Movement of Heterorhabditis amazonensis and Steinernema arenarium in search of corn fall armyworm larvae in artificial conditions

Spodoptera frugiperda (Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) is considered to be the main pest of maize crops in Brazil. Entomopathogenic nematodes (EPN) may be used to control this pest and exhibit different, unique abilities to search for their hosts. The movement of EPN in relation to S. frugiperda was evaluated. To test for horizontal movement, a styrofoam enclosure filled with sand was divided into segments, nematodes were placed at the entrance to the enclosure and a larva was placed at the end of each division. The same approach was used to evaluate vertical movement; however, PVC pipes were used in this case. In general, the mortality was inversely proportional to the initial distance between host and nematodes. In the vertical displacement test, both nematodes were able to kill the larvae up to a distance of 25 cm. Therefore, the infective juveniles of H. amazonensis and S. arenarium can search out, infect and kill larvae of S. frugiperda at distances of up to 60 cm and 25 cm of horizontal and vertical displacement, respectively.

Movement of Heterorhabditis amazonensis and Steinernema arenarium in search of corn fall armyworm larvae in artificial conditions

Spodoptera frugiperda (Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) is considered to be the main pest of maize crops in Brazil. Entomopathogenic nematodes (EPN) may be used to control this pest and exhibit different, unique abilities to search for their hosts. The movement of EPN in relation to S. frugiperda was evaluated. To test for horizontal movement, a styrofoam enclosure filled with sand was divided into segments, nematodes were placed at the entrance to the enclosure and a larva was placed at the end of each division. The same approach was used to evaluate vertical movement; however, PVC pipes were used in this case. In general, the mortality was inversely proportional to the initial distance between host and nematodes. In the vertical displacement test, both nematodes were able to kill the larvae up to a distance of 25 cm. Therefore, the infective juveniles of H. amazonensis and S. arenarium can search out, infect and kill larvae of S. frugiperda at distances of up to 60 cm and 25 cm of horizontal and vertical displacement, respectively.

Substrates for storing entomopathogenic nematodes (Rhabditida: Steinernematidae, Heterorhabditidae)

The survival of entomopathogenic nematodes under laboratory conditions is low. With the aim of evaluating substrates to extend the survival of entomopathogenic nematodes, suspensions of Heterorhabditis sp. JPM4 and Steinernema carpocapsae All (3,000 IJ mL-1) were added to dirt, fine sand, coarse sand, foam, expanded clay, phenolic foam, agar, corn starch, Plantmax®, and water. The substrates were placed on Petri dishes (5 cm) and kept at 16 ± 1°C. Survival evaluations were made after 30, 60, 90, 120, 150, and 180 days, with three replicates. After 180 d, a greater percentage of S. carpocapsae infective juveniles (IJs) were still alive in the foam treatment (57.5%) as compared to other treatments, while expanded clay (28.4%), Plantmax® (9.3%) and phenolic foam (11%) were not effective in maintaining the survival rate. Foam (55.6%), coarse sand (53.1%), and fine sand (50.6%) provided greater Heterorhabditis sp. JPM4 IJ survival at 180 days. Agar (19.3%), phenolic foam (11.6%), and Plantmax® (10.7%) had lower survival indices than the control (29.7%). The use of an appropriate substrate can provide greater IJ survival.

Os nematóides entomopatogênicos apresentam baixa viabilidade em condições de laboratório. Com o objetivo de avaliar substratos para prolongar a sobrevivência dos nematóides entomopatogênicos, suspensões de Heterorhabditis sp. JPM4 e Steinernema carpocapsae All (3.000 JI mL-1) foram adicionadas aos substratos solo, areia fina, areia grossa, espuma, argila expandida, esponja fenólica, ágar, amido de milho, Plantmax® e água. Estes foram colocados em placas de Petri (5 cm) e mantidos a 16 ± 1°C. As avaliações foram feitas após 30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias, com três repetições para cada dia. Após 180 dias, para S. carpocapsae All o substrato espuma (57,5%) manteve maior porcentagem de juvenis infectantes (JI) vivos; argila expandida (28,4%), Plantmax® (9,3%) e esponja fenólica (11%) não foram eficientes para manutenção da sobrevivência. Para Heterorhabditis sp. JPM4, espuma (55,6%), areia grossa (53,1%) e areia fina (50,6%) proporcionaram maior sobrevivência dos JI ao final de 180 dias. Ágar (19,3%), esponja fenólica (11,6%) e Plantmax® (10,7%) tiveram índices de sobrevivência inferiores ao da testemunha (29,7%). O uso de substrato adequado pode propiciar maior sobrevivência de JI.

