Discovery of the first maize-infecting mastrevirus in the Americas using a vector-enabled metagenomics approach.

The genus Mastrevirus (family Geminiviridae) is composed of single-stranded DNA viruses that infect mono- and dicotyledonous plants and are transmitted by leafhoppers. In South America, there have been only two previous reports of mastreviruses, both identified in sweet potatoes (from Peru and Uruguay). As part of a general viral surveillance program, we used a vector-enabled metagenomics (VEM) approach and sampled leafhoppers (Dalbulus maidis) in Itumbiara (State of Goiás), Brazil. High-throughput sequencing of viral DNA purified from the leafhopper sample revealed mastrevirus-like contigs. Using a set of abutting primers, a 2746-nt circular genome was recovered. The circular genome has a typical mastrevirus genome organization and shares <63% pairwise identity with other mastrevirus isolates from around the world. Therefore, the new mastrevirus was tentatively named "maize striate mosaic virus". Seventeen maize leaf samples were collected in the same field as the leafhoppers, and ten samples were found to be positive for this mastrevirus. Furthermore, the ten genomes recovered from the maize samples share >99% pairwise identity with the one from the leafhopper. This is the first report of a maize-infecting mastrevirus in the Americas, the first identified in a non-vegetatively propagated mastrevirus host in South America, and the first mastrevirus to be identified in Brazil.

Population genomics of fall armyworm by genotyping-by-sequencing: Implications for pest management.

The fall armyworm (FAW), Spodoptera frugiperda, is a significant pest of many crops in the world and it is native to the Americas, where the species has shown the ability to rapidly evolve resistance to insecticides and transgenic plants. Despite the importance of this species, there is a gap in the knowledge regarding the genetic structure of FAW in South America. Here, we examined the genetic diversity of FAW populations across a wide agricultural area of Brazil and Argentina using a Genotyping-by-Sequencing (GBS) approach. We also characterized samples by their host strain based on mitochondrial and Z-linked genetic markers. The GBS methodology enabled us to discover 3309 SNPs, including neutral and outlier markers. Data showed significant genetic structure between Brazil and Argentina populations, and also among the Argentinian ecoregions. Populations inside Brazil showed little genetic differentiation indicating high gene flow among locations and confirming that structure is related to the presence of corn and rice strains. Outlier analysis indicated 456 loci putatively under selection, including genes possibly related to resistance evolution. This study provides clarification of the population genetic structure of FAW in South America and highlights the importance of genomic research to understand the risks of spread of resistance genes.

Insecticide seed treatment against corn leafhopper: helping protect grain yield in critical plant growth stages.

BACKGROUND: The corn leafhopper, Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), spreads maize stunt pathogens and requires timely and effective crop protection. We determined the interaction between maize phenology and the vector feeding/infection period by stunt pathogens with the residual efficacy of neonicotinoid insecticidal seed treatments. Greenhouse- and field-grown maize plants, seed-treated with clothianidin or imidacloprid insecticides, were infested during seven growth stages with corn leafhoppers reared under controlled conditions on maize plants displaying infection symptoms by both spiroplasma (corn stunt spiroplasma, Spiroplasma kunkelii) and phytoplasma (maize bushy phytoplasma) pathogens. RESULTS: In the greenhouse and field settings, seed treatment reduced the stunt disease symptoms and corn yield loss during the VE-V4 maize growth stages and caused no phytotoxicity. The neonicotinoid seed treatment reduced 20-60% of the yield losses from the corn stunt disease until the V4 growth stage. Infestation by infective corn leafhoppers in the V12 maize growth stage caused a 25-30% yield loss irrespective of seed treatment, yet no stunt disease symptom was evident. Nonetheless, corn yield losses and visual stunt symptoms as rated by a nine-category ordinal scale were strongly correlated (r = 0.79, P < 0.01). CONCLUSION: These results reinforce that maize plants are more susceptible to leafhopper stunt disease during the VE-V4 growth stages (emergence to the fourth-leaf stage). Seed treatment helps reduce the damage in the early growth stages (VE-V2), although supplemental control measures depending on leafhopper population density may be needed from VE-V12 to protect yield losses from the maize stunt condition. © 2021 Society of Chemical Industry.

