosionar. Treinta días después de la infestación se hizo una evaluación del daño causado por las ninfas. Se empleó una escala visual en la que 1 equivale a planta sana, 2 es daño leve (20-40% del área foliar afectada), 3 es daño moderado (40-60% afectado), 4 daño severo (60-80%) y 5 equivale a la muerte de la planta (Ferrufino y Lapointe 1989). Diariamente se registró la emergencia de los adultos y se calculó el porcentaje de emergencia y la duración del período ninfal.
En cada tamizado se usaron plantas de B. decumbens cv. Basilisk, B. dictyoneura cv. Llanero y B. brizantha cv. Marandú como testigos susceptible, tolerante y antibiótico, respectivamente (Ferrufino y Lapointe 1989).
Se trabajó en un diseño completamente al azar. Se realizaron análisis de varianza y prueba de rangos múltiples de Duncan (Duncan 1951) para la duración ninfal y el porcentaje de emergencia. Para los porcentajes se usó la transformación angular (Snedecor y Cochran 1980).
Translados
De los tamizados se seleccionó la accesión B. jubata CIAT 16531 por antibiosis hacia ambos insectos. Se pudo observar que las ninfas murieron durante la muda de cuarto a quinto instar, o del quinto al estado adulto.
Se diseñó un experimento trasladando ninfas criadas sobre B. jubata CIAT 16531 a plantas de B. dictyoneura cv. Llanero (tolerante) para observar si se recuperaban; el traslado recíproco: del cultivar Llanero a plantas de B. jubata CIAT 16531 también se hizo para observar a partir de qué momento se manifiesta la antibiosis. La mortalidad debida a la manipulación se cuantificó trasladando, al mismo tiempo, ninfas de plantas de B. jubata CIAT 16531 a otras plantas de la misma edad y especie, que estaban sin infestar; lo mismo se hizo con ninfas de plantas del cultivar Llanero. Los testigos consistieron en el mismo número de insectos criados sobre cada especie de planta a los cuales se les permitió continuar su desarrollo sin manipulación.
Se hicieron dos experimentos de traslado: uno a los 21 días de desarrollo ninfal (4o. instar) y otro a los 25 días (5o. instar). Se trabajó en un invernadero a 23±5°C y 80% HR.
Los tratamientos utilizados fueron:
B. jubata CIAT 16531 a cv. Llanero (traslado)
Cultivar Llanero a B. jubata CIAT 16531 (traslado
B. jubata CIAT 16531 a B. jubata CIAT 16531 (manipulación)
Cultivar Llanero a cv. Llanero (manipulación)
B. jubata CIAT 16531 (testigo)
Cultivar Llanero. (testigo)
Para registrar la sobrevivencia y el tiempo de desarrollo de las ninfas, se infestaron 24 plantas de 2 meses de edad, sembradas en materos plásticos de 23,1 cm de diámetro, con 20 huevos de A. reducta próximos a eclosionar y se realizaron observaciones diarias. Para el traslado de los insectos se usaron pinceles No. 0.
Resultados
Tamizados
La resistencia de las especies de Brachiaria se manifestó consistentemente para los dos cercópidos evaluados. En el cultivar Marandú y en B. jubata CIAT 16531 se presentaron menores porcentajes de sobrevivencia que en los cultivares Basilisk y Llanero (Tablas 1 y 2).
Sobrevivencia, tiempo de desarrollo y daño causado por ninfas de Zulia colombiana sobre cuatro especies de Bachiaria en el invernadero.
En cada columna los promedios seguidos de la misma letra no difieren significativamente (Duncan, alfa = 0,05).
Un solo dato.
El desarrollo ninfal tomó más tiempo en Marandú y en B. jubata CIAT 16531 que en Basilisk y Llanero. En B. jubata 16531 se obtuvieron sólo 3 adultos de A. reducta en la primera evaluación, pero no se encontró diferencia significativa con la duración del estado ninfal de los insectos criados sobre Basilisk y Llanero. En la segunda evaluación sólo se obtuvo un adulto de B. jubata CIAT 16531, por lo cual no se pudo comparar estadísticamente la duración del estado de ninfa.
El daño producido por Z. colombiana y A. reducta fue mayor en el cultivar Basilisk que en las otras tres accesiones; en ambas evaluaciones el cultivar Llanero se presentó como tolerante, con un daño moderado y con alta sobrevivencia de los insectos (Tablas 1 y 2).
Traslados
1. Traslado a los 21 días
Los insectos criados hasta el 4o. instar en B. jubata CIAT 16531 mudaron normalmente cuando se trasladaron a plantas del cultivar Llanero, y presentaron una sobrevivencia igual a la de los testigos sobre el cultivar Llanero y significativamente mayor que la de los insectos criados durante todo su ciclo sobre B. jubata CIAT 16531 (Tabla 3).
Sobrevivencia y duración de ninfas de A. reducta sobre B. dictyoneura cv. Llanero y B. jubata CIAT 16531 con y sin traslado a los 21 y 25 días de edad.
En cada columna los promedios seguidos de la misma letra no difieren significativamente (Duncan, alfa = 0,05).
Un solo dato.
Los insectos que se criaron inicialmente sobre el cultivar Llanero y se trasladaron luego a B. jubata CIAT 16531 tuvieron un menor porcentaje de emergencia como adultos (58,1%) si se comparan con los del testigo cultivar Llanero sin traslado (100%). La sobrevivencia de los insectos trasladados de Llanero a B. jubata CIAT 16531 fue igual a la del testigo B. jubata CIAT 16531 sin traslado (Tabla 3). El traslado de insectos entre la misma accesión no afectó el tiempo de desarrollo ni la sobrevivencia. Estos datos fueron consistentes con lo observado en los testigos sin traslado y con los que se obtuvo para estas mismas accesiones en los tamizados (Tabla 3).