Substrates for storing entomopathogenic nematodes (Rhabditida: Steinernematidae, Heterorhabditidae)

The survival of entomopathogenic nematodes under laboratory conditions is low. With the aim of evaluating substrates to extend the survival of entomopathogenic nematodes, suspensions of Heterorhabditis sp. JPM4 and Steinernema carpocapsae All (3,000 IJ mL-1) were added to dirt, fine sand, coarse sand, foam, expanded clay, phenolic foam, agar, corn starch, Plantmax®, and water. The substrates were placed on Petri dishes (5 cm) and kept at 16 ± 1°C. Survival evaluations were made after 30, 60, 90, 120, 150, and 180 days, with three replicates. After 180 d, a greater percentage of S. carpocapsae infective juveniles (IJs) were still alive in the foam treatment (57.5%) as compared to other treatments, while expanded clay (28.4%), Plantmax® (9.3%) and phenolic foam (11%) were not effective in maintaining the survival rate. Foam (55.6%), coarse sand (53.1%), and fine sand (50.6%) provided greater Heterorhabditis sp. JPM4 IJ survival at 180 days. Agar (19.3%), phenolic foam (11.6%), and Plantmax® (10.7%) had lower survival indices than the control (29.7%). The use of an appropriate substrate can provide greater IJ survival.

Os nematóides entomopatogênicos apresentam baixa viabilidade em condições de laboratório. Com o objetivo de avaliar substratos para prolongar a sobrevivência dos nematóides entomopatogênicos, suspensões de Heterorhabditis sp. JPM4 e Steinernema carpocapsae All (3.000 JI mL-1) foram adicionadas aos substratos solo, areia fina, areia grossa, espuma, argila expandida, esponja fenólica, ágar, amido de milho, Plantmax® e água. Estes foram colocados em placas de Petri (5 cm) e mantidos a 16 ± 1°C. As avaliações foram feitas após 30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias, com três repetições para cada dia. Após 180 dias, para S. carpocapsae All o substrato espuma (57,5%) manteve maior porcentagem de juvenis infectantes (JI) vivos; argila expandida (28,4%), Plantmax® (9,3%) e esponja fenólica (11%) não foram eficientes para manutenção da sobrevivência. Para Heterorhabditis sp. JPM4, espuma (55,6%), areia grossa (53,1%) e areia fina (50,6%) proporcionaram maior sobrevivência dos JI ao final de 180 dias. Ágar (19,3%), esponja fenólica (11,6%) e Plantmax® (10,7%) tiveram índices de sobrevivência inferiores ao da testemunha (29,7%). O uso de substrato adequado pode propiciar maior sobrevivência de JI.

EFEITO ANTAGÔNICO DE Trichoderma sp. NO DESENVOLVIMENTO DE Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. e Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorok

The objective of this work was to evaluate the effect of Trichoderma sp. on the development of Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae. The fungus Trichoderma sp. was inoculated on PDA culture medium, 0, 48, 120 and 168 hours after inoculation of the same plates with either B. bassiana (isolate 634) or M. anisopliae (isolate E-9). The radial growth of fungal colonies was measured 48 and 120 hours after Trichoderma sp. inoculation. Trichoderma sp. affected the development of both entomopathogenic fungi when inoculated simultaneously or 48 hours later. B. bassiana and M. anisopliae had normal development when inoculated 168 hours before Trichoderma sp. The effect of a toxic extract from Trichoderma sp. on the entomopathogenic fungi was also evaluated. Aliquots of 0.1, 0.5, 1.0 and 5.0 ml of extract were added to 100 ml of PDA medium, used to grow the entomopathogens. The radial growth of B. bassiana and M. anisopliae colonies grown in the presence of the extract were measured and the number of conidia produced per colony was counted. With 5% of extract in the medium, mycelial growth and conidiogenesis of B. bassiana decreased. M. anisopliae growth was affected by culture medium containing 1% or more of the extract.

Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de Trichoderma sp. no desenvolvimento de Beauveria bassiana e Metarhizium anisopliae. Trichoderma sp., B. bassiana (isolado 634) e M. anisopliae (isolado E-9) foram inoculados em meio BDA, com intervalos de 0, 48, 120 e 168 horas entre a inoculação de Trichoderma sp. e dos entomopatógenos. Avaliou-se o crescimento radial das colônias nos períodos de 48 e 120 horas após a inoculação de Trichoderma sp., sendo que este afetou o desenvolvimento dos entomopatógenos quando inoculado simultaneamente ou após 48 horas. B. bassiana e M. anisopliae desenvolveram-se normalmente quando inoculados 168 horas antes de Trichoderma sp.. Também foi avaliado o efeito de um extrato de Trichoderma sp. sobre os entomopatógenos, com a adição de 0,1; 0,5; 1,0 e 5,0 ml de extrato/100,0 ml de meio, onde foram inoculados os entomopatógenos. Foram medidos os diâmetros de colônias e o número de conídios produzidos por B. bassiana e M. anisopliae na presença do extrato. A concentração de 5,0 ml de extrato/100,0 ml de meio alterou o crescimento e a conidiogênese de B. bassiana. O fungo M. anisopliae foi afetado a partir da adição de 1,0 ml de extrato/100,0 ml de meio.