Spatial-temporal distribution of Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae) and factors affecting its abundance in Brazil corn.

BACKGROUND: Since the last decade, Dalbulus maidis has become the primary pest in cornfields, particularly due to its ability to transmit plant pathogens. Dalbulus maidis is the main vector of the corn stunt spiroplasma and maize bushy stunt phytoplasma. However, there is little information available on this pest. Understanding its spatial dynamics may allow us to determine how its infestations begin and to identify its colonization patterns, dispersal, and the role of landscape structure on D. maidis dynamics. Thus, this study aimed to investigate within-field spatial distribution and the factors associated with D. maidis abundance in five commercial fields. RESULTS: In all fields, higher infestations occurred at the boundaries of the central pivot, showing a clear edge-biased distribution. Ranges varied from 100.4 to 611.8 m, and our models' overall fit indicated strong to moderate spatial dependency. Additionally, correlation analyses indicated a positive effect of air temperature on the population of D. maidis. Conversely, rainfall negatively affected D. maidis. CONCLUSION: This study provides essential guidance for improving D. maidis integrated pest management at regional and local scales. Based on its high dispersal ability, our study suggests the need for a legislative or regulatory method of control for D. maidis, especially in regions where corn has more than one growing season. © 2022 Society of Chemical Industry.

Economic injury levels and economic thresholds for Leptoglossus zonatus (Dallas) (Hemiptera: Coreidae) infesting seed maize.

BACKGROUND: Although Leptoglossus zonatus is considered a secondary pest of maize grown for grain, when grown for seed, this pest can cause significant economic damage. There are no records of management recommendations for this pest. The objectives of this work were to quantify losses caused by L. zonatus to different genotypes used for seed maize production and to estimate the acute toxicity of selected insecticides to L. zonatus using different application technologies. The ultimate goal was to calculate economic injury levels (EILs) and develop economic thresholds (ETs) for L. zonatus infesting seed maize. RESULTS: EILs and ETs varied, respectively, from 3 to 8 and from 2 to 6 adults per 1000 plants, depending on the genotype, insecticide and application technology. Effective control was obtained by using aerial or ground application of λ-cyhalothrin (10.6%) + thiametoxan (14.1%) or permethrin (38.4%) at the rates of 1.48 mL ha-1 and 27.10 mL ha-1 , respectively, or ground application of methomyl (21.5%) at the rate of 244.06 mL ha-1 . CONCLUSION: Maize grown for seed is susceptible to L. zonatus damage during reproductive stages, and the pest densities requiring management vary with genotype, insecticide, and application technology. These results contribute significantly to integrated pest management (IPM) for seed maize. © 2017 Society of Chemical Industry.

Desenvolvimento e exigências térmicas de Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae) em ovos de Bonagota cranaodes (Meyrick) (Lepidoptera: Tortricidae) / Development and thermal requirements of Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae) on eggs of Bonagota cranaodes (Meyrick) (Lepidoptera: Tortricidae)

O objetivo do trabalho foi estudar o desenvolvimento do parasitóide Trichogramma pretiosum Riley em ovos de Bonagota cranaodes (Meyrick), sob diferentes temperaturas. Foram utilizadas sete temperaturas constantes (14, 18, 20, 22, 25, 28 e 30°C), umidade de 70 ± 10 por cento e fotoperíodo de 14h. Foram utilizadas 40 repetições com 20 ovos parasitados de B. cranaodes mantidos em tubos de vidro (8,5 x 2,5 cm), vedados com filme plástico transparentes. Para o cálculo do limiar inferior de temperatura (Tb) e da constante térmica (K) foi utilizado o método da hipérbole. A Tb foi de 11,9°C e a constante térmica 153,4 GD. A faixa de temperatura mais adequada para a criação de T. pretiosum situou-se entre 25°C e 30°C, quando se obteve o menor ciclo ovo-adulto, maiores taxas de emergência e o maior número de indivíduos emergidos por ovo.

