Rodríguez-Vélez, Suaste-Dzul, Gallou, Rodríguez-Vélez, Sarmiento-Cordero, and Arredondo-Bernal: Pulgones (Hemiptera: Aphididae) y sus parasitoides (Hymenoptera) en cultivos de sorgo en los estados de Colima y Tamaulipas, México



INTRODUCCIÓN

El pulgón amarillo del sorgo, Melanaphis sacchari (Zehntner 1897) y el pulgón verde de los cereales, Schizaphis graminum (Rondani 1852), son especies comunes en el cultivo de sorgo. El pulgón verde de los cereales está ampliamente distribuido en Asia, África, Australia y América, convirtiéndose en una plaga de importancia económica. En México se registró por primera vez en 1972 (Peña & Sifuentes, 1972), siendo sus hospederos preferidos la avena, cebada, centeno, trigo, sorgo y otras gramíneas silvestres (Shufran, 2011). Así mismo, el pulgón amarillo del sorgo se reportó para México en 2013, en el estado de Tamaulipas, donde atacó principalmente cultivos de sorgo y causó pérdidas hasta del 100% (Maya-Hernández & Rodríguez-del-Bosque, 2014). Lo anterior propició el desarrollo de estudios relacionados para el control de estas plagas; por lo que el propósito de este trabajo fue conocer las especies de parasitoides asociadas a los pulgones verde y amarillo del sorgo en plantaciones de sorgo en los estados de Tamaulipas y Colima. En el estado de Tamaulipas, el estudio se limitó a conocer la identidad de los pulgones y sus parasitoides, mientras que, en Colima, además de la identificación de los diferentes pulgones y sus parasitoides se estudió la fluctuación de la abundancia de estas especies a través de un ciclo completo del sorgo.

MATERIALES Y MÉTODOS

Área de estudio. El trabajo de campo se realizó en cultivos de sorgo en los estados de Tamaulipas y Colima. Las recolectas en el estado de Tamaulipas se llevaron a cabo durante abril de 2014 en cinco localidades (una colecta por localidad), todas ellas siniestradas por M. sacchari (Cuadro 1).

Cuadro 1

Localidades donde se llevaron a cabo recolectas de pulgones momificados (M. sacchari) en el estado de Tamaulipas, y los parasitoides emergidos.

Ciudad Ejido Georeferencias Altitud (msnm) Lysiphlebus testaceipes Pachyneuron aphidis
Tampico Buenos Aires 22° 26' 15'' N
98° 01' 28'' O
11 5 machos 2 hembras
Altamira Cervantes 22° 26' 29'' N
98° 02' 08'' O
8.5 1 macho 1 macho
Altamira Cervantes 22° 26' 54'' N
98° 03' 50'' O
19.2 3 machos
Altamira Esteros 22° 30' 39'' N
98° 06' 58'' O
14.69 3 machos
Altamira Villa Cuauhtémoc 22° 31' 58'' N
98° 09' 40'' O
59 3 machos

En el estado de Colima las recolectas se realizaron en la población de Tecuanillo, en el municipio de Tecomán, Colima, México, con coordenadas de 18° 51' 31'' N, 103° 52' 55'' O, a 17 msnm. El predio muestreado consta de 4 ha cultivadas con sorgo (Sorghum bicolor [L.] Moench, SG PICHON 70), cuyo terreno colinda al norte y sur con cultivos de coco (Cocos nucifera L.), al este con un arroyo de temporal, previo a la carretera, y al oeste con vegetación de bosque tropical caducifolio perturbado.

Método de muestreo y procesamiento de muestras. Tamaulipas: La recolecta se realizó examinando hojas de las plantas infectadas con pulgones, colectando aquellos pulgones que presentaron diferente aspecto al resto, como estar inmóviles o de diferente coloración. Los pulgones seleccionados fueron colocados en viales de plástico de 20 ml con tapa a presión, posteriormente, se trasladaron al laboratorio donde se mantuvieron en cajas Petri de plástico de 5.5 cm de diámetro, bajo condiciones de 26°C y 65% HR, hasta la emergencia de los parasitoides. Colima: Las recolectas se realizaron semanalmente a lo largo del ciclo del cultivo (febrero-julio 2016) con red de barrido y recolecta directa de pulgones momificados o con signos de parasitismo. Con la red de barrido se muestrearon tres surcos al azar, equivalentes a 150 m; los insectos recolectados se colocaron en bolsas plásticas con alcohol etílico al 70% como líquido conservador, posteriormente las muestras fueron llevadas al laboratorio para ser procesadas. Los pulgones momificados recolectados manualmente fueron colocados individualmente en cajas Petri de plástico de 5.5 cm de diámetro, que se mantuvieron en laboratorio bajo condiciones de 26°C y 65% HR en espera de la emergencia de los parasitoides.

