Susceptibilidad de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith)(Lepidoptera: Noctuidae) a insecticidas asociada a Césped en Quintana Roo, México
Insecticide susceptibility of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) associated with turfgrass at Quintana Roo, México
Imelda León-García1, Esteban Rodríguez-Leyva1*, Laura D. Ortega-Arenas1, Juan F. Solís-Aguilar2
1 Entomología y Acarología, Campus Montecillo, Colegio de Postgraduados. 56230. Montecillo, Texcoco, Estado de México, México. *Autor responsable. (esteban@colpos.mx).
]]> 2 Departamento de Parasitología Agrícola, Universidad Autónoma Chapingo. 56230. Chapingo, Estado de México, México.
Recibido: abril, 2011.
Aprobado: marzo, 2012.
Resumen
El gusano cogollero Spodoptera frugiperda es una de las principales plagas que ataca al maíz (Zea mays L.) y céspedes (Paspalum vaginatum Swartz, Cynodon dactylon (L.) Person) en el sur de EE.UU., México, Centro y Sudamérica. Este gusano causa daños al follaje y ocasionalmente pérdida de secciones de la carpeta, y su control se realiza mediante insecticidas. El objetivo de esta investigación fue determinar la susceptibilidad de S. frugiperda a insecticidas de uso común en campos de golf de Quintana Roo, México, para generar las bases de un programa de manejo. Se evaluó la susceptibilidad a los insecticidas lambdacialotrina, deltametrina, ciflutrina y metomil mediante aplicación tópica en el protórax de larvas de tercer ínstar. La mortalidad se registró 24 h después de aplicar los insecticidas y se determinó la línea de respuesta log dosis probit y los valores de DL50 y DL95. La población de S. frugiperda del campo Iberostar Playa Paraíso Golf Club (20° 45' 41" N, 86° 57' 59" O; 3 m altitud) en la Riviera Maya, Quintana Roo, mostró resistencia alta a los insecticidas deltametrina (1002.2x), lambdacialotrina (204.5x), ciflutrina (162.7x) y metomil (183.0x).
Palabras clave: campos de golf, Paspalum vaginatum, Cynodon dactylon, Spodoptera frugiperda, resistencia.
ABSTRACT
]]> The fall armyworm Spodoptera frugiperda is one of the major pests that attacks corn (Zea mays L.) and turfgrass (Paspalum vaginatum Swartz, Cynodon dactylon (L.) Person) in the Southern USA, México, Central and South America. This pest causes damage to foliage and sometimes loss of sections of the golf carpet, and it is controlled by insecticides. The objective of this research was to determine susceptibility of S. frugiperda to insecticides commonly used in golf courses in Quintana Roo, México, to generate bases for a management program. Susceptibility to lambda-cyhalothrin, deltamethrin, cyfluthrin and methomyl was evaluated by topical application on the prothorax of third instar larvae. Mortality was recorded 24 h after applying the insecticides and the log dose response line probit and the LD50 and LD95 values were determined. Spodoptera frugiperda population of the course Iberostar Playa Paraíso Golf Club (20° 45' 41'' N, 86° 57' 59'' W; 3 m altitude) at the Riviera Maya, Quintana Roo, showed high resistance to insecticides deltamethrin (1102.2x), lambda-cyhalothrin (204.5x), cyfluthrin (162.7x) and methomyl (183.0x).Key words: golf courses, Paspalum vaginatum, Cynodon dactylon, Spodoptera frugiperda, resistance.
INTRODUCCIÓN
El gusano cogollero, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), es una de las plagas más comunes que atacan al maíz (Zea mays L.) en el sur de EE.UU., México, Centro y Sudamérica (Rojas et al., 2004; Murúa et al., 2006; Farias et al., 2008). Esta especie tiene varios hospederos, entre ellos pastos (Kumar y Mihm, 2002; Martinez et al., 2004). En México, S. frugiperda daña el césped, principalmente Paspalum vaginatum Swart, de los campos de golf de la Riviera Maya, Quintana Roo (León-García, 2009). En EE.UU. y Canadá se asocia a pasto bermuda (Cynodon dactylon L.), pasto ovillo (Lolium perenne L.) y agrostis (Agrostis spp.) (Reinert et al., 1997; Braman et al., 2004; Pessarakli, 2007).
El gusano cogollero afecta la calidad de los céspedes porque las larvas se alimentan de los márgenes de las hojas y reducen el vigor de las plantas; el daño mayor lo causan cuando muerden la corona de las plantas ocasionando debilitamiento, mal desarrollo y muerte del césped (Potter, 1998; Kumar y Mihm, 2002). Aunque S. frugiperda se considera una plaga ocasional en céspedes en los EE.UU., tiene el potencial para dañar severamente los céspedes del sur; en climas tropicales puede ser una plaga de primer orden (Potter, 1998; Johnson et al., 2002; Potter, 2008). En la Riviera Maya, con clima cálido subhúmedo, S. frugiperda es una plaga importante en campos de golf pero no hay evaluaciones formales de incidencia y daño y su control se realiza con la aplicación de insecticidas (León-García, 2009).
