Summary

コーヒーベリーボーラーハイポテネマスハンペイに対する対照剤および殺虫剤をテストするための方法論

Published: March 23, 2022
doi:

Summary

コーヒー果実(GF)を用いた方法が開発され、コーヒーベリーボーラー(CBB)に対する殺虫剤の毒性を試験した。殺虫剤または有毒物質を、CBBの蔓延の前後に消毒されたGFに適用した。昆虫の死亡率、忌避性、および生殖能力は、他のパラメータに加えて、評価された。

Abstract

コーヒーベリーボーラー(CBB) Hypothenemus hampeiを治療するために殺虫剤を推奨する前に、成虫の昆虫に対するこれらの殺虫剤の死亡率および忌避性、または生殖出力への影響を知ることは貴重である。しかし、現在利用可能な方法は、成人の死亡率のみを評価し、異なる作用機序を有する新規殺虫剤の選択を制限する。この研究では、実験室条件下でのCBBに対する多様な影響を特定するために、さまざまな実験方法を検討した。このために、グリーンコーヒー果実(GFs)を回収し、次亜塩素酸ナトリウム溶液に浸漬し、続いてUV光照射することにより消毒した。並行して、コロニーからのCBB成虫を次亜塩素酸ナトリウム溶液に浸漬することによって消毒した。果実の保護(前科)を評価するために、果実をプラスチック製の箱に入れ、殺虫剤を塗布した。その後、CBB成人はGFあたり2つのCBBの割合で放出された。GFsを制御された条件下で放置し、1、7、15、および21日後のCBBの侵入および生存を評価した。CBBの侵入(侵入後)後の殺虫剤の有効性を評価するために、CBB成虫を21°Cで3時間、2:1の比率でGFsに放出した。 腹部が部分的に露出したCBB成虫を示す寄生果実を選別し、96ウェルラックに入れ、果実に穴を開けたCBBを直接処理した。20日後、果実を解剖し、各果実内のCBB生物学的段階を記録した。GFは、CBBに対する毒性、化学的、生物学的殺虫剤を評価するために、自然条件を模倣する基質として役立った。

Introduction

コーヒーベリーボーラー(CBB)、Hypothenemus hampeiは、コロンビアで1988年に最初に検出され、それ以来、コーヒー作物の最も重要な害虫種となっています。CBBの雌は、出生時の果実をすでに受精させたままにし、彼らが放出する揮発性化学物質によって導かれる新しい果実を探します1,2。完全なサイクルは、25°C (78 °F) の温度で23日以内に3で満たされる。 サイクルは、創始者の女性が種子に浸透し、果実の胚乳に卵を産むことから始まります。閉じた幼虫は種子を食べる。この時点で果実を解剖すると、創設者の女性とその子孫の両方を観察することができます。14日後、幼虫は一般的に蛹になり、蛹期は5日間続きます。成人の段階では、雌は兄弟と交尾し、新しく受精した雌は損傷した果実から飛び立ち、新しいコーヒー果実を探して新しいサイクル4を開始する。

浸透プロセスと幼虫の摂食の結果の両方がコーヒー種子に損傷を与え、コーヒー飲料の品質を低下させ、収益を大幅に減少させる。コーヒー農園での5%を超える侵入は、一般的に経済的閾値と考えられています。

CBB防除は、文化的防除と農業慣行、天然の生物学的薬剤、および安全条件とタイムリーな適用を必要とする化学殺虫剤の使用を含む、統合された害虫管理(IPM)戦略に基づいています4

CBBの防除のための新しい殺虫剤を評価するには、迅速な結果が得られる低コストの方法論が必要である。殺虫剤が組み込まれたコーヒーを含む人工飼料5,6、または乾燥羊皮紙コーヒー7,8,9に殺虫剤を噴霧することを含む、実験室および現場の両方の手順が現在使用されている。さらに、昆虫学的スリーブで覆われたコーヒーの木の枝を用いて現場で行われた実験が報告されている10,11;しかし、これらの方法は、激しい労力と長い評価期間を必要とします。

自然の畑の状態に似た条件、つまり速くて安価な条件は、緑色または熟したコーヒーフルーツの使用です。しかし、これらの果実は、その品質および特性を維持するために微生物による変質および汚染物質を避けて、CBBを発達させるのに適した条件下で維持されなければならない。この目的のために、異なる消毒剤、ならびに熱および放射線を伴う手順使用されてきた7、91213141516

さらに、CBBに対する殺虫剤評価の方法は、果実を求めて飛行するか、またはそれらの果実に浸透する成虫雌のシミュレーションを必要とする17,18。このために、人工果実の蔓延が現場81119で行われているが、このプロセスは労働集約的であり環境条件に依存する。