EFEITO ANTAGÔNICO DE Trichoderma sp. NO DESENVOLVIMENTO DE Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. e Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorok

The objective of this work was to evaluate the effect of Trichoderma sp. on the development of Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae. The fungus Trichoderma sp. was inoculated on PDA culture medium, 0, 48, 120 and 168 hours after inoculation of the same plates with either B. bassiana (isolate 634) or M. anisopliae (isolate E-9). The radial growth of fungal colonies was measured 48 and 120 hours after Trichoderma sp. inoculation. Trichoderma sp. affected the development of both entomopathogenic fungi when inoculated simultaneously or 48 hours later. B. bassiana and M. anisopliae had normal development when inoculated 168 hours before Trichoderma sp. The effect of a toxic extract from Trichoderma sp. on the entomopathogenic fungi was also evaluated. Aliquots of 0.1, 0.5, 1.0 and 5.0 ml of extract were added to 100 ml of PDA medium, used to grow the entomopathogens. The radial growth of B. bassiana and M. anisopliae colonies grown in the presence of the extract were measured and the number of conidia produced per colony was counted. With 5% of extract in the medium, mycelial growth and conidiogenesis of B. bassiana decreased. M. anisopliae growth was affected by culture medium containing 1% or more of the extract.

Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de Trichoderma sp. no desenvolvimento de Beauveria bassiana e Metarhizium anisopliae. Trichoderma sp., B. bassiana (isolado 634) e M. anisopliae (isolado E-9) foram inoculados em meio BDA, com intervalos de 0, 48, 120 e 168 horas entre a inoculação de Trichoderma sp. e dos entomopatógenos. Avaliou-se o crescimento radial das colônias nos períodos de 48 e 120 horas após a inoculação de Trichoderma sp., sendo que este afetou o desenvolvimento dos entomopatógenos quando inoculado simultaneamente ou após 48 horas. B. bassiana e M. anisopliae desenvolveram-se normalmente quando inoculados 168 horas antes de Trichoderma sp.. Também foi avaliado o efeito de um extrato de Trichoderma sp. sobre os entomopatógenos, com a adição de 0,1; 0,5; 1,0 e 5,0 ml de extrato/100,0 ml de meio, onde foram inoculados os entomopatógenos. Foram medidos os diâmetros de colônias e o número de conídios produzidos por B. bassiana e M. anisopliae na presença do extrato. A concentração de 5,0 ml de extrato/100,0 ml de meio alterou o crescimento e a conidiogênese de B. bassiana. O fungo M. anisopliae foi afetado a partir da adição de 1,0 ml de extrato/100,0 ml de meio.

External development of the entomopathogenic fungi Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae in the subterranean termite Heterotermes tenuis

The subterranean termite Heterotermes tenuis is one of the main pests of sugarcane and eucalyptus in Brazil, and the use of entomopathogenic fungi, alone or associated to chemicals, is an efficient and environmentally favorable method for its control. Studies related to the fungal development on these insects are important due to the effect of insect behavior on entomopathogens. The objective of this work was to describe the external development of Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae on H. tenuis using Scanning Electron Microscopy (SEM), determining the duration of the different phases of fungal infection. Two fixation techniques for preparing SEM samples were also evaluated. Worker specimens of H. tenuis were inoculated with a 1 x 10(9) conidia mL-1 suspension of the fungi and maintained at 25±1ºC and 70±10% relative humidity. Insects were collected from 0 to 144 hours after inoculation and prepared on SEM stubs for each of the two fixation techniques. The results obtained with the two techniques were compared and duration of the different phases of the infection process were estimated from SEM observations and compared for three fungal isolates. B. bassiana and M. anisopliae have similar development cycles on the termite, but some important differences exist. The penetration, colonization and conidiogenesis phases are relatively faster for M. anisopliae than for B. bassiana, which results in a faster rate of insect mortality. The fixation technique with OsO4 vapor is suitable for preparation of insects to be used in SEM observation of the developmental stages of entomopathogenic fungi.

