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Neem extracts on Aphis nerii behavior and papaya ringspot virus transmission

Authors:

Abstract

The effect of neem extracts on feeding behavior of Aphis nerii, as well as Papaya Ringspot Virus (PRSV-p) transmission, was determined. We evaluated papaya seedlings sprayed under laboratory conditions with a 10% aqueous extract of unpeeled neem seed and with a water control. Two time periods, exploratory (0 to 3 min) and feeding (>3 to 20 min), were used to evaluate aphid feeding behavior. Aphid mortality was determined 24 h after spraying. Viral transmission was measured by ELISA tests. No significant differences (p>0.05) were obtained in the exploratory feeding behavior. However, significantly more aphids (p<0.05) stopped feeding on neem-sprayed plants from the >3 to 20 min period. Also, higher (p<0.05) aphid mortality (37% vs. 10%) was found in neem-sprayed plants. However, no significant differences (p>0.05) were found in PRSV-p transmission, thus indicating that neem seed aqueous extracts did not prevent viral transmission.
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Extractos de neem en el comportamiento
de
Aphis nerii
y la transmisión del virus
de la mancha anular del papayo
1,2
Elías Hernández-Castro
3
, Víctor Utrera-Landa
3
,
Juan A. Villanueva-Jiménez
3,4
, Daniel A. Rodríguez-Lagunes
5
y Mario M. Ojeda-Ramírez
6
J. Agric. Univ. P.R. 89(1-2):75-84 (2005)
RESUMEN
Se determinó el efecto de extractos de neem en el comportamiento de
alimentación y la transmisión del Virus de la Mancha Anular del Papayo
(PRSV-p) por
Aphis nerii
. Se evaluó un extracto acuoso al 10% de semillas
de neem sin escarificar, y un testigo con agua, asperjados en plantas de pa-
payo en el laboratorio. El comportamiento de alimentación del áfido se
estudió en dos fases: exploratoria (0 hasta 3 min) y de alimentación (>3
hasta 20 min). Se determinó la mortalidad de áfidos a las 24 h. El análisis de
la transmisión del virus se realizó con base en pruebas de ELISA. No se de-
tectaron diferencias significativas (p > 0.05) en cuanto al comportamiento
de alimentación para la fase exploratoria, lo que indica que el neem no
afecta la búsqueda y el probado inicial del áfido sobre la planta. En cambio,
un número significativamente mayor de áfidos (p < 0.05) dejó de alimentarse
en la fase >3 hasta 20 min. Además, la mortalidad de áfidos es mayor (p <
0.05) en el tratamiento con plantas asperjadas con neem (37% vs. 10%). No
se encontraron diferencias significativas (p > 0.05) en la transmisión del
PRSV-p por
Aphis nerii
, lo que indica que los extractos acuosos de semillas
de neem no impiden la transmisión del virus.
Palabras clave:
Azadirachta indica
, transmisión viral, VMAP, virus no persis-
tente
ABSTRACT
Neem extracts on
Aphis nerii
behavior and papaya ringspot
virus transmission
The effect of neem extracts on feeding behavior of
Aphis nerii
, as well as
Papaya Ringspot Virus (PRSV-p) transmission, was determined. We evalu-
ated papaya seedlings sprayed under laboratory conditions with a 10%
aqueous extract of unpeeled neem seed and with a water control. Two time
1
Manuscrito sometido a la junta editorial el 12 de junio de 2003.
2
Financiado por el CONACYT-México: G33672-B. Se agradece a Alberto Pantoja,
UPR, y Juan Cibrián-Tovar, C.P., por revisar el manuscrito.
3
Campus Veracruz, Colegio de Postgraduados, Apdo. Postal 421, C.P. 91700, Veracruz,
Ver., México. Tel. (52) (229) 934-9485. Fax: (52) (229) 934-9100.
4
Resp. publicación. javj@colpos.mx.
5
Fac. C. Biol. y Agropec., U. Veracruzana, Córdoba, Ver., México. darola@correoweb.com.
6
Fac. Estadística e Informática, U. Veracruzana, Apdo. Postal 475, Xalapa, Ver., México.
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EXTRACTOS
DE
NEEM
periods, exploratory (0 to 3 min) and feeding (>3 to 20 min), were used to
evaluate aphid feeding behavior. Aphid mortality was determined 24 h after
spraying. Viral transmission was measured by ELISA tests. No significant
differences (p > 0.05) were obtained in the exploratory feeding behavior.
However, significantly more aphids (p < 0.05) stopped feeding on neem-
sprayed plants from the >3 to 20 min period. Also, higher (p < 0.05) aphid
mortality (37% vs. 10%) was found in neem-sprayed plants. However, no sig-
nificant differences (p > 0.05) were found in PRSV-p transmission, thus indi-
cating that neem seed aqueous extracts did not prevent viral transmission.