En la literatura revisada no se encontraron estudios sobre el estado actual de la resistencia a insecticidas de poblaciones de S. frugiperda provenientes de césped, pero esta especie tiene un historial importante de casos de resistencia. Por ejemplo, hubo casos de resistencia a compuestos organoclo-rados, organofosforados, carbamatos y piretroides por al menos dos décadas en EE.UU. (Wood et al., 1981; Georghiou y Mellon, 1983; Yu, 1992). Esta situación se repitió con poblaciones recolectadas en maíz en México con los mismos grupos toxicológicos (Pacheco-Covarrubias, 1993; Lagunes-Tejeda et al., 2009) y con piretroides (lambdacialotrina) en Brasil (Diez-Rodríguez y Omoto, 2001). A pesar de las propuestas de manejo integrado de plagas, de la rotación de grupos toxicológicos por regiones, del conocimiento de la actividad de las esterasas asociadas con resistencia a insecticidas organofosforados, piretroides y carbamatos en especies de Heliothis y Spodoptera (Farnsworth et al., 2010), y de la comprensión de la heredabilidad de la resistencia en poblaciones de S. frugiperda (Ríos-Díez y Salda-mando-Benumea 2011), los insecticidas organofos-forados, carbamatos y piretroides tienen una función importante en el mercado de los plaguicidas. El uso desmedido de insecticidas piretroides y carbamatos contra S. frugiperda en los campos de golf en la Riviera Maya permite proponer la hipótesis de que dicha población plaga ha desarrollado resistencia a los insecticidas usados para su control. Por tanto, el objetivo del presente estudio fue determinar la susceptibilidad de S. frugiperda a insecticidas de uso común en los campos de golf en la Riviera Maya.
MATERIALES Y MÉTODOS
Poblaciones de Spodoptera frugiperda
]]> La respuesta a insecticidas se determinó en dos poblaciones, una susceptible y otra de campo. Como población susceptible de referencia se empleó una colonia de S. frugiperda recolectada en maíz en el Estado de México, proporcionada por personal del área de Toxicología del Colegio de Postgraduados, mantenida en laboratorio sobre la misma dieta artificial y libre de presión de selección por insecticidas durante ~5 años. La de campo se inició con ~250 larvas recolectadas durante 2007 y 2008, sobre Paspalum vaginatum Swartz de un campo de golf en Quintana Roo (Iberostar Playa Paraíso Golf Club, 20° 45' 41" N, 86° 57' 59" O; 3 m altitud). Las larvas se colocaron individualmente en vasos de plástico de 25 mL con dieta artificial (Southland Products Inc", Lake Vi-llage, Arkansas) y se trasladaron al Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, para establecer la colonia. Los ensayos de resistencia se realizaron con las generaciones F1 y F2 de la colonia de campo, por lo que se recolectaron larvas periódicamente durante el estudio.Las larvas se alimentaron hasta obtener pupas las cuales se colocaron en cajas petri con papel absorbente y se mantuvieron en jaulas de organza con armazón de alambre (25X25X35 cm), hasta la emergencia de los adultos que se alimentaron con solución azucarada al 10 %. Grupos de 20 adultos, sin distinción de sexo, se colocaron en bolsas de papel de estraza para la oviposición. Los huevos se recolectaron diariamente y se mantuvieron en un recipiente de plástico (16X16X7.5 cm) hasta la emergencia de las larvas, las cuales se transfirieron a recipientes (25 mL) con dieta individual. La población se mantuvo en una cámara de cría a 27±2 °C, 75±10 % HR y fotoperiodo de 14:10 h luz:obscuridad.
Insecticidas
Se seleccionaron cuatro insecticidas usados frecuentemente para controlar S. frugiperda en la Riviera Maya, Quintana Roo (Hernández, V. 2006)[3]. Los compuestos ensayados fueron lambdacialotrina, KARATE ZEON 5 CS® , 92.1 % de pureza, Cía. Syngenta Agro, S. A. de C. V. [(Piretroide (PIRT)]; ciflutrina, BAYTROID®, 96.7 % de pureza, Cía. Bayer de México, S. A. de C. V. [(Piretroide (PIRT)]; deltametrina, DECI S®, 99.2 % de pureza, Cía. Bayer de México, S. A. de C. V. [(Piretroide (PIRT)]; y metomil, METONATE 90 PS®, 90 % de pureza, Cía. Quimix, S. A. de C. V. [(Carbamato (CAR)]. Los primeros tres insecticidas mantienen abiertos los canales de sodio, mientras que el carbamato interfiere en la transmisión sináptica al inhibir la acetilcolinesterasa. Las concentraciones seriadas de los insecticidas se prepararon en acetona grado analítico (REASOL®).