O cupim subterrâneo Heterotermes tenuis , uma das principais pragas da cana-de-açúcar e eucalipto no Brasil, e o uso de fungos entomopatogênicos, isoladamente ou associados a produtos químicos, é um método eficiente e ambientalmente seguro para seu controle. Estudos relacionados ao desenvolvimento fúngico nestes insetos são importantes devido ao efeito do comportamento dos insetos sobre entomopatógenos. O objetivo deste trabalho foi descrever o desenvolvimento de Beauveria bassiana e Metarhizium anisopliae sobre H. tenuis por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), determinando a duração das fases de infecção fúngica. Também foram avaliadas duas técnicas de fixação para o preparo de amostras para MEV. Operários de H. tenuis foram inoculados com suspensões fúngicas de 1 x 10(9) conídios mL-1 e mantidos a 25 ± 1ºC e umidade relativa de 70 ± 10%. Foram coletados insetos de 0 a 144 horas após a inoculação e preparados pelas duas técnicas de fixação. Foram comparados os resultados obtidos com as duas técnicas e estimadas e comparadas as durações das fases do processo de infecção para três isolados fúngicos por meio de observações em MEV. B. bassiana e M. anisopliae têm ciclos de desenvolvimento semelhantes sobre H. tenuis, mas algumas diferenças importantes existem. As fases de penetração, colonização e conidiogênese são relativamente mais rápidas para M. anisopliae que para B. bassiana, o que resulta em uma taxa mais rápida de mortalidade do inseto. A técnica de fixação com vapor de OsO4 é satisfatória para preparação de insetos para observação do desenvolvimento de fungos entomopatogênicos em MEV.

External development of the entomopathogenic fungi Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae in the subterranean termite Heterotermes tenuis

The subterranean termite Heterotermes tenuis is one of the main pests of sugarcane and eucalyptus in Brazil, and the use of entomopathogenic fungi, alone or associated to chemicals, is an efficient and environmentally favorable method for its control. Studies related to the fungal development on these insects are important due to the effect of insect behavior on entomopathogens. The objective of this work was to describe the external development of Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae on H. tenuis using Scanning Electron Microscopy (SEM), determining the duration of the different phases of fungal infection. Two fixation techniques for preparing SEM samples were also evaluated. Worker specimens of H. tenuis were inoculated with a 1 x 10(9) conidia mL-1 suspension of the fungi and maintained at 25±1ºC and 70±10% relative humidity. Insects were collected from 0 to 144 hours after inoculation and prepared on SEM stubs for each of the two fixation techniques. The results obtained with the two techniques were compared and duration of the different phases of the infection process were estimated from SEM observations and compared for three fungal isolates. B. bassiana and M. anisopliae have similar development cycles on the termite, but some important differences exist. The penetration, colonization and conidiogenesis phases are relatively faster for M. anisopliae than for B. bassiana, which results in a faster rate of insect mortality. The fixation technique with OsO4 vapor is suitable for preparation of insects to be used in SEM observation of the developmental stages of entomopathogenic fungi.

O cupim subterrâneo Heterotermes tenuis , uma das principais pragas da cana-de-açúcar e eucalipto no Brasil, e o uso de fungos entomopatogênicos, isoladamente ou associados a produtos químicos, é um método eficiente e ambientalmente seguro para seu controle. Estudos relacionados ao desenvolvimento fúngico nestes insetos são importantes devido ao efeito do comportamento dos insetos sobre entomopatógenos. O objetivo deste trabalho foi descrever o desenvolvimento de Beauveria bassiana e Metarhizium anisopliae sobre H. tenuis por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), determinando a duração das fases de infecção fúngica. Também foram avaliadas duas técnicas de fixação para o preparo de amostras para MEV. Operários de H. tenuis foram inoculados com suspensões fúngicas de 1 x 10(9) conídios mL-1 e mantidos a 25 ± 1ºC e umidade relativa de 70 ± 10%. Foram coletados insetos de 0 a 144 horas após a inoculação e preparados pelas duas técnicas de fixação. Foram comparados os resultados obtidos com as duas técnicas e estimadas e comparadas as durações das fases do processo de infecção para três isolados fúngicos por meio de observações em MEV. B. bassiana e M. anisopliae têm ciclos de desenvolvimento semelhantes sobre H. tenuis, mas algumas diferenças importantes existem. As fases de penetração, colonização e conidiogênese são relativamente mais rápidas para M. anisopliae que para B. bassiana, o que resulta em uma taxa mais rápida de mortalidade do inseto. A técnica de fixação com vapor de OsO4 é satisfatória para preparação de insetos para observação do desenvolvimento de fungos entomopatogênicos em MEV.