ここでは、フィールド条件に似た制御された環境条件下でCBBに異なる影響を与える可能性のある製品の評価のための標準化された方法論について説明します。

Protocol

注:このプロトコルは、実験室条件下でCBBに対するさまざまな影響を識別するためのさまざまな方法に対応しています。 1. フルーツコレクション 早朝にコーヒー農園の木から開花してから約120〜150日の発生年齢のGFを選びます。 2. 果物の消毒20 約300GFを実験室に持参してください。均一な…

Representative Results

その結果、CBB雌は果実を認識し、果実表面の特性や放出された臭いに応じて、CBB雌は21°Cで3時間以内に果実に浸透または穿孔し始めた。 24時間後および経時的にコーヒー果実に適用した場合のCBBに対する殺虫剤の効果(事前侵入手順)を 図4に示す。LSD試験によると、2つの殺虫剤(アルカロイドエマルジョン5%および6%)は、20日目に高い昆虫死亡率(<strong…

Discussion

このプロトコルでは、果物と昆虫の消毒が重要なステップです。畑の果物を実験室で使用すると、微生物やダニが表皮に存在するため、高い汚染と脱水が頻繁に示されます7,15,16。したがって、消毒されていない果物や昆虫を使用すると、細菌や真菌などの微生物によって引き起こされる汚染による昆虫の死を引き起こし?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者らは、コロンビアの全国コーヒー生産者連盟、昆虫学部門のアシスタント(ダイアナ・マルセラ・ヒラルド、グロリア・パトリシア・ナランホ)、実験ステーション・ナランジャル、ジョン・フェリックス・トレホスに感謝の意を表します。

Materials

Beaker with spout, low form 500 mL BRAND PP BR87826
Benchtop Shaker New Brunswick Scientific Innova 4000 Incubator Shaker
Dishwashing liquid soap-AXION Colgate-Palmolive AXION
Hood; Horizontal Laminar Flow Station Terra Universal  Powder-Coated Steel, 1930 mm W x 1118 mm D x 1619 mm H, 120 V (https://www.terrauniversal.com/hood-horizontal-laminar-flow-station-9620-64a.html)
Insects CBB BIOCAFE (http://avispitas.blogspot.com/p/biocafe.html).
Multi Fold White paper towels Familia 73551
Preval Spray unit  Preval Merck Z365556-1KT https://www.sigmaaldrich.com/CO/es/product/sigma/z365556?gclid=Cj0KCQiAweaNBhDEARIsAJ
5hwbfZOy1TWGj6huatFtRQt
AzOyHe5-oBiKnOUK2T1exuuk
WwJLdvxkvsaAjoYEALw_wcB
Reversible Racks 96-Well heathrowscientific HEA2345A https://www.heathrowscientific.com/reversible-racks-96-well-i-hea2345a
Scalpel blades N 11 Merck S2771-100EA
Scalpel handles N3 Merck S2896-1EA
Sodium Hypochloride The clorox company Clorox
Stereo Microscope Zeiss Stemi 508 https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/stereo-zoom-microscopes/stemi-508.html

