Estudio de los semioquímicos responsables de la interacción entre la guayaba (Psidium guajava L) y el picudo de la guayaba Conotrachelus psidii Marshall

Abstract

El picudo de la guayaba Conotrachelus psidii Marshall es considerado como una de las principales plagas del cultivo de la guayaba en Colombia y en otros países productores como Brasil. Este insecto-plaga se encuentra ampliamente distribuido en las diferentes zonas de producción de guayaba en Colombia y causa pérdidas significativas en los departamentos de Santander y Boyacá. Este estudio se realizó con el objetivo de identificar los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) responsables de las interacciones en el sistema guayaba Psidium guajava L.- insecto Conotrachelus psidii Marshall. La investigación implicó tres etapas: en la primera se identificaron los VOCs responsables de las interacciones planta–insecto e insecto-insecto; en la segunda se evalúo la interacción entre algunos de los VOCs identificados y el picudo de la guayaba y en la tercera, con base en la atracción de los semiquímicos identificados, se ensayó una alternativa para la captura del C. psidii en el campo. Se identificaron tres terpenos volátiles presentes en todos los tejidos reproductivos de la guayaba evaluados, limoneno, β-cariofileno y copaeno. Estos compuestos fueron cuantitativamente importantes en las fases fenológicas yema floral y fruto cuajado, en las cuales se ha reportado que llega el C. psidii. Entre los VOCs identificados en la planta, dos fueron también detectados tanto en los machos como en las hembras de C. psidii, lo cual sugirió su papel como cairomonas. Adicionalmente, se identificaron el papayanol y el papayanal como compuestos volátiles liberados específicamente por los machos de C. psidii, lo cual indica que son componentes de su feromona de agregación. La evaluación de las respuestas electrofisiológicas y de comportamiento del C. psidii permitió determinar la atracción del insecto hacia algunos de los VOCs provenientes del hospedero y del propio insecto. Así, se confirmó la participación del limoneno y el (1R,2S,6R)-papayanol como semioquímicos de la especie y se estableció que podrían ser potencialmente usados para la detección y el monitoreo de los adultos de C. psidii en el campo. Esto representa una herramienta muy útil para ser incluida dentro del programa de manejo integrado de esta plaga mediante el uso de semioquímicos.

Abstract. The guava weevil Conotrachelus psidii Marshall is considered one of the the greatest pests of the guava in Colombia and in other producing countries such as Brazil. This pest is widely distributed in the different areas of production of guava in Colombia and causes significant losses in Santander and Boyacá, in which guava is a very important crop. This study was carried out with the aim of identifying the volatile organic compounds (VOCs) involved in the interaction of the system guava Psidium guajava L.- insect Conotrachelus psidii Marshall. The research involved three stages: the VOCs responsibles of the interactions plant-insect and insect-insect were identified, then the interaction between the identified VOCs and the guava weevil was evaluated and finally an alternative for the capture of C. psidii was tested in the field, based on the attraction towards the identified semiochemicals. Three terpenic volatiles were present in all of the guava reproductive tissues, limonene, β-caryophyllene and copaene being quantitatively important in flower bud and fruit setting, the two guava stages when C. psidii is commonly found. Among identified compounds, two guava VOCs were detected in both male and female insects, this suggesting a possible role as kairomones for C. psidii host plant finding. Additionally, two male-specific guava weevil VOCs: papayanol and papayanal were identified as potential to be pheromone components. The C. psidii behavioral and electrophysiological responses allowed establishing the insect attraction to some of the VOCs from the host and their conspecifics. Thus, the participation of limonene and the (1R,2S,6R)- papayanol as C. psidii semiochemicals was confirmed and its potential use for detection and monitoring of the guava weevil was established. These results represent a very useful tool to be included as a part of the integrated management program of this pest through the use of semiochemicals.

Resumo O bicudo da goiaba Conotrachelus psidii Marshall é considerado uma das principais pragas do cultivo da goiaba na Colômbia e em outros países produtores como o Brasil. Esta praga encontra-se amplamente distribuída nas diferentes zonas de produção de goiaba na Colômbia e causa perdas significativas em vários Estados tais como Santander e Boyacá. Este estudo teve como objetivo identificar os compostos orgânicos volá- teis (VOCs) responsáveis pelas interações no sistema goiaba Psidium guajava L. - e o inseto Conotrachelus psidii Marshall. A investigação foi conduzida em três etapas: na primeira foram identificados os VOCs presentes nas interações planta-inseto e inseto-inseto; na segunda avaliou-se a interação entre os VOCs identificados e o inseto C. psidii e na terceira, com base na atração dos semiquímicos identificados, testou-se uma alternativa para a captura de C. psidii no campo. A partir dos resultados obtidos foram identificaram três VOCs presentes em todos os tecidos da goiabeira avaliados, o limoneno, o β-cariofileno e o copaeno. Estes compostos foram quantitativamente importantes nas fases fenológicas de gema floral e fruto em fase inicial, nas quais se reportou chegadado C. psidii. Dos VOCs identificados na planta, dois foram também detectados tanto nos machos como nas fêmeas de C. psidii, sugerindo se tratar de cairomônios. Foram também identificados o papayanol e o papayanal liberados especificamente pelos machos de C. psidii, indicando tratar-se possivelmente dos componentes de seu feromônio de agregação. A avaliação das respostas eletrofisiológicas e de comportamento do C. psidii permitiu determinar a atração do inseto para alguns dos VOCs provenientes do hospedeiro e do próprio inseto. A partir destes resultados foi confirmado a participação do limoneno e o (1R,2S,6R)-papayanol como semioquímicos da espécie, sugerindo serem potencialmente úteis para a detecção e o monitoramento do bicudo da goiaba, C. psidii no campo, como uma estratégia útil para ser incluída dentro do programa de manejo integrado desta praga.