Key words:
Azadirachta indica
, viral transmission, PRSV-p, non-persistent
virus
INTRODUCCIÓN
En México se cultivan 20,780 ha de papayo, de las cuales aproxima-
damente 6,000 ha se siembran en el Estado de Veracruz (INEGI-CP,
1998). El principal limitante del cultivo en este país es la enfermedad
producida por el virus de la mancha anular del papayo (PRSV-p), que
ocasiona pérdidas que van desde un 10% y pueden alcanzar el 100% si
los ataques son en los primeros meses de crecimiento vegetativo (De
León y Becerra, 1991). La enfermedad se puede localizar en todas las
zonas agrícolas donde se produce papayo en México y en varios países
tropicales de América. Esta enfermedad viral limita la productividad y
longevidad del cultivo, que ha pasado de un sistema productivo multi-
anual a uno anual, con los consecuentes incrementos en costos de
producción y riesgo de pérdidas (De los Santos et al., 2000). El PRSV-p
es transmitido de manera no persistente por varias especies de áfidos
(Homoptera: Aphididae), como
Myzus persicae
Sulzer,
Aphis gossypii
Glover,
A. fabae
Scopoli,
A. spiraecola
Patch,
A. nerii
Boyer de Fonsco-
lombe, y
Macrosiphum euphorbiae
(Thomas) (García et al., 1988). En
Veracruz se han reportado a
Aphis gossypii
y
A. nerii
en relaciones epi-
demiológicas significativas con la mancha anular del papayo (Mora et
al., 1992; GIP, 1995). Ambas especies presentan alta eficiencia de trans-
misión del PRSV-p, siendo en el caso de
A. nerii
de 83 a 88% (Célis et
al., 2002; García et al., 1988; Villanueva y Villanueva-Jiménez, 1994;
Mora et al., 1992).
Desde 1990, el Grupo Interdisciplinario de Papayo (GIP), del Colegio
de Postgraduados en Ciencias Agrícolas en México, ha venido desarro-
llando una estrategia de manejo integrado del cultivo de papayo (MIP)
con énfasis en esta enfermedad viral. El GIP investiga tácticas de
manejo novedosas o ampliamente probadas, que al integrarse retrasen
la incidencia y disminuyan la severidad de la enfermedad, con aumen-
tos en la producción y productividad del cultivo (GIP, 1992; 1995).
Algunas de las prácticas validadas incluyen la protección del semillero
con una malla antiáfido o de polipropileno, mayores densidades de
siembra (2,800 plantas por hectárea), eliminación de plantas con
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síntomas iniciales del PRSV-p hasta el inicio de la fructificación, es-
tablecimiento de barreras que limpian el estilete del áfido vector [con
maíz—
Zea mays
(L.), y jamaica o sorrel—
Hibiscus
sabdariffa
L.), apli-
cación de emulsiones de aceite mineral (citrolina) al 1.8% para el mismo
fin, así como una adecuada fertilización y control de malezas para man-
tener la sanidad y nutrición óptima del cultivo (GIP, 1992, 1995).
Entre las tácticas de manejo ensayadas, tanto en investigación como
por algunos productores, el uso de plaguicidas disponibles de manera
comercial no ha logrado el control eficiente de la enfermedad viral a
través de afectar a sus vectores (De los Santos et al., 2000). La investi-
gación en el área de viricidas aún se encuentra en etapa de investigación
básica para humanos (Ooi et al., 2004; Armaka et al., 1999), por lo que
no se espera contar con viricidas agrícolas de manera comercial en los
próximos años. Sin embargo, la búsqueda de nuevas moléculas insecti-
cidas para el manejo de vectores sigue siendo atractiva, debido a su
facilidad de aplicación e implicaciones comerciales para usuarios y fabri-
cantes potenciales. Además, la tendencia actual es hacia la sustitución
de los productos organo-sintéticos en la agricultura por aquellos de ori-
gen natural (Boeke et al., 2004; George et al., 2000). En 1998, el GIP
consideró necesario explorar la aplicación de algún insecticida botánico
para el posible manejo del complejo de vectores en campo dentro del
manejo integrado del papayo en Veracruz, México (Pérez et al., 2000). Se
seleccionó al neem (
Azadirachta indica
A. Juss.) por tener efectos repe-
lentes y antialimentarios contra áfidos y, en general, por regular la
fecundidad y la oviposición de insectos (Holmes y Hassan, 1996). Brech-
elt y Fernández (1995) reportan que al realizar aplicaciones de extractos
acuosos de neem al 5% lograron controlar a
A. gossypii
,
Lypaphis ery-
simi
(Kaltenbach),
Brevicoryne brassicae
(L.) y
Aphis (op. cit.)
maidis
(Fitch) en los cultivos de chile (
Capsicum annuum
L.), sandía (
Citrullus
vulgaris
Schrad.), pepino (
Cucurbita pepo
L.), coliflor (
Brassica
spp.) y
maíz [
Zea mays
(L.)] en la República Dominicana.
En Veracruz, México, Pérez et al. (2000) evaluaron en el campo ex-
tractos acuosos de semilla escarificada de neem al 2.5% y 5%, y un
testigo en el cultivo de papayo bajo la propuesta MIP. Los resultados no
mostraron diferencias significativas en la disminución de la incidencia
de la enfermedad. Este trabajo creó varias interrogantes en cuanto al
potencial del neem como repelente de la alimentación de áfidos vec-
tores, como aficida y como agente preventivo de la infección del PRSV-
p. Estas interrogantes requerían contestarse con estudios de laborato-
rio, por lo que se decidió utilizar una especie vectora de importancia,
como
Aphis nerii
(Mora et al., 1992), que sirviera de modelo para re-
visar el efecto en laboratorio de este producto natural en la
interferencia de la relación virus-vector.
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EXTRACTOS
DE
NEEM
Este trabajo tuvo como objetivo evaluar en el laboratorio el efecto de
los residuos de semillas de neem, aplicados a plantas de papayo, sobre
el comportamiento de alimentación de
Aphis nerii
. Además, se estudió
su relación con la transmisión del PRSV-p.
MATERIALES Y MÉTODOS
El presente estudio se realizó en el laboratorio de Protección de Agro-
ecosistemas del Campus Veracruz, Colegio de Postgraduados. Se
utilizaron hembras partenogenéticas adultas ápteras de
Aphis nerii
, cria-
das en jaulas entomológicas sobre plantas provenientes de semillas de su
hospedera silvestre, asclepia (
Asclepias curassavica
L.). La cría del áfido
se realizó en un invernadero rústico a temperatura ambiente, con prome-
dio anual de 27.8°C, humedad relativa entre 60 y 100%, y un régimen de
fotoperiodo natural entre 10 y 14 h de luz. Se sembraron semanalmente
semillas de papayo cv. Maradol roja en vasos térmicos de unicel de 150 ml,
durante los meses de agosto, septiembre y octubre de 1999.