The aim of this study was to evaluate the development of Trichogramma pretiosum Riley on eggs of Bonagota cranaodes (Meyrick) under different temperatures. B. cranaodes eggs were maintained under seven constant temperatures (14, 18, 20, 22, 25, 28 and 30°C), 70 ± 10 percent R.H. and, 14 h L. Forty replicates with 20 parasitized eggs each were kept in glass tubes (8.5 x 2.5 cm) covered with a plastic film. The method of hyperbole was used to calculate the temperature threshold (Tb) and the thermal constant (K). The Tb obtained was 11.9°C and to thermal constant was 153,4 DD. The most favorable temperature range was from 25°C to 30°C, at which the shortest egg-adult development period and the highest survivorship were observed.

Aspectos biológicos de Argyrotaenia sphaleropa (Meyrick 1909) (Lepidoptera: Tortricidae) em Dietas Artificiais com Diferentes Fontes Proteicas / Biological aspects of Argyrotaenia sphaleropa (Meyrick, 1909) (Lepidoptera: Tortricidae) in artificial diets with different protein sources

Estudaram-se aspectos da biologia de Argyrotaenia sphaleropa Meyrick em dietas artificiais com diferentes fontes proteicas: D1-feijão branco, germe de trigo, proteína de soja e caseína; D2-feijão carioca e levedura de cerveja e D3-feijão carioca, levedura de cerveja e germe de trigo, avaliando-se a duração e viabilidade e todas as fases de desenvolvimento desse inseto (ovo, lagarta, pré-pupa e pupa) e do ciclo total (ovo-adulto), razão sexual, peso de pupas, fecundidade, longevidade e tabela de vida de fertilidade. Os experimentos foram conduzidos em laboratório a 25±1°C, 65±10 por cento UR e fotofase de 14 horas. A duração da fase de ovo foi de 6,6 dias nas três dietas. A maior duração das fases lagarta e pré-pupa foi em D1 e de pupa em D2, resultando em maior duração do ciclo total nestas duas dietas (30,9 e 30,8 dias). A viabilidade total foi superior a 62 por cento em todas as dietas, independente da fonte proteica. O número de ínstares foi de quatro a cinco nas três dietas. A menor fecundidade foi observada em D1. Através da tabela de vida de fertilidade, a dieta D3 foi a mais adequada para criação de A. sphaleropa por ter proporcionado menor duração de desenvolvimento (T), maior razão finita de aumento (l) e viabilidade total superior a 75 por cento.

Efeito de dietas artificiais para a alimentação de adultos de Bonagota cranaodes (Meyrick) (Lepidoptera: Tortricidae), em laboratório / Effect of artificial diets for the adults of Bonagota cranaodes feeding (Meyrick) (Lepidoptera: Tortricidae), in laboratory

Adultos de Bonagota cranaodes (Meyrick) (Lepidoptera: Tortricidae) submetidos a tratamentos com água, solução de mel a 10 por cento, solução de mel a 10 por cento + 25 por cento de cerveja e sem alimento foram mantidos em gaiolas de PVC transparente para avaliar a fecundidade, longevidade e viabilidade de ovos em laboratório a 25±1°C e 70±10 por cento de UR. Maior longevidade de fêmeas e machos e número de ovos/fêmea foram obtidos nos substratos compostos de mel a 10 por cento (17,75 dias, 17,35 dias e 14,07 ovos/postura) e mel a 10 por cento + 25 por cento de cerveja (18,25 dias, 18,20 dias e 12,71 ovos/postura). A viabilidade dos ovos e a duração do período embrionário foram semelhantes em todos os tratamentos. O substrato alimentar mel a 10 por cento + 25 por cento de cerveja, apresentou efeitos semelhantes ao substrato composto de apenas mel a 10 por cento sobre a longevidade, fertilidade e viabilidade dos ovos. Entretanto, devido ao menor custo, a dieta a base de mel apresenta melhor potencial de utilização para manutenção da criação do inseto em laboratório.