Procedimiento experimental
Se utilizó el método de aplicación tópica propuesto por The American Entomological Society (Anonymous, 1970), depositando 1 μL de una concentración conocida del insecticida, diluido en acetona en grado analítico, en el pronoto de cada larva de tercer ínstar (L3). El insecticida se aplicó con una jeringa Hamilton® para cromatografía de 500 μL, acoplada a un microaplicador manual de repetición.
Primero se determinaron los límites de respuesta a cada insecticida mediante un experimento preliminar (ventana de respuesta biológica), usando dosis de 0.00001, 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1 y 1.0 %, para detectar porcentajes de mortalidad del insecto en el intervalo de cero a 100. Luego se intercalaron dosis logarítmicas que cubrieran dicho intervalo para efectuar el ensayo completo. Las dosis usadas para cada insecticida fueron de siete a 11. Para cada dosis se usaron 10 larvas (45±3 mg de peso) y se realizaron cinco repeticiones. Cada repetición incluyó un testigo al cual sólo se aplicó acetona. Las larvas tratadas se mantuvieron individualmente en vasos de plástico con dieta artificial, en las mismas condiciones ambientales de la cámara de cría.
Después de 24 h de la aplicación de insecticidas se registró la mortalidad individual, donde una larva muerta fue aquella sin capacidad para moverse, desplazarse, o cambiar de posición cuando se ejerció presión en el abdomen con una aguja de disección. El máximo nivel de mortalidad aceptable para el testigo absoluto fue ≤10 % y la mortalidad en los tratamientos se corrigió con de la ecuación de Abbott (Abbot, 1925).
Análisis estadístico
Los resultados se analizaron mediante el programa POLO-PC (LeOra Software, 1987) para obtener la línea de respuesta log dosis probit y los valores de DL50 y DL95, los límites de confianza al 95 % y la respuesta relativa (RR). Los valores de la RR a 50 y 95 % de mortalidad se obtuvieron al dividir la DL50 o DL95 de la población de campo entre la DL50 o DL95 de la población susceptible. Se consideró que las respuestas de las poblaciones comparadas no fueron estadísticamente diferentes cuando los límites de confianza se traslaparon (Robertson y Preisler, 1992).
]]>RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La población de S. frugiperda proveniente del campo de golf de la Riviera Maya es resistente a los insecticidas piretroides y carbamatos evaluados en este estudio. En las dosis letales DL50 y DL95, los límites de confianza al 95 % de la población de campo no se traslaparon con los límites de confianza correspondientes de la población susceptible en ninguno de los casos. Esto situación indica que hay diferencias significativas entre la población de campo y susceptible en ambos grupos de insecticidas (Cuadro 1).
En general, los niveles de resistencia encontrados en la población de S. frugiperda de campo a los piretroides lambdacialotrina (204.5 y 290.6x), ciflutrina (162.7 y 564.6x), y deltametrina (207.8 y 10002.2x) fueron más elevados que aquellos encontrados para el insecticida metomil (183.0 y 29.7x), del grupo de los carbamatos (Cuadro 1). No obstante, todos estos niveles de resistencia se deben considerar elevados. Este estudio es el primer reporte formal del estado actual de la susceptibilidad a insecticidas de S. frugiperda en céspedes de campos de golf de la Riviera Maya. De acuerdo con la información disponible del manejo de campos de golf de esa localidad, los insecticidas metomil y lambdacialotrina se usan para combatir a esta plaga, una de las de mayor importancia en esos céspedes (León-García, 2009). Por tanto, a pesar de no obtener el registro de número de aplicaciones por temporadas, muy probablemente los niveles de resistencia registrados en este estudio están relacionados con el historial de exposición.
Debido a los niveles de resistencia a los insecticidas de los grupos toxicológicos (piretroides y carbamatos) detectados sobre S. frugiperda en la Riviera Maya, los insecticidas que comparten el mismo mecanismo de resistencia que los piretroides (moduladores de los canales de sodio) y carbamatos (interferencia en la transmisión sináptica al inhibir la acetilcolinesterasa) deben limitarse en la región, para no continuar seleccionando resistencia de estos grupos químicos, como se documenta en poblaciones de Florida (Young y McMillan, 1979; Yu, 1992; Yu y McCord Jr., 2007). Debido a la resistencia cruzada de insecticidas que comparten el mismo grupo toxicológico (Lagunes y Villanueva, 1994), se debe insistir en evitar el uso de piretroides, como ciflutrina y deltametrina cuyos niveles de resistencia son extremadamente altos (Cuadro 1), los cuales no se usan en la zona pero en ocasiones algunas compañías los ofrecen como alternativa de uso de otros piretroides.