El experimento se dividió en dos etapas, en la primera se observó el
comportamiento y la mortalidad de los áfidos, y en la segunda se evaluó
la transmisión del PRSV-p; en ambos casos con la presencia del trata-
miento de residuos frescos de extractos acuosos de neem.
Tratamientos.
Se evaluaron como tratamiento: a) el extracto
acuoso (10%) de semilla de neem sin escarificar, y b) plantas asperjadas
con agua potable, como testigo. La solución del extracto acuoso se
preparó 24 h antes de la aplicación, y se dejó bajo sombra a tempera-
tura ambiental hasta su aplicación. Se utilizaron 25 g de semilla de
neem con cáscara en 250 ml de agua para obtener una concentración de
extracto acuoso al 10%, equivalente a 5% de semilla escarificada. Cada
aplicación a las plantas se realizó una hora antes de iniciar las obser-
vaciones. Se emuló una aspersión comercial mediante un atomizador
manual, aplicando cinco veces a la planta hasta el punto de goteo, por
el haz y el envés de todas las hojas. El tratamiento testigo fue asperjado
de igual forma con agua. Se utilizaron plantas de papayo con 12 hasta
15 hojas verdaderas.
Comportamiento de
Aphis nerii
a los extractos acuosos de semillas de neem
Se seleccionaron suficientes áfidos adultos ápteros de la colonia ali-
mentada con asclepia, y se pasaron a una placa petri para un periodo
de ayuno de dos horas. Posteriormente se seleccionaron tres áfidos, los
cuales fueron transferidos mediante un pincel a cada una de las plan-
tas de papayo asperjadas con cada uno de los tratamientos. Estos
insectos se observaron detenidamente por un periodo total de 20 min,
a fin de determinar la reacción de comportamiento de los áfidos que se
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describe más adelante. Posteriormente, los adultos se confinaron en la
planta por 24 h dentro de tubos de acrílico transparente de 16 cm de
diámetro y 40 cm de altura, sellados con malla de tela. Al final del pe-
riodo de 24 h, se registró la mortalidad de los áfidos en ambos
tratamientos. Cada prueba se repitió 39 veces para cada tratamiento,
con tres áfidos por planta cada uno.
El periodo de 20 min de observación del comportamiento se dividió
en dos fases: la exploratoria que duró los primeros 3 min (0 hasta 3
min), y la de alimentación que consumió el resto del periodo de obser-
vación (>3 hasta 20 min). La primera fase se designó como exploratoria
debido a que los áfidos son chupadores, y al posarse sobre una planta
primero realizan inserciones de su estilete de corta duración; las pica-
duras de prueba pueden, en ciertos casos, conducir al insecto a aceptar
o rechazar la planta (Acosta, 1989). En la etapa exploratoria es cuando
se realiza la mayor proporción de transmisiones de virus no persis-
tentes (Urias-M. y Alejandre-A., 1999). Esta etapa se dividió en cuatro
criterios de comportamiento basados en observaciones preliminares:
Exploratorio sin alimentarse
(ESA), cuando durante los primeros tres
minutos el insecto exploraba la planta pero no realizaba ningún intento
de probado;
Exploratorio arrastrando el estilete
(EAE), cuando el in-
secto hizo movimientos táctiles con el estilete sobre la superficie de la
hoja, sin llegar a insertarlo;
Exploratorio interrumpido
(EI), cuando el
insecto hizo movimientos de exploración sobre la hoja, insertando
brevemente el estilete en varias ocasiones, sin establecerse en algún si-
tio para su alimentación; y
Alimentación durante los tres minutos
iniciales
(A3), cuando insertó el estilete desde el inicio de la prueba y
durante los tres minutos de la fase exploratoria.
La segunda fase se denominó de alimentación, ya que durante este
tiempo el áfido decide utilizar la planta para su alimentación. Esta
etapa se dividió en tres criterios de comportamiento basados en obser-
vaciones preliminares:
Alimentación definitiva
(A20), cuando el áfido
permaneció con el estilete dentro de la planta entre el minuto 3 y el
minuto 20 de la prueba;
Alimentación interrumpida durante la prueba
(AIDP), cuando el insecto insertó el estilete para alimentarse, pero dejó
de hacerlo pasado algún tiempo; y Sin alimentarse (SA), cuando el in-
secto no hizo el menor intento de alimentarse durante la segunda fase.
Prueba de la transmisión del PRSV-p
La cría de áfidos, el periodo de ayuno de los áfidos y la aspersión de
los tratamientos se realizaron de la misma manera que para la prueba
de comportamiento. Para realizar la prueba de transmisión se obtuvie-
ron plantas de papayo con síntomas característicos del PRSV-p, que
80 HERNÁNDEZ-CASTRO ET AL./EXTRACTOS DE NEEM
dieron positivas en una prueba de inmunoabsorbancia con enzimas
conjugadas (ELISA) con un kit para PRSV-p (AGDIA, Inc., USA)
7
.
Para esta prueba se utilizaron 70 plantas de papayo, 35 para el
tratamiento de neem y 35 para el testigo. La prueba de transmisión del
virus se realizó con 10 áfidos por planta. Los áfidos ayunados se pasa-
ron con un pincel a las hojas de papayo enfermas, de dos a cinco meses
de edad, permitiendo un tiempo estimado de alimentación suficiente
para la adquisición del virus, de 35 hasta 55 segundos. Luego los insec-
tos se pasaron a plantas sanas de dos meses de edad, asperjadas con los
tratamientos, donde se confinaron por 24 h (tiempo de inoculación).