El trabajo de laboratorio incluyó el procesamiento de 21 muestras obtenidas con red de barrido del estado de Colima. Los pulgones y parasitoides fueron separados, los parasitoides fueron secados, montados y etiquetados, mientras que los pulgones se mantuvieron en alcohol etílico al 70%.

Identificación morfológica de pulgones y parasitoides. La identificación morfológica de los parasitoides se obtuvo con apoyo de literatura especializada (Hui et al., 2009; Havelka et al., 2012), al igual que la identificación de los pulgones (Hayder & Nassreen, 2012). Los pulgones y parasitoides recolectados se depositaron en la Colección de Insectos Entomófagos del Centro Nacional de Referencia de Control Biológico (CIE-CNRCB), ubicado en Tecomán, Colima, México.

Identificación molecular de los parasitoides. El ADN de los parasitoides se obtuvo con la técnica HotSHOT (Truett et al., 2000), la cual fue modificada para la recuperación íntegra del exoesqueleto de los ejemplares como un protocolo no destructivo del tejido (Guzmán-Larralde et al., 2017). Para la identificación molecular, se amplificó la región barcoding del Citocromo Oxidasa subunidad I (COI) en termociclador C1000™ (Bio-Rad Laboratories, Inc.). Los primers universales para la amplificación y secuenciación fueron: LepF1/LepR1, que amplifican un fragmento de 658 pb del ADN mitocondrial (Hajibabaei et al., 2006). La mezcla de reactivos para LepF1/LepR1 se desarrolló en volúmenes de 20 µl, los cuales contenían 0.5 µm de cada primer, 1X buffer Phire reaction (5X) (Thermo Fisher Scientific©, MA, USA) que contiene 1.5 mm de MgCl2 en la concentración final, 0.2 mm de cada dNTP (Promega©, WI, USA), 0.4 µl de Phire Hot Start II Polimerasa (Thermo Scientific Inc., MA, USA) y 2 µl de ADN genómico.

Las secuencias COI se editaron con el programa BioEdit Sequencer (Hall, 1999) y se alinearon con el algoritmo MUSCLE (Edgar, 2004) en Mega 7 (Kumar et al., 2016). Las distancias genéticas fueron calculadas empleando el modelo Kimura 2-parámetros para los insectos bajo estudio (Kimura, 1980) y la secuencia de Lysiphlebus fabarum (Marshall) (Accesión: KP663457). Las secuencias consenso se compararon en las bases de datos de ácidos nucleicos GenBank y Barcode of Life Data Systems (BOLD) (Ratnasingham & Hebert, 2007) para la identificación. Las secuencias del fragmento COI de cada espécimen de parasitoide fueron depositadas en BOLD y GenBank.

Abundancia. Se realizó un conteo de los pulgones y parasitoides recolectados semanalmente con la red de barrido en Colima, además se cuantificaron los pulgones momificados y el número de parasitoides emergidos de éstos, datos que se analizaron comparando el número de insectos a través del desarrollo del cultivo.

RESULTADOS

Las avispas Lysiphlebus testaceipes (Cresson, 1880) (Ichneumonoidea: Braconidae) y Pachyneuron aphidis (Bouché, 1834) (Chalcidoidea: Pteromalidae) se registraron en Tamaulipas, emergiendo de pulgones momificados de M. sacchari. En cambio, en Colima se les registró a ambos parasitoides asociados a ambos áfidos M. sacchari y S. graminum.