La resistencia a insecticidas es un proceso dinámico (Georghiou y Lagunes-Tejeda, 1991; Yu, 1992; Rajendra y Gowda, 2006), y los resultados de este estudio no se deben generalizar para los siguientes ciclos de reproducción de S. frugiperda en la Riviera Maya. Aun así, estos resultados indican la necesidad de implementar un esquema de manejo de la resistencia a insecticidas en césped de campos de golf en esa región. Es necesario un seguimiento sistemático para determinar la susceptibilidad o resistencia a otros grupos de insecticidas, y los principales mecanismos de resistencia que se están seleccionando en esta zona, además de establecer medidas que mantengan alcance regional, particularmente porque el área de campos de golf no excede las 600 ha en esta región (Infogolf, 2009; Mexican Caribbean Golf, 2009). Se debe insistir en una guía de productos alternativos a los insecticidas tradicionales usados en los campos de golf en México (organofosforados, piretroides y carbamatos). Otra gama de productos, por ejemplo reguladores de crecimiento, tienen etiquetas de más amigables al ambiente, pero se necesita establecer la conciencia de una rotación de productos para manejar S. frugiperda. De esta manera se podría exponer a las poblaciones de esta plaga a diferente presión de selección, y disminuirá el riesgo de que los niveles de resistencia a determinados productos sean un problema en el manejo regional.
Hay una variable que se deberá incluir en las condiciones de manejo de insecticidas sobre S. frugiperda en estudios futuros. Hay dos poblaciones con diferencias genéticas de S. frugiperda, la variante maíz (Zea mays L.) y la variante arroz (Oryza sativa L.). La primera se desarrolla principalmente en maíz, algodón (Gossypium hirsutum L.) y sorgo (Sorgum vulgare L.), y la segunda prospera mejor en arroz, pasto bermuda (Cynodon dactylon L.) y mijo (Panicum miliaceum L.) (Pashley, 1988; Ríos-Díez y Saldamando-Benjumea, 2011). Estas poblaciones han mostrado respuesta diferencial a insecticidas; particularmente la variante arroz pudo desarrollar más rápidamente resistencia al piretroide lambdacialotrina que la variante maíz (Ríos-Díez y Saldamando-Benjumea, 2011). Estos antecedentes, con la probabilidad de que la variante arroz puede alimentarse de pastos en México (Pashley, 1988), indican la necesidad de incluir caracterizaciones moleculares en futuros estudios de las poblaciones de S. frugiperda en céspedes en la Riviera Maya. Esta información contribuirá al entendimiento de los procesos de selección y respuesta a plaguicidas de esta plaga en esa región.
Es probable que una parte fundamental del origen de los problemas con S. frugiperda en campos de golf en la Riviera Maya, además de la presión de selección por insecticidas, se relacione con lo que sucede en las áreas que rodean los campos de golf pues, aparentemente, no hay hospederos alternos (cultivos) donde no se apliquen insecticidas. Esta situación pudiera ocasionar que no haya poblaciones con genes de susceptibilidad que puedan recombinarse con las resistentes y ayuden a disminuir o retrasar el desarrollo de la resistencia a estos productos (Georghiou y Lagunes-Tejeda, 1991; Yu, 1992, Yu et al., 2003). Probablemente, la combinación de estas condiciones favoreció el desarrollo de mecanismos de resistencia eficientes en las poblaciones de esta especie plaga y sería recomendable que, en lo posible, se mantuvieran áreas o refugios libres de insecticidas que provean individuos susceptibles que puedan disminuir el desarrollo de la resistencia. Además, en el futuro se debería establecer cuáles otros mecanismos de regulación natural pueden contribuir al manejo integrado de esta plaga en esa región.
CONCLUSIÓN
]]> La población de S. frugiperda originaria del campo Iberostar Playa Paraíso Golf Club en la Riviera Maya, Quintana Roo, fue resistente a los insecticidas lambdacialotrina, deltametrina, ciflutrina y metomil.
AGRADECIMIENTOS
A los C. Víctor Hernández y Greg Bond por su invaluable apoyo durante el desarrollo de la investigación. Al consorcio Iberostar Playa Paraíso Golf Club por el financiamiento parcial para el desarrollo de este trabajo. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la beca para la realización de estudios de doctorado de la autora. A las empresas Syngenta Agro, S. A. de C. V., Bayer de México, S. A. de C. V. y Quimix, S. A. de C. V. por proporcionar los insecticidas que se utilizaron en este trabajo.
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