Biologia comparada de Spodoptera cosmioides (Walk. ) (Lepidoptera: Noctuidae) em cebola, mamona, soja e feijão / Compared biology of Spodoptera cosmioides (Walk. ) (Lepidoptera: Noctuidae) in onion, castor oil plant, soybean and bean

Estudou-se a biologia de Spodoptera cosmioides (Walk.) sobre quatro hospedeiros naturais (folhas de cebola, mamona, soja cv. Embrapa 48 e feijäo cv. Carioca). Foram avaliados a duraçäo e viabilidade das fases imaturas e do ciclo total, número de ínstares, peso de pupas, razäo sexual, porcentagem de deformaçäo de adultos e de adultos näo liberados dos invólucros pupais, longevidade de adultos, fecundidade e viabilidade de ovos. Observou-se menor duraçäo e maior viabilidade do período ovo-adulto para mamona e cebola (39,7 dias e 21,7 por cento e 40,5 dias e 21,8 por cento, respectivamente), do que para soja (46,0 dias e 3,9 por cento). O peso pupal foi de 444,6 mg em cebola, 420,0 em feijäo, 396,6 em mamona e 298,7 em soja. Constatou-se um predomínio de seis ínstares larvais em folhas de cebola e mamona, ocorrendo também sete para alguns indivíduos, enquanto que em soja predominou a ocorrência de sete, também verificando oito ínstares, indicando uma menor adequaçäo nutricional deste hospedeiro. As fêmeas apresentaram duraçäo da fase pupal significativamente menor do que os machos em todos hospedeiros, fazendo com que a emergência do adulto ocorresse antes dos machos. Em cebola, a longevidade de adultos foi significativamente superior aos demais hospedeiros. A fecundidade foi maior em cebola e mamona (3224 e 3206 ovos/fêmea, respectivamente), enquanto que para soja observou-se 1353 ovos/fêmea. Em folhas de feijäo, o desenvolvimento do inseto foi prejudicado por caracteres morfológicos - pilosidade, que promoveram elevada mortalidade na fase larval

Adequação de uma dieta artificial para a criação de Spodoptera cosmioides (Walk. ) (Lepidoptera: Noctuidae) em laboratório / Adaptation of an artificial diet for Spodoptera cosmioides (Walk. ) (Lepidoptera: Noctuidae) laboratory rearing

Avaliou-se a biologia de Spodoptera cosmioides (Walk.) sobre três dietas artificiais com diferentes fontes protéicas (d1 = feijão branco, levedura de cerveja, farelo de soja, leite em pó e germe de trigo; d2 = feijão carioca e levedura de cerveja; d3 = farinha de milho, germe de trigo e levedura de cerveja), visando determinar a mais adequada para sua criação em laboratório. Devido à elevada polifagia apresentada por S. cosmioides, trabalhou-se com a hipótese de que dietas adequadas ao desenvolvimento de outros lepidópteros permitem a sua criação preenchendo requisitos mínimos de qualidade biológica, quantidade e economicidade. Embora S. cosmioides tenha completado o ciclo biológico nas três dietas, a d1 foi a mais adequada para a sua criação, proporcionando maior velocidade de desenvolvimento, maior viabilidade total e peso de pupas, além de valores mais elevados para taxa líquida de reprodução (Ro), capacidade inata de aumentar em número (r m) e razão finita de aumento (l). O número de ínstares variou de seis a sete, predominando seis na d1 e d3. Na d2, metade da população apresentou seis ínstares e metade sete. As fêmeas apresentaram duração da fase pupal significativamente menor do que os machos em todas as dietas, fazendo com que as fêmeas emergissem antes dos machos. A longevidade dos adultos não foi afetada pelas dietas, enquanto que a fecundidade total foi superior na d1 e d2. Recomenda-se a utilização da dieta 1 para a manutenção de criações de S. cosmioides em laboratório

The biology of Spodoptera cosmioides (Walk.) was studied on three artificial diets with different protein sources (d1 = white bean, yeast extract, soybean flour, powder milk and wheat germ; d2 = 'carioca' bean and yeast extract; d3 = corn flour, wheat germ and yeast extract). The objective of this research was to determine the most suitable diet for mass rearing S. cosmioides in laboratory. The species is highly polyphagous, and for this reason we hypothesized that diets that are suitable for other Lepidoptera can allow its development and fulfill the minimum requirements of biological quality, quantity and economy. Although S. cosmioides has completed the biological cycle on the three diets, the d1 was the most suitable for its rearing and produced the fastest development, higher total survival and pupae weight, as well as higher net reproduction rate (Ro), intrinsic rate of natural increase (r m) and finite rate of natural increase (l). The number of instars varied from six to seven, predominating six in d1 and d3; in d2, half the population presented six instars and half seven. Females presented pupae duration significantly lower that the males in all diets, thus emerging earlier. Adult longevity was not affected by the diets, while total fecundity was higher in d1 and d2. In conclusion, the diet 1 is recommended to mass rearing S. cosmioides in the laboratory

