Sistema de defensa de las larvas de gallina ciega contra los hongos entomopatógenos

Abstract

Las larvas de gallina ciega son una plaga importante en cultivos de gramíneas en México. Dentro de las estrategias de manejo de esta plaga se ha considerado el uso del control microbiano con hongos entomopatógenos. Sin embargo, se han observado variaciones en la susceptibilidad de las especies de gallina ciega contra los hongos entomopatógenos. Se considera que uno de los factores importantes responsables de esta variación es el sistema de defensa (barreras inmunitarias y no inmunitarias) específicos de cada hospedero. Tomando como modelo de estudio a larvas gallina ciega de las especies Phyllophaga polyphylla y Anomala cincta, se estudió: a) si las variaciones de supervivencia entre ambas especies de gallina ciega contra Metarhizium pingshaense y Beauveria bassiana se deben a barreras inmunitarias; b) si las barreras inmunitarias de P. polyphylla varían fenológicamente (en 2011 y 2012) y c) si las barreras no inmunitarias protegen a P. polyphylla de la infección con M. pingshaense. Con larvas de ambas especies colectadas de campo, e inoculadas con ambas especies de hongos entomopatógenos, se registró la supervivencia, la actividad del fenol oxidasa (FO), producción de óxido nítrico (ON) y actividad lítica, tres componentes de las barreras inmunitarias. En el primer objetivo se encontró que P. polyphylla tuvo una mayor actividad de FO y una mayor supervivencia que A. cincta, pero esta última tuvo más ON que P. polyphylla, pero en ambas especies de gallina ciega no se encontraron diferencias significativas entre los grupos testigo e inoculados con los hongos. Con respecto a las diferencias fenológicas en el hospedero (P. polyphylla), las larvas colectadas en 2011 mostraron más actividad de la FO y su enzima no activada (proFenoloxidasa, pFO) que en 2012; sin embargo, nuevamente no se encontraron diferencias entre los grupos control e inoculados. Por último, se investigó el papel del integumento como barrera no inmunitaria, para lo cual se inyectaron directamente blastosporas de hongo en el hemocele de los insectos, a pesar de que no se observaron diferencias en los niveles de ON, actividad FO y actividad antimicrobiana entre larvas tratadas con el hongo y testigo, se observó una infección del 100%, comparada con larvas inoculadas topicalmente con condios del hongo. Se discute, el papel de las barreras inmunitarias, y la importancia potencial de las barreras no inmunitarias en la interacción del insecto y los hongos entomopatógenos. Se propone que estudios como estos, en el área de control biológico, permitirán analizar la importancia del sistema de defensa de los insectos plaga en el impacto de los hongos entomopatógenos en poblaciones de larvas de gallina ciega. _______________ DEFENSE SYSTEMS IN WHITE GRUBS AGAINST ENTOMOPATHOGENIC FUNGI. ABSTRACT: White grub larvae are important pests of graminaceous crops in Mexico. Entomopathogenic fungi are among the most important control strategies. However, variation and inconsistent results have been reported when the susceptibility to entomopathogenic fungi of diverse populations of white grub larvae were compared. The defense system (immune and non-immune barriers) is considered one of the most important factors responsible for this variation. A series of experiments were done to investigate this using white grub larvae of the species Phyllophaga polyphylla and Anomala cincta. Firstly the relationship between immune barriers and variation in survival of the two white grub species when challenged with the entomopathogenic fungi Metarhizium pingshaense and Beauveria bassiana was quantified. Secondly, phenological variation in the immune barriers of P. polyphylla were investigated. Thirdly, the role of non-immune barriers (cuticle) in protection of P. polyphylla against M. pingshaense infection was evaluated. Following inoculation of both white grub species with each entomopathogenic fungi their survival and three components of the immune barrier (phenol oxidase activity (FO), nitric oxide (NO) and lytic activity) were recorded. Phyllophaga polyphylla larvae had greater PO activity and a better survival rate than A. cincta larvae, which showed greater NO levels compared to the former species. When larvae were collected in two different years (2011 and 2012), greater PO and pPO (enzyme not active of PO) were recorded in 2011, although no differences were detected between fungal and control treatments, the greatest survival rate was recorded in larvae collected in 2011. Finally, when M. pingshaense blastospores were injected directly into the haemocoel of P. polyphylla larvae, 100 % infection was observed and there were no differences in NO levels, PO and antimicrobial activity between fungal and control treatments; however, the high infection level obtained after injection compared to when larvae were surface inoculated, confirmed the important role of the cuticle in defence against fungal infection. The role of immune barriers as well as the importance of non-immune barriers in defence against fungal infection in white grub larvae are discussed in the context of the biological control of this pest.