A las 24 h los insectos supervivientes se removieron con un pincel.
Las plantas inoculadas se confinaron en jaulas entomológicas de PVC
(altura 0.8 m, profundidad 0.8 y ancho 1.0 m) cubiertas con tela de
organdí, y se observaron al término de 60 días para determinar la
presencia de síntomas virales. Además, al final de este periodo se rea-
lizó una prueba de ELISA para determinar la presencia del virus en
cada una de las plantas inoculadas; para ello se seleccionó la tercera
hoja de cada planta. Las hojas seleccionadas se etiquetaron y se coloca-
ron en bolsas de plástico selladas individualmente, posteriormente se
colocaron en un termo con hielo gel azul para mantenerlas frescas hasta
su análisis al día siguiente. Para la prueba de ELISA (Téliz y Mora,
1986) se utilizó un kit con antisuero de PRSV-p (AGDIA, Inc., USA).
Análisis de resultados
Los resultados del ensayo de comportamiento y los de la prueba de
ELISA se analizaron mediante χ
2
para homogeneidad de los tratamien-
tos, considerando los datos de frecuencias (Ramírez y López, 1993).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Comportamiento de Aphis nerii a residuos de neem
La Figura 1 muestra el porcentaje de áfidos que respondieron a cada
uno de los criterios en las dos fases de comportamiento evaluadas.
Gráficamente, para el tratamiento con neem al 10%, tanto el compor-
tamiento Exploratorio sin alimentarse (ESA) como el Exploratorio
arrastrando el estilete (EAE) obtuvieron los valores porcentuales más
altos, a diferencia del Exploratorio interrumpido (EI) y el de Alimenta-
ción durante los tres minutos iniciales (A3); los mayores porcentajes
correspondieron al tratamiento testigo. Sin embargo, la prueba no
7
Las marcas registradas sólo se usan para proveer información específica y su uso no
constituye garantía ni endoso sobre otros productos o equipo que no se mencionan.
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paramétrica para la fase de comportamiento de 0 a 3 min, en sus cuatro
criterios de comportamiento, no presenta diferencias significativas (p >
0.05), por lo tanto, el comportamiento en esta primera fase se considera
independiente del tratamiento aplicado.
En un ensayo en el campo con papayo Maradol roja, Pérez et al.
(2000) no encontraron disminución de la incidencia de la enfermedad
después de aplicar extractos acuosos de semilla con cáscara de neem al
2.5% y 5%. Estos resultados sugieren que a pesar de la aplicación del
extracto acuoso (desde 2.5 hasta 10%, en campo o laboratorio), es proba-
ble que los áfidos inserten el estilete en el probado inicial el tiempo
suficiente para permitir la transmisión del virus. La transmisión del
PRSV-p es no persistente, lo que ayuda a explicar la inefectividad de los
extractos acuosos de semilla de neem para evitar que los áfidos piquen
y reduzcan la incidencia viral.
El comportamiento de los áfidos en la segunda fase de observación
es diferente, ya que tanto los porcentajes del comportamiento de
Alimentación definitiva (A20) a los 20 min y los de Alimentación
interrumpida durante la prueba (AIDP) fueron significativamente
mayores (p < 0.05) en el testigo; así como el porcentaje del compor-
tamiento Sin alimentarse (SA) fue más alto en el tratamiento aplicado
con neem 10%. Estos resultados indican que en la etapa de alimenta-
FIGURA 1. Efecto de residuos acuosos de neem, asperjados en plantas de papayo, en
el comportamiento de alimentación de áfidos ápteros (Aphis nerii), durante dos fases de
observación, y mortalidad de los áfidos a las 24 h. Fase Exploratoria (0 a 3 min): ESA =
Exploratorio sin alimentarse, EAE = Exploratorio arrastrando el estilete, EI = Explorato-
rio interrumpido, A3 = Alimentación durante los tres minutos iniciales. Fase de
A
limentación (>3 a 20 min): A20 = Alimentación definitiva, AIDP = Alimentación inte-
rrumpida durante la prueba, SA = Sin alimentarse (mayor explicación en materiales y
métodos). Cada tratamiento con 39 repeticiones, tres áfidos adultos ápteros por repetición.
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ción posterior a los tres primeros minutos, el comportamiento es
dependiente del tratamiento aplicado; la aplicación del neem ocasiona
una reacción de repelencia en la alimentación de los áfidos.
Estos resultados podrían ser prometedores en cultivos donde los áfi-
dos colonizan al cultivo, o para enfermedades virales de tipo persistente
o semipersistente, ya que el neem podría disminuir la actividad de ali-
mentación sobre el hospedero en periodos de tiempo mayores a tres
minutos (Brechelt y Fernández, 1995). Sin embargo, éste no es el caso
en el cultivo de papayo, ya que los áfidos no colonizan y el virus es no
persistente, por lo que el neem no reduce la incidencia del PRSV-p.
Además, se observó un porcentaje significativamente mayor (p <
0.05) de áfidos muertos (37%) en el tratamiento con neem al 10%, com-
parado con el porcentaje de áfidos muertos observado en el testigo
(10%). Se puede inferir, por lo tanto, que la aplicación de neem incre-
menta la mortalidad de los áfidos. Holmes y Hassan (1996) evaluaron
extractos acuosos al 18% de semilla de neem en rosales para controlar
a M. persicae, y observaron un control total a las 24 h después de apli-
cado el producto. Schumutter (1990) menciona que, bajo condiciones de
laboratorio, altas concentraciones de extractos de semilla de neem,
aplicados sobre Vicia faba, causan mortalidad en Acyrtosiphon pisum y
en A. fabae. Además, el neem afecta el desarrollo y fecundidad de estos
homópteros. A pesar de haber obtenido mortalidad de áfidos en las
pruebas de laboratorio con papayo, no es posible asegurar la inhibición
de la transmisión del PRSV-p, además de ser el papayo una planta que
estos insectos no colonizan.