Biologia e exigências térmicas de Spodoptera cosmioides (Walk. ) (Lepidoptera: Noctuidae) / Biology and thermal requirements of Spodoptera cosmioides (Walk. ) (Lepidoptera: Noctuidae)

The biology of Spodoptera cosmioides (Walk.) was studied under different temperatures and its thermal requirements were determined, aiming to aid the rearing of this insect in the laboratory. Embryonic and post-embryonic periods were evaluated at seven different temperatures (14, 18, 22, 25, 28, 30 and 32°C) under environmental chamber conditions, with 14h photophase. The caterpillars were reared on an artificial diet containing white bean, soybean meal, yeast extract, wheat germ and powder milk as source of protein. The extent of the embryonic period decreased with the increase of temperature within the 14°C to 25°C temperature range, remaining constant between 28°C and 32°C. For the other phases (caterpillar, pre-pupa and pupa) an inverse relationship between temperature and duration was observed within the 14°C to 30°C temperature range, extending to 32°C for pupae. Duration of pupal phase for males was larger than for females resulting in asynchronous adult emergence. The temperature thresholds for the embryonic, larval, pre-pupal, pupal periods and total cycle were 9.34°C, 11.65°C, 9.65°C, 11.08°C and 11.23°C, with thermal constants of 62,73 degree-days (DD), 254.61DD, 33.42DD, 177.55DD and 525.11DD, respectively. Evaluating the pupal phase alone, the threshold temperatures were 11.25°C for males and 10.81°C for females, with thermal constants of 188.26DD for males and 165.47DD for females. For total cycle, the threshold temperature and the thermal constant for males were 11.28°C and 535.85DD, whereas for females the same variables had values of 11.15°C and 513.17DD. So, the most adequate temperature for the development of S. cosmioides is within the range of 25°C and 28°C, where 9.6 to 11.7 generations of the insect can be annually obtained, in laboratory conditions.

O objetivo do trabalho foi estudar a biologia de Spodoptera cosmioides (Walk.) em diferentes temperaturas e determinar suas exigências térmicas, visando fornecer subsídios para a criação do inseto em laboratório. Para isso, os períodos embrionário e pós-embrionário foram avaliados em sete temperaturas (14, 18, 22, 25, 28, 30 e 32°C), em câmaras climatizadas, com fotofase de 14h. As lagartas foram criadas em dieta artificial, tendo como fontes protéicas feijão branco, farelo de soja, levedura de cerveja, germe de trigo e leite em pó. A duração do período embrionário decresceu com o aumento da temperatura na faixa de 14°C a 25°C, mantendo-se constante entre 28°C e 32°C. Para os demais estágios (lagarta, pré-pupa e pupa), foi observada uma relação inversa entre a temperatura e a duração na faixa de 14°C a 30°C, estendendo-se a 32°C para pupas. A duração da fase de pupa dos machos foi maior do que das fêmeas, o que promoveu assincronia na emergência de adultos. As temperaturas bases do período embrionário, fase de larva, pré-pupa, pupa e ciclo total foram 9,34°C; 11,65°C; 9,65°C; 11,08°C e 11,23°C, com constantes térmicas de 62,73 graus-dia (GD); 254,61 GD; 33,42 GD; 177,55 GD e 525,11 GD, respectivamente. Avaliando-se, separadamente, a fase de pupa, as temperaturas bases foram 11,25°C para machos e 10,81°C para fêmeas, com constantes térmicas de 188,26 GD para machos e 165,47 GD para fêmeas. Para o ciclo total, a temperatura base e a constante térmica para machos foram 11,28°C e 535,85 GD. Para as fêmeas, estas mesmas variáveis foram 11,15°C e 513,17 GD. Concluiu-se que a faixa de temperatura mais adequada para o desenvolvimento de S. cosmioides situa-se entre 25°C e 28°C, na qual pode-se obter de 9,6 a 11,7 gerações anuais do inseto, em condições de laboratório.