Los productos de PCR para la región COI fueron amplificados y secuenciados exitosamente para las muestras de L. testaceipes de Colima (N° Bold: AGAAA001-17; GenBank: KY754678) y Tamaulipas (N° Bold: AGAAA003-17; GenBank: KY754677). Ambos obtuvieron altos porcentajes de identidad (99.68-100%) consistentes con la especie L. testaceipes sometida en GenBank y Bold Systems. Las secuencias de ADN de L. testaceipes de Colima y Tamaulipas mostraron haplotipos diferentes para cada estado. Las distancias genéticas obtenidas entre ambas muestras de L. testaceipes y del grupo externo (L. fabarum [Marshall, 1896]) se encuentran entre 7.9-7.5%; esto indica que los especímenes de Colima y Tamaulipas pertenecen a una sola especie (L. testaceipes) con tres sitios de cambios nucleotídicos en la región COI, definiéndose así dos haplotipos de la especie (Cuadro 2).

Cuadro 2

Posiciones en las secuencias de ADN de Lysiphlebus testaceipes con cambios nucleotídicos.

Especímenes Sitios polimórficos de la región mitocondrial COI (5’–3’)
303 pb 336 pb 450 pb
Colima G A C
Tamaulipas A G T

[i] A: Adenina; T: Timina; C: Citosina; G: Guanina.

Abundancia. En Tamaulipas se recolectó un total de 32 pulgones amarillos del sorgo parasitados, de los cuales, emergieron 18 individuos: 15 L. testaceipes y tres de P. aphidis (Cuadro 1). Durante las colectas no se registró la presencia del pulgón verde.

En cambio, en Colima se recolectó un total de 27,454 especímenes de M. sacchari y 611 especímenes de S. graminum con red de barrido (Fig. 1); además de 86 parasitoides de L. testaceipes y 12 de P. aphidis (Fig. 2).

Figura 1

Número de pulgones recolectados con red de barrido durante el ciclo primavera-verano del sorgo en Tecomán, Colima.

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Figura 2

Número de avispas parasitoides recolectadas con red de barrido durante el ciclo primavera-verano del sorgo en Tecomán, Colima.

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En Colima, en el mes de marzo se recolectó un total de 206 áfidos momificados (187 de S. graminum y 19 de M. sacchari), posteriormente no se observaron áfidos parasitados en campo; de éstos, sólo en 150 se observó la emergencia de parasitoides. De las momias de S. graminum emergieron 127 avispas pertinentes a L. testaceipes y 15 a P. aphidis; mientras que de las momias de M. sacchari emergieron seis especímenes de L. testaceipes y dos de P. aphidis.

La especie S. graminum se observó en el estado de Colima durante el mes de marzo y la primera semana de abril (periodo de crecimiento de las hojas e inició el desarrollo de la panoja), que corresponde con la mayor abundancia de L. testaceipes (Figs. 1-2). Posteriormente la presencia del pulgón verde fue nula y la del bracónido mínima. El hiperparasitoide P. aphidis fue registrado del 17 de marzo hasta la última semana de mayo (Fig. 2).

La densidad poblacional de M. sacchari en Colima mostró su máxima abundancia durante los meses de mayo y junio (Fig. 1), que corresponde a la etapa del desarrollo y llenado de los granos de sorgo. Sin embargo, durante ese periodo ya no hubo registros del pulgón verde y la presencia de parasitoides fue baja. El parasitoide L. testaceipes recolectado con red de barrido tuvo mayor presencia durante el mes de marzo, al igual que los emergidos de los pulgones momificados, mostrando su máxima abundancia durante la iniciación de la panoja. Los especímenes de P. aphidis fueron en general poco abundantes en comparación con L. testaceipes, teniendo mayor presencia durante el desarrollo de la inflorescencia.

DISCUSIÓN

Pachyneuron aphidis es un hiperparasitoide de la subfamilia Aphidiinae (Braconidae) (Zamora-Mejías & Hanson, 2016); en este estudio se le registró parasitando a L. testaceipes (parasitoide primario de pulgones), actúa como ectoparasitoide idiobionte cuando éste parasita a pulgones (Bruner et al., 1975).