Prueba de transmisión viral
Los resultados obtenidos en la prueba de ELISA se muestran en la
Figura 2. El análisis estadístico indicó que no existen diferencias sig-
nificativas (p > 0.05) en la transmisión del PRSV-p entre los
tratamientos evaluados.
En la prueba de comportamiento de alimentación de A. nerii se ob-
servó que, a pesar de la aplicación del extracto acuoso de semillas de
neem al 10%, los áfidos realizaron el probado inicial de las hojas de pa-
payo, por lo que es posible que al llevar el virus en su estilete la
transmisión del PRSV-p no se haya prevenido. Estos resultados corro-
boran lo encontrado por Pérez et al. (2000), quienes no encontraron
diferencias estadísticas en cuanto a la incidencia y severidad del PRSV-
p con las dosis de extractos acuosos de semillas de neem evaluadas en
el campo. Lo anterior también se confirma con la ausencia de diferen-
cias en el probado inicial de A. nerii sobre plantas de papayo con y sin
residuos de neem en este ensayo (Figura 1).
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Los extractos acuosos al 10% de semillas de neem con cáscara aplica-
dos sobre plantas de papayo no disminuyen la transmisión del virus de
la mancha anular de papayo, ya que la transmisión de este virus es del
tipo no persistente y basta unos segundos para que la infección ocurra.
Sin embargo, los extractos de neem al 10% sí influyen en el compor-
tamiento de alimentación del áfido en tiempos de tres hasta 20 min.
Inclusive, los extractos acuosos ocasionan una mortalidad significativa
de áfidos a las 24 h. Esta respuesta a los extractos acuosos puede ser de
utilidad en la prevención de la transmisión de virus semipersistentes o
persistentes, o en el control del áfido como plaga directa en otros cultivos.
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FIGURA 2. Plantas de papayo detectadas con reacción positiva y negativa al virus
PRSV-p en pruebas de ELISA, luego de ser asperjadas con extractos acuosos de neem, y
posteriormente sometidas a la transmisión del virus por el áfido vector Aphis nerii.
84 HERNÁNDEZ-CASTRO ET AL./EXTRACTOS DE NEEM
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Ramírez-G., M. E. y Q. López-T., 1993. Métodos Estadísticos No Paramétricos. Univer-
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Villanueva-B., J. y J. A. Villanueva-Jiménez, 1994. Transmisibilidad del virus de la
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greso Nacional de Entomología. Universidad Autónoma de Nuevo León. Monterrey,
Nuevo León, México. pp. 142-143.
... Other works have also proved the great insecticide effect of Azadirachta indica extracts. Hernández-Castro et al. [59], showed the efficiency of aqueous extract 10% w/v (10 g of plant material per 100 mL of water) of unpeeled Azadirachta indica seed in repelling the aphid Aphis nerii from feeding on papaya plants (Carica papaya L.) sprayed with the plant extract. In addition, the aphid mortality after 24 h at the extract-sprayed plants was higher by 27% when compared to the control (only water-sprayed plants). ...
Article
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Global demand for food production is causing pressure to produce faster and bigger crop yields, leading to a rampant use of synthetical pesticides. To combat the nefarious consequences of its uses, a search for effective alternatives began in the last decades and is currently ongoing. Nature is seen as the main source of answers to crop protection problems, supported by several examples of plants/extracts used for this purpose in traditional agriculture. The literature reviewed allowed the identification of 95 plants whose extracts exhibit insecticide activity and can be used as biopesticides contributing to sustainable agriculture. The option for ethanol and/or water extracts is more environmentally friendly and resorts to easily accessible solvents, which can be reproduced by farmers themselves. This enables a bridge to be established between raw scientific data and a more practical reality.
... Para el control fitosanitario, los pequeños dependen de la disponibilidad de recursos económicos, los medianos y grandes intentan no poner en riesgo su inversión, por lo que al menor indicio de presencia de cualquier plaga aplican agroquímicos, sin embargo, se ha creado dependencia de éstos, de tal forma que su uso, ha inducido a organismos que no eran plagas. Además, problemas como la virosis (VMAP) que se transmiten por pulgones que no habitan el papayo, y que basta con que algunos migrantes se posen e intenten alimentarse en papayo para transmitir la enfermedad que ocurre en segundos, hacen que prácticamente no haya insecticida capaz de detener este proceso (Hernández-Castro et al., 2005). A pesar de ello, se siguen recomendando insecticidas para su control. ...
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En condiciones naturales, los árboles de cítricos son dependientes de los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) para su crecimiento, desarrollo y nutrición, sin embargo, el efecto de éstos en plantas de cítricos transgénicos se desconoce. De igual manera no se ha analizado como el ambiente rizosférico de estas plantas transgénicas se afecta y su repercusión sobre la diversidad de los mismos. Se realizó un estudio sobre la diversidad de esporas de HMA desarrollados en un suelo nativo del estado de Colima, México, donde se ubican árboles de Citrus aurantifolia transgénicos. Se observó que las plantas transgénicas tuvieron mayor diversidad de HMA, que las plantas no transgénicas. Los hongos predominantes en plantas transgénicas fueron Racocetra fulgida, Gigaspora margarita, Funneliformis geosporum, G. microaggregatum, Sclerocystis coremioides, Sclerocystis taiwanesis, Sclerocystis clavispora y Sclerocystis sinuosa, mientras que los predominantes en no transgénicas fueron G. microcarpum, Acaulospora sp. y Sclerocystis sinuosa.
