Mecanismos Herbívoro caracterizando Resistance: Spittlebugs em Brachiaria Spp. como Exemplo

Olá, meu nome é Ush Bara e sou entomologista no Centro Internacional de Agricultura Tropical. O objetivo geral é demonstrar em vídeo um método para caracterizar mecanismos de resistência da planta hospedeira a herbívoros, apoiando esforços colaborativos da nossa iniciativa de melhoramento para aumentar a resistência a percevejos. Como exemplo, serão utilizadas gramíneas em área.

Os percevejos das espuma são pragas sérias de muitas gramíneas economicamente importantes, incluindo pastagens tropicais, cana-de-açúcar e milho. Nas pastagens dos trópicos americanos pertencentes ao gênero gen, as bactérias são seus hospedeiros mais importantes. Uma planta pode resistir aos danos causados por herbívoros por meio de três mecanismos amplos.

Antiose, antibióticos, intolerância, antígenos, às vezes chamada de não preferência, é o grau em que a planta é evitada quando o inseto voador é capaz de selecionar plantas. A antiose é tipicamente detectada em ensaios de escolha, nos quais insetos adultos têm acesso a mais de um genótipo. Antibiose é o grau em que a planta afeta a aptidão do herbívoro que se alimenta dela.

Por fim, a tolerância é o grau em que a planta consegue suportar ou reparar danos causados pelo HBO sem comprometer o crescimento e a reprodução do HBO. Tanto os antibióticos quanto a tolerância são melhor detectados em testes sem escolha, nos quais os HBOs são confinados e, portanto, forçados a se alimentar de uma única planta. Nosso vídeo demonstrará um teste sem escolha projetado para estimar a intolerância antibiótica, besouro cuspidor IV. Em gramíneas do gênero *Aria*, a resistência da planta hospedeira é uma tática fundamental no manejo do besouro cuspidor.

No entanto, a resistência baseada em antibióticos fortes pode criar pressões de seleção para biótipos de pragas mais virulentos. Por outro lado, a resistência baseada em tolerância permitiria que as populações de percevejos continuassem a crescer até que os números sufocassem a planta. A resistência durável, portanto, pode exigir certos níveis tanto de antibiose quanto de tolerância.

Este protocolo demonstrará como estimar as contribuições relativas de cada fator na resistência a insetos sugadores de saliva. Em Aria Aria, os genótipos são provenientes do banco de germoplasma do Centro Internacional de Agricultura Tropical. As plantas são propagadas vegetativamente a partir de estacas de caule individuais, obtidas de plantas maduras utilizadas como unidades experimentais.

As estacas são cortadas para 10 centímetros para garantir a uniformidade do material de plantio e prevenir contaminação por patógenos vegetais. As estacas são lavadas em uma solução de hipoclorito a 3% por dois minutos e, em seguida, enxaguadas cuidadosamente com água da torneira. Cada estaca é plantada em aproximadamente 36 gramas de solo estéril em um tubo de PVC vedado com a parte inferior de um copo de isopor e tampado com uma luva de PVC.

O estaca é mantida no lugar por um anel de espuma colocado na abertura central da bucha. As plantas são fertilizadas e a água é necessária para manter a umidade adequada do solo. As plantas crescerão por um mês antes de serem desafiadas por insetos, permitindo o desenvolvimento de raízes superficiais, que servem como locais de alimentação para insetos que se alimentam de raízes.

O inversão das plantas em turfeiras por oito dias antes da infestação estimula ainda mais o crescimento de raízes superficiais, ajustando parcialmente as diferenças inerentes na arquitetura radicular. Este passo exige uma fonte artificial de luz, que fornecemos por 24 horas por dia. Plantas com poucas ou nenhuma raiz superficial.

Após esse tratamento de inversão, os indivíduos são eliminados do experimento. Trinta dias após o plantio, cada planta é infestada na superfície do solo com seis ovos maduros obtidos a partir de nossas colônias de cigarrinhas. Para estabelecer essas colônias, cigarrinhas adultas são coletadas no campo, identificadas até a espécie e introduzidas em gaiolas apropriadas, onde recebem folhagem de hospedeiras suscetíveis para se alimentarem. As fêmeas depositam seus ovos no solo, contido por uma rasa vala de remoção colocada na base das gaiolas.

Após vários dias, o solo é suspenso em água e passado por uma série de peneiras para coletar os ovos. A suspensão do material em uma solução salina a 30% faz com que os ovos maduros flutuem, deixando os ovos imaturos retidos na matéria orgânica residual. Para prevenir contaminação por patógenos de insetos, os ovos são desinfetados em uma solução de hipoclorito de sódio a 0,5% durante cinco minutos e depois enxaguados com água destilada; apenas os ovos maduros próximos da eclosão são selecionados para infestações.

Eles podem ser identificados pela presença de dois pontos vermelhos na parte anterior, correspondentes aos olhos dos insetos. Marcas rosadas na parte posterior, correspondentes ao abdômen dos insetos, e um a perm totalmente expandido. A eclosão bem-sucedida é confirmada quatro dias depois, momento em que qualquer ovo não eclodido é substituído por um bloco de saliva neonato.

A partir do nosso teste de colônia. As plantas são dispostas em um delineamento de blocos completos casualizados com seis repetições. O experimento é avaliado aproximadamente 30 dias após a infestação.

A pontuação do dano na planta fornece uma estimativa da tolerância. Enquanto isso, a pontuação da sobrevivência de insetos fornece uma estimativa de antibióticos. O dano é pontuado usando uma escala visual de um a cinco, onde um corresponde à ausência de dano visível e cinco corresponde à morte da planta.

Por sua vez, a sobrevivência é avaliada contando-se os insetos que atingem a última fase ninfal ou a fase adulta. Para categorizar os mecanismos de resistência, é útil visualizar os resultados usando um gráfico no qual a sobrevivência dos insetos está no eixo X e os danos na planta no eixo Y. A antibiose aumenta ao se mover da direita para a esquerda.

Por outro lado, a tolerância aumenta ao se deslocar de cima para baixo. Consideramos as plantas resistentes se a resposta ao herbívoro se situar na metade inferior deste gráfico. Se essa resposta cair no quadrante esquerdo, o mecanismo dominante de resistência são os antibióticos.

Se a resposta cair no quadrante direito, o mecanismo de resistência dominante é a tolerância. Abaixo, um exemplo representativo dos nossos dados de triagem. Os pontos na parte superior representam plantas suscetíveis.

Os pontos no quadrante inferior esquerdo representam plantas resistentes por antibióticos. Os pontos no quadrante inferior direito representam plantas resistentes por tolerância. Acabamos de assistir a uma demonstração de um ensaio sem escolha para estimar as contribuições relativas dos antibióticos, da intolerância e da resistência das plantas ao mecanismo que quer que seja.

Utilizamos a resistência ao inseto sugador em Aria como exemplo, mas os princípios apresentados devem ser relevantes para outros sistemas. Esperamos que nosso vídeo ajude em seus próprios esforços. Boa sorte.