La especie L. testaceipes es un endoparasitoide koinobionte y solitario de ninfas y adultos de pulgones (Vázquez et al., 2008); esta avispa ha sido reportada como parasitoide primario de ambos pulgones, verde y amarillo. Bowling et al. (2016) mencionan el parasitismo de este bracónido sobre pulgón amarillo en Estados Unidos de Norte América, sin embargo, registraron pocos especímenes de L. testaceipes emergiendo de los pulgones momificados en comparación con una especie de la familia Aphelinidae, Aphelinus sp., grupo varipes. Colares et al. (2015) reportaron para Kansas, Estados Unidos a Aphelinus sp. parasitando a ambos pulgones; mientras que, L. testaceipes parasitó exclusivamente al pulgón verde; durante ese estudio se observó que dicho parasitoide no logró desarrollarse en M. sacchari, debido a que el pulgón amarillo estaba infectado con el endosimbionte Hamiltonella defensa, bacteria que protege a los pulgones del parasitismo de avispas de la subfamilia Aphiidinae (Vorburger et al., 2009).

En el caso de México, Rodríguez-del-Bosque y Terán (2015) señalan una especie de la familia Braconidae y otra de Aphelinidae parasitando a M. sacchari, sin mencionar la identidad específica de éstas. Por otro lado, Vázquez-Navarro et al. (2016) registran la presencia de Lysiphlebus sp., parasitando al pulgón amarillo en sorgo en el estado de Durango, al igual que López-Gutiérrez et al. (2016) lo reportan en el estado de Guanajuato. En cambio, en Michoacán registran a L. testaceipes parasitando al pulgón verde en cultivos de trigo (Bahena-Juárez et al., 2012).

Lysiphlebus testaceipes es considerado como agente de control biológico de pulgones, especialmente de S. graminum, incluso está disponible a nivel comercial (Beyl & Trigiano, 2014); por ejemplo en España es producido por las empresas Iberfol S.L., Mip System Agro S.L., Técnicas de Control Biológico S.L., por lo que se consideró importante el uso de técnicas moleculares para conocer la diversidad genética de los especímenes recolectados; en este caso se reconocieron dos haplotipos, estas técnicas son significativas para establecer estrategias para el desarrollo de programas de control biológico, ya que permiten la identificación de biotipos endocriados y silvestres (Aljanabi et al., 1998).

En la recolecta en el estado de Tamaulipas no fue posible detectar al pulgón verde, posiblemente porque fue un periodo corto (una semana) y a la fase en que estaba el cultivo durante la recolecta, que estaba alrededor de dos meses de la siembra y en muy malas condiciones por la presencia de M. sacchari, no obstante que S. graminum es una especie común en cultivos de sorgo en Tamaulipas (Rodríguez-del-Bosque & Loera, 2006).

En Colima, se registró un menor número de pulgones amarillos del sorgo parasitados por L. testaceipes, en contraste con el parasitismo en pulgón verde, lo que fue similar al presentado por Bowling et al. (2016), al registrar una escasa emergencia de L. testaceipes de M. sacchari, inclusive las avispas emergidas, presentaban un color más obscuro y una apariencia más bulbosa a la conocida para este bracónido; no obstante, en el presente estudio no se observó alguna apariencia diferente de los especímenes de L. testaceipes.

Las poblaciones de L. testaceipes y del pulgón verde S. graminum recolectados en Colima mostraron patrones muy similares de densidad (Figs. 1-2), lo que sugiere que este bracónido ataca con mayor frecuencia al pulgón verde en la zona de estudio. El ataque de L. testaceipes a S. graminun ha sido registrado frecuentemente (Giles et al., 2003; Jones et al., 2007), ya que se ha observado que las poblaciones de S. graminum se pueden mantener por debajo del umbral económico de daño en cultivos de trigo, gracias al parasitismo ejercido por este parasitoide (Giles et al., 2003).

CONCLUSIONES

Las avispas L. testaceipes y P. aphidis se presentan en Tamaulipas asociadas al pulgón M. sacchari. Así mismo, en Colima se les registró asociadas con los pulgones M. sacchari y S. graminum. Se registran dos haplotipos para L. testaceipes, uno para Tamaulipas y otro para Colima. Del total de parasitoides que emergieron de pulgones momificados en Colima, sólo el 5.3% emergieron del pulgón amarillo del sorgo. De acuerdo con las muestras obtenidas con red de barrido y la colecta de pulgones momificados, aparentemente los parasitoides L. testaceipes y P. aphidis se presentan con mayor frecuencia sobre el pulgón verde.

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Notes

[2] Editor responsable: Magdalena Cruz



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