... Para el control fitosanitario, los pequeños dependen de la disponibilidad de recursos económicos, los medianos y grandes intentan no poner en riesgo su inversión, por lo que al menor indicio de presencia de cualquier plaga aplican agroquímicos, sin embargo, se ha creado dependencia de éstos, de tal forma que su uso, ha inducido a organismos que no eran plagas. Además, problemas como la virosis (VMAP) que se transmiten por pulgones que no habitan el papayo, y que basta con que algunos migrantes se posen e intenten alimentarse en papayo para transmitir la enfermedad que ocurre en segundos, hacen que prácticamente no haya insecticida capaz de detener este proceso (Hernández-Castro et al., 2005). A pesar de ello, se siguen recomendando insecticidas para su control. ...
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Papaya production in the Central Region of the State of Veracruz, Mexico, is highly profitable under intensive management. The crop faces abundant pest mite populations, commonly controlled with acaricides. However, this control practice contaminates the environment, leaves pesticide residues on the fruit, intoxicates those who spray the product and promotes a rapid development of pesticide resistance in pest mites. It is possible to obtain an effective biological control of the pest using predatory mites; however, it is required the mass production of these beneficial organism. Therefore, we evaluated the technical and economic viability of establishing the Phytoseiulus persimilis Mass Rearing Center in the Central Region of Veracruz. We estimated the internal rate of return (TIR), the actual net value (VAN) and the benefit/cost ratio (B/C) for a period of five years, including three price variation per hectare: (MX) $1,000, $1,250 and $1,500. We asked growers their opinion through a survey, on the possible product generated by the Center. The project is profitable based on TIR values of 41.5, 115.6 and 187.2 %, and VAN values of $411,368, $1’633,913 and $2’837,815 related to each one of the three product prices variations; the B/C ranged from 1.01 at the first year, to 1.83 with the highest price obtained at the fifth year. The most important commercial competitor of a biological control product is pesticide trade, including dicofol, abamectin, fembutatin oxide and imidacloprid. 61.4 % of growers are willing to use predatory mites at a cost of $1,000 per hectare. Because predatory mites cannot be stored for a long period, the success will depend on a production coordinated with organized growers.
Conference Paper
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In this study, the effects of five essential oils including Rosmarinus offcinalis L., Mentha pulegium L., M. arvensis L., Thymus vulgaris L., and Satureja hortensis L. were studied on adults' mortality of Oleander aphid, Aphis nerii Boyer de Fonscolombe. Essential oils were obtained by dry leaves that were subjected to hydrodistilation using a modified Clevenger-type apparatus. All experiments were conducted at 27±1ºC, 60±5 % R.H. and 16:8h (L: D). Different concentrations of each essential oil were tested in 5 replications. Results indicated that increasing the concentrations of the essential oils resulted in an increase in insecticidal activity of essential oils on A. nerii. . At the highest concentration tested of R. officinalis, M. pulegium, M. arvensis, T. vulgaris, and S. hortensis essential oils, 82, 89, 79, 81 and 68% of adults were killed, respectively. According to the probit analysis, the LC50 of the mentioned essential oils for adult aphids were calculated 113.68, 104.84, 159.60, 164.65 and 166.42 ppm, respectively. The results of this study showed that the essential oils extracted from these plants could be used as a low-risk pesticide for humans and the environment to control oleander aphids.
Article
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The aim of this study was to evaluate the repellent efficacy for mosquitoes (Anophelex spp) of three doses of neem oil (Azadirachta indica A. Juss) in pigs under field conditions. The research was carried out at a time of year of abundance of mosquitoes in Tumbes, Peru. Forty recently weaned piglets were used, 10 per treatment, kept in indoor cages protected against mosquitoes. For the field test, four piglets per day were exposed randomly in external cages without protection to the mosquito (a different animal for each treatment per day) for 14 days over a period of two months. Neem oil was extracted with the soxhlet apparatus and the formula included 30% glycerin, 1, 2 or 3% neem oil (T1, T2, T3, respectively), and takento 100% withpharmaceutical alcohol.Adoseof 50 ml/piglet distributed throughout the body was applied. The bites and the number of mosquitoes were evaluated on four occasions of 15 minutes for three hours per day (06:15, 07:00, 07:45, 08:30) with intervals of 30 minutes of protection to the piglets. The mosquitoes biting the piglets (red abdomen) were collected using manual vacuum cleaners. The neem oil yield was 43.25 ± 1.28%. The percentage of repellency was 88.74 ± 6.15, 75.66 ± 11.08 and 52.27 ± 12.83% for T1, T2 and T3, respectively (p<0.05). The percentage of protection (repellent efficiency) was 93.92 ± 11.19, 85.71 ± 7.54 and 67.78 ± 3.66% for T1, T2 and T3, respectively (p<0.05). The average number of mosquitos in the control group, T0 (without repellent dose) was 365.54 ± 646.82 bites/day, being different (p<0.05) to the treated groups T1, T2 and T3 (49.98 ± 89.11; 113.82 ± 299.95; 19.52 ± 34.41 bites/day, respectively, and without significant difference between the treated groups. The Repellency Index (IR) for T1, T2 and T3 was 0.47, 0.24 and 0.10, respectively, which shows that the dose used in T3 showed a higher level of repellency and efficacy against mosquitoes.