References

  1. Mendesil, E., et al. Semiochemicals used in host location by the coffee berry borer, Hypothenemus hampei. Journal of Chemical Ecology. 35 (8), 944-950 (2009).
  2. Jaramillo, J., et al. Coffee berry borer joins bark beetles in coffee klatch. PLoS ONE. 8 (9), 74277 (2013).
  3. Giraldo-Jaramillo, M., Garcia, A. G., Parra, J. R. Biology, thermal requirements, and estimation of the number of generations of Hypothenemus hampei (Ferrari, 1867) (Coleoptera: Curculionidae) in the state of São Paulo, Brazil. Journal of Economic Entomology. 111 (5), 2192-2200 (2018).
  4. Benavides, P., Góngora, C., Bustillo, A. IPM Program to Control Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei, with Emphasis on Highly Pathogenic Mixed Strains of Beauveria bassiana, to Overcome Insecticide Resistance in Colombia. IntechOpen. , (2012).
  5. Martínez, C. P., Echeverri, C., Florez, J. C., Gaitan, A. L., Góngora, C. E. In vitro production of two chitinolytic proteins with an inhibiting effect on the insect coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Curculionidae) and the fungus Hemileia vastatrix the most limiting pests of coffee crops. AMB Express. 2, 1-11 (2012).
  6. Padilla, B. E., Acuña, Z., Velásquez, C. S., Rubio, G. J. D. Inhibitors of [alpha]-amylases from the coffee berry borer Hypothenemus hampei in different plant species. Revista Colombiana de Entomología. 32 (2), 125-130 (2006).
  7. Alvarez, J. H., Cortina, H. A., Villegas, J. F. Methods to evaluate antibiosis to Hypothenemus hampei Ferrari in coffee under controlled conditions. Cenicafé. 52 (3), 205-214 (2001).
  8. . New Product in the Integrated Management of the Coffee Berry Borer in Colombia. National Coffee Research Center (Cenicafé) Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/477 (2014)
  9. Jaramillo, J., Montoya, E., Benavides, P., Góngora, C. Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae for the control of coffee brocade in fruits on the ground. Revista Colombiana de Entomología. 41, 95-104 (2015).
  10. Bastidas, A., Velásquez, E., Benavides, P., Bustillo, A., Orozco, C. Evaluation of preformulated Beauveria bassiana (Bálsam) Vuillemin, for the control of the coffee berry borer. Agronomia. 17, 44-61 (2009).
  11. Villalba-Gault, D., Bustillo, A., Chaves Cordoba, B. Evaluation of insecticides for the control of the coffee berry borer in Colombia. Cenicafe. 46, 152-163 (1995).
  12. Bustillo, A. E., Orozco, J., Benavides, P., Portilla, M. Mass production and use of parasitoids for the control of the coffee berry borer in Colombia. Cenicafe. 47 (4), 215-230 (1996).
  13. Celestino, F. N., Pratissoli, D., Machado, L. C., Santos Junior, H. J. G. D., Mardgan, L., Ribeiro, L. V. Adaptation of breeding techniques of the coffee berry borer [Hypothenemus hampei (Ferrari). Coffee Science. 11 (2), 161-168 (2016).
  14. Domínguez, L., Parzanese, M. Ultraviolet light in food preservation. Argentine Foods. 52 (2), 70-76 (2012).
  15. Jaramillo, J., Chabi-Olaye, A., Poehling, H. M., Kamonjo, C., Borgemeister, C. Development of an improved laboratory production technique for the coffee berry borer Hypothenemus hampei, using fresh coffee berries. Entomologia Experimentalis et Applicata. 130 (3), 275-281 (2009).
  16. Pérez, J., Infante, F., Vega, F. E. Does the coffee berry borer (Coleoptera: Scolytidae) have mutualistic fungi. Annals of the Entomological Society of America. 98 (4), 483-490 (2005).
  17. Benavides, P., Gil, P., Góngora, C., Arcila, A. Integrated pest management. Cenicafe. Manual of the Colombian coffee grower: Research and technology for the sustainability of coffee growing. Manizales: FNC: Cenicafé. 3, 179-214 (2013).
  18. Bustillo, P. A review of the coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae), in Colombia. Revista Colombiana de Entomología. 32 (2), 101-116 (2006).
  19. New Chemical Control Alternative for the Integrated Management of the Coffee Berry Borer. National Coffee Research Center (Cenicafé) Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/557 (2015)
  20. Tapias, L., Martinez, C., Benavides, P., Gongora, C. Laboratory method to evaluate the effect of insecticides on the coffee berry borer. Cenicafé. 68 (2), 76-89 (2017).
  21. Bustillo, A. E., Marín, P. How to reactivate the virulence of Beauveria bassiana to control the coffee berry borer. Manejo Integrado de Plagas. 63, (2002).
  22. Constantino, L. M., et al. morphological and genetic aspects of Hypothenemus obscurus and Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). Revista Colombiana de Entomología. 37 (2), 173-182 (2011).
  23. Estrela, C., et al. Mechanism of action of sodium hypochlorite. Brazilian Dental Journal. 13 (2), 113-117 (2002).
  24. Diffey, B. L. Solar ultraviolet radiation effects on biological systems. Physics in Medicine and Biology. 36 (3), 299-328 (1991).
  25. . Integrated Management of the Coffee Berry Borer: Hypothenemus hampei Ferrari in Colombia Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/hangle/10778/848 (1998)
  26. Portilla, R. Development and evaluation of an artificial diet for the rearing of Hypothenemus hampei. Cenicafé. 50, 24-38 (1999).
  27. Portilla, R. M., Streett, D. A. New techniques for automated mass production of Hypothenemus hampei on the modified Cenibroca artificial diet. Cenicafé. 57, 37-50 (2006).

Play Video

Cite This Article
Góngora, C. E., Tapias, J., Martínez, C. P., Benavides, P. Methodology to Test Control Agents and Insecticides Against the Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei. J. Vis. Exp. (181), e63694, doi:10.3791/63694 (2022).

View Video