2. Traslado a los 25 días
En cinco de los seis tratamientos el patrón de sobrevivencia para las ninfas trasladadas a los 25 días fue similar al patrón para las ninfas trasladadas a los 21 días: la sobrevivencia en Llanero fue alta con y sin traslado, baja en B. jubata CIAT 16531 con y sin traslado y baja cuando se trasladaron ninfas del cultivar Llanero a B. jubata CIAT 16531. Sin embargo, en el otro tratamiento, las ninfas trasladadas de B. jubata CIAT 16531 a Llanero, en el día 25 de su desarrollo, presentaron una sobrevivencia (39,4%) significativamente menor que la de los testigos trasladados sólo entre plantas del cultivar Llanero (97,9%) e igual a la de las ninfas criadas solamente sobre B. jubata CIAT 16531 (8,5%) (Tabla 3). El tiempo de desarrollo de las ninfas no fue afectado por la accesión sobre la cual se alimentaron ni por la manipulación. Este resultado fue, en parte, debido al bajo número de adultos que emergieron en algunos de los tratamientos.
Discusion
El género Brachiaria presenta especies con diferentes categorías de resistencia al ataque de los cercópidos Z. colombiana y A. reducta, como antibiosis y tolerancia (Ferrufino y Lapointe 1989; Lapointe et al. 1989a,b).
B. jubata CIAT 16531 es altamente resistente por antibiosis, la cual se manifestó por la mortalidad de las ninfas en sus últimos instares y la malformación que causa a los adultos que logran emerger. Al observar detalladamente la muerte de las ninfas se detectó un efecto sobre el proceso de muda. Característicamente, la ninfa completa la apólisis o formación de la nueva cuticula pero es incapaz de completar la ecdisis, o sea, la salida del adulto recién formado. El resultado es que el adulto se queda "atascado" en la exuvia y muere. En algunos casos, el adulto alcanza a completar la muda pero presenta malformaciones que le producen la muerte en pocas horas (Fig. 1).
Adultos recién emergidos de Z. Colombiana. A. Adulto normal proveniente de accesiones susceptibles o tolerantes, B. Adulto con malformaciones provenientes de B jubata CIAT 16531.
Las ninfas trasladadas a los 21 días de edad, de B. jubata CIAT 16531 al cultivar Llanero no sufrieron el efecto antibiótico. Su sobrevivencia fue alta, pero las ninfas trasladadas a los 25 días, de B. jubata CIAT 16531 a Llanero si sufrieron una alta mortalidad. Aparentemente existe un punto crítico entre los 21 y 25 días para que actúe el factor antibiótico de B. jubata CIAT 16531 sobre el insecto. Las ninfas que se retiraron de B. jubata CIAT 16531 antes de llegar a ese punto hipotético lograron completar su desarrollo en forma normal, pero las ninfas que se retiraron después del punto crítico resultaron irreversiblemente afectadas.
El efecto sobre la muda podría estar relacionado con el sistema hormonal del insecto. Algunas plantas presentan compuestos secundarios que semejan estructuralmente la hormona de la muda (ecdisona) y se conoce como fitoecdisteroides (Jones y Firns 1978). La sintomatología que se observó en A. reducta y Z. colombiana criadas sobre B. jubata CIAT 16531 es comparable a la observada en insectos a los que se han administrado dosis de la hormona (Kubo et al. 1983). En trabajos futuros se intentará clarificar el o los factores presente en B. jubata CIAT 16531 y ausentes en el cultivar Llanero que afectan el desarrollo de los dos cercópidos.
La antibiosis de B. brizantha cv. Marandú presenta otras características. Cuando Z. colombiana se alimentó sobre Marandú la antibiosis se manifestó como un incremento en la mortalidad ninfal a medida que avanzó el desarrollo y como prolongación del tiempo requerido por las ninfas para alcanzar el estado adulto. Ferrufino y Lapointe (1989) sugirieron que esto se podría atribuir a defensas físicas de la planta, aleloquímicos o a factores nutricionales.
Tanto el cultivar Marandú como B. jubata CIAT 16531 redujeron significativamente la tasa de excresión y la cantidad de alimento ingerido por las hembras de A. reducta, lo que sugirió también la presencia de aleloquímicos, fagorrepelentes o ausencia de fagoestimulantes en estas plantas (Córdoba et al. 1989).
Hace falta desarrollar bioensayos que permitan clarificar los mecanismos de antibiosis en B. jubata y en Marandú, los cuales constituyen una valiosa fuente de resistencia para programas futuros de mejoramiento genético de especies de Brachiaria por resistencia a cercópidos.
Conclusiones
Los niveles de resistencia encontrados en las especies de Brachiaria evaluadas son consistentes para los cercópidos Z. colombiana y A. reducta.
Brachiaria jubata CIAT 16531 y B. brizantha cv. Marandú presentan resistencia de tipo antibiosis para Zulia colombiana y Aeneolamia reducta.
B. jubata afecta la sobrevivencia de las ninfas y produce malformaciones en los adultos que emergen.
Las ninfas criadas sobre B. jubata hasta los 21 días no fueron capaces de recuperarse del efecto antibiótico cuando se trasladaron al cultivar Llanero.
El efecto antibiótico de B. jubata no se acumula durante el desarrollo del insecto, se manifestó en el 5o. instar ninfal y en la fase de emergencia del adulto.
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