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The epidemics caused by papaya ring spot virus (PRSV-P) (Carica papaya L.) have been delayed by an integral management system (MIP), although the individual effectiveness of some components has not been measured. The establishment of corn (Zea mays L.) barriers was evaluated in the control of PRSV-P in Veracruz, Mexico. The MIP included the protection of the nursery with polypropylene mesh, 2743 plants ha(-1) of diseased plants, mineral fertilization and weed control. Treatments were: integral management with corn barriers (MIP), integral management without barriers (MIZ) and regional management (MR, 1600 plants ha(-1), using insecticides, without barriers and elimination of diseased plants). The logistic model adequately explained the incidence in MIP, MIZ and MR, and severity (R(2)=0.92 to 0.97) in MIZ; the exponential and Gompertz models explained severity (R(2)=0.92 and 0.98) in MIP and MR. The highest epidemic rate was observed in MR (0.054), while MIP reduced it by 42 % (0.031). Barriers induced lower incidence and mean severity (Y(p)-MIP = 18.4 and 7.1 %; Y(p)-MIZ = 23.4 and 11.7 %) and final (Y(f)-MIP = 81.0 and 35.7 %; Y(f)-MIZ = 94.11 and 43.0 %). Maximum severity at 238 d after transplant (dat) was observed in MR (69.0 %) and the lowest in MIP (35.7 %). The absence of barriers increased the epidemics; in MR the maximum incidence (100 %) and severity (60 %) occurred 175 dat, while in MIP, 238 dat (incidence 80 A, severity 35 %). Barriers improved papaya health under MIP by 14 % (Y(f)-MIP = 81.0 % < Y(f)-(MIZ) and reduced severity by 47.7 % (MIP(audpc)=1621.1 < MIZ(audpc)=2734.7). The MIP, with and without barriers, increased yield from 76.3 to 94.4 % with respect to MR.
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The preparation of effective neem-based bioinsecticides (Azadirachta indica A. Juss.) requires the extraction and concentration of its active ingredients, given that they are not found in large quantities in a natural form. Simple cold press, methanolic cold press (methanolic), Soxhlet-hexane (hexanic) and aqueous (aqueous) neem extracts were compared with respect to the concentration of azadirachtin (AZA) and its insecticidal effectiveness against Aphis gossypii Glover, as well as possible toxic effects on Ixora coccinea L. The experimental design was completely randomized. An analysis of variance was made with the data and the means were compared with the Tukey test (p <= 0.05). Analyses of extracts by HPLC showed significantly different concentrations (2478, 565, 422 and 150 ppm) of AZA in the methanolic, hexanic, oily and aqueous extracts. The bioassay to determine the insecticidal effect and the phytotoxicity of the extracts consisted of exposing 10 nymphs of A. gossypii to leaves of I. coccinea treated with each extract to doses of 0.01, 0.1 and 0.2 mg fAZA in 5 cm(2), and a control with water, with three replicates. Mortality was measured at 24, 48 and 72 h. Only the oily extract produced lesions in 35 % of the treated leaf area with moderate damage and level 5 phytotoxicity in I. coccinea. Significant differences were found in the mortality of A. gossypii per type of extract, time and dose, as well as in the interactions dose time and dose type of extract. The extract with the highest insecticide potential was the methanolic (0.2 mg AZA), with 100 % mortality at 48 and 72 h (p <= 0.0001). The simultaneous application of methanol and cold press extracts more AZA from the seed of A. indica, promoting a higher insecticidal activity.
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Neem (Azadirachta indica A. Juss) was evaluated as a potential component on the integrated management of papaya (MIP) on its ability to delay incidence and reduce severity of papaya ringspot virus (PRV). Treatments tested were MIP+Neem 5%, MIP+Neem 2.5%, and MIP SN (no neem). Also, MIP+Neem 2.5% was compared with two commercial orchard management: TEST-MIP C, where MIP components were integrated with no neem use, and TEST REG, where traditional management practices were used. No significant differences among treatments were found on PRV incidence and severity (area under the curve of disease progress), and estimated yield. 170 days after transplant, commercial management systems TEST-MIP C and TEST-REG reached PRV incidences of 42% and 100%, respectively. Severity at the same period was 21, 24, and 61% for MIP+Neem 2.5%, TEST-MIP C, and TEST-REG, respectively.
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The temporal progress and spatial distribution of papaya ringspot virus (PRV) and populations of aphid vectors were monitored in two papaya (Carica papaya) plantations in the state of Veracruz, México. The incidence of PRV had a typical sigmoidal curve and the logistic model was more acceptable for describing the disease progress than the Gompertz model. The rate (rL of increase in disease incidence (0.034 and 0.023/unit/day in Plot A and B, respectively) differed (P = 0.05) between the plots; differences in number of aphids trapped could account for the difference. The initial determination of an apparent regular spatial pattern early in the epidemic, obtained with a quadrat size determined by Greig-Smith's method (n = 8 plants/quadrat) at 50 % disease incidence, was inconsistent with our biological observations in the field. An arbitrarily selected, square quadrat size (n = 9 plants/quadrat), was more consistent with visual observation for describing the spatial pattern in the field. With 9 plants/quadrat a random pattern was found. Aphid populations had a bimodal distribution at both sites with the highest population peak in December–February and a secondary peak in August–September and change in disease incidence was generally related to the aphid population level in the previous month. None of the five potential aphid vectors (Myzus persicae, Aphis gossypii A. nerii, A. citricola and Macrosiphon euphorbiae) of PRV in Mexico colonized the papaya plants, however, which may explain the absence of clustering of disease.
Article
In a search for botanical products to control the main insect pest of stored cowpea, Callosobruchus maculatus, 33 traditionally used African plants were tested in the laboratory for their toxic and repellent effects against this beetle. Toxicity was evaluated measuring life history parameters in a no-choice situation. Powders of Nicotiana tabacum, Tephrosia vogelii and Securidaca longepedunculata significantly reduced the number of progeny. Repellence was evaluated by observing the behaviour of female beetles exposed to treated and untreated beans in a linear olfactometer. Clausena anisata, Dracaena arborea, T. vogelii, Momordica charantia and Blumea aurita were repellent to the beetle, whereas Chamaecrista nigricans, Azadirachta indica and Hyptis suaveolens were attractive. Our results indicate that botanical products may provide effective control of C. maculatus in cowpea.
Article
Isoborneol, a monoterpene and a component of several plant essential oils, showed dual viricidal activity against herpes simplex virus 1 (HSV-1). First, it inactivated HSV-1 by almost 4 log10 values within 30 min of exposure, and second, isoborneol at a concentration of 0.06% completely inhibited viral replication, without affecting viral adsorption. Isoborneol did not exhibit significant cytotoxicity at concentrations ranging between 0.016% and 0.08% when tested against human and monkey cell lines. Isoborneol specifically inhibited glycosylation of viral polypeptides based on the following data: (1) the mature fully glycosylated forms of two viral glycoproteins gB and gD were not detected when the virus was replicated in the presence of isoborneol, (2) no major changes were observed in the glycosylation pattern of cellular polypeptides between untreated and isoborneol treated Vero cells, (3) isoborneol did not affect the glycosylation of gB produced from a copy of the gB gene resident in the cellular genome, and (4) other monoterpenes such as 1,8-cineole and borneol, a stereoisomer of isoborneol, did not inhibit HSV-1 glycosylation.
Article
The demand for natural and nonpersistent insecticides is increasing day by day. Plant cell cultures could be an alternative to conventional methods of production of insecticides from field-grown plants. In vitro cultured plant cells produce a wide array of insecticides as a part of their secondary metabolism. Their ability to synthesize key enzymes and the manipulation of these could lead to the enhanced production of many insecticides of industrial importance. The development of a high-yielding hairy root culture system for thiophenes, nicotine, and phytoecdysones is of considerable interest. In this article, the current literature on various factors that influence the growth, production, and secretion of six insecticidal compounds, namely, pyrethrins, azadirachtin, thiophenes, nicotine, rotenoids, and phytoecdysones which have been prospects for the scale-up of cell cultures, genetic engineering to obtain transgenic plants, and metabolically engineered plants for increased production of bio-molecules, has been discussed. Environmental safety clearance and the future prospects of application of biomolecules for plant-derived insecticides are presented.
Article
Aqueous and ethanol extracts of Youngia japonica (also known as Oriental hawksbeard) were tested in vitro for anti-tumor activity against three cell lines, human promyelocytic leukaemia (HL-60), human myelogenous leukaemia (chronic K-562) and mouse Sarcoma 180 (S-180), and for antiviral activity against respiratory syncytial virus (RSV), influenza A virus (Flu A) and herpes simplex virus type 1 (HSV-1) by cytopathic effect (CPE) reduction assay. Hot water extract of Youngia japonica inhibited cell proliferation and growth of all cancer cell lines to various extent. K-562 cells were the most sensitive to the extract whereas S-180 cells were the least. It did not show any significant cytotoxic effects on normal mammalian Vero cells up to the concentration of 450 microg/mL. The ethanol extract of whole plant of Youngia japonica exhibited antiviral activity against RSV cultured in HEp-2 cells, but did not have any activity against Flu A and HSV-1. Two partially purified fractions (Fr.10 and Fr.11) from the 95% ethanol extract exhibited significant anti-RSV with 50% inhibitory concentration (IC50) in the range of 3.0-6.0 microg/mL. The ratio of the viral titer reduction in the absence (viral control) and presence of the maximal non-cytotoxic concentration (MNCC) of the Fr.10 and Fr.11 was both estimated to be 1 x 10(4) (RF, viral titer reduction factors), indicating that their anti-RSV activity was high enough to justify for further analysis. Our preliminary analysis showed that the antiviral ingredients were likely to contain phenolic compounds including tannins by chemical tests.
The contact, systemic and repellent action of neem seed extract against green peach aphid Myzus persicae Sulzer (Homoptera: Aphididae)
  • M S E Holmes
  • Hassan
Holmes, M. S. y E. Hassan, 1996. The contact, systemic and repellent action of neem seed extract against green peach aphid Myzus persicae Sulzer (Homoptera: Aphididae). 5th International Neem Conference. Gatton, Australia. 45 pp.
Pruebas de transmisión por áfidos. En: Memoria 1a Reunión Científica Forestal y Agropecuaria del Estado de Veracruz . SARH-INIFAP-CIFAP-VER
  • B García-G
  • J Villanueva-B. Y
  • N Becerra-L
García-G., B., J. Villanueva-B. y N. Becerra-L., 1988. Pruebas de transmisión por áfidos. En: Memoria 1a Reunión Científica Forestal y Agropecuaria del Estado de Veracruz. SARH-INIFAP-CIFAP-VER. Veracruz, Ver, México. pp. 88-89.
  • L Arenas
  • C Avila
  • E Cárdenas
  • J Etchévers
  • C Flores
  • E García
  • V González
  • L Matheis
  • A Mora
  • G Mora
  • A Nieto
  • D Riestra
  • D Téliz
  • J Velázquez
  • J Villanueva
GIP (Grupo Interdisciplinario del cultivo de papayo: Arenas, L., C. Avila, E. Cárdenas, J. Etchévers, C. Flores, E. García, V. González, L. Matheis, A. Mora, G. Mora, A. Nieto, D. Riestra, D. Téliz, J. Velázquez y J. Villanueva), 1992. La virosis del papayo en Veracruz: etiología y control. 355 pp. En: Memoria 5ta Reunión Científica del Sector Agropecuario y Forestal del Estado de Veracruz. SARH-INIFAP-CIFAP-VER. Veracruz, Ver. Méx.