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CONTROLE BIOLÓGICO E DEGRADAÇÃO Prof. Everlon Cid Rigobelo Controle microbiano • Existem 2,5 milhões de espécies de insetos na terra. • 1 milhão de espécies são conhecidas. • 10% são pragas da agricultura e urbanas. • Se cada inseto tivesse uma patologia conhecida muitas pragas seriam controladas. O que é patologia de insetos? • É a ciência que estuda a doença dos insetos abrangendo: • Etiologia (agente causal) • Sintomatologia (sintomas) • Epizootiologia (Epidemiologia) Epizootiologia • É a disciplina que estuda a distribuição e os determinantes de saúde e DOENÇA nas populações, e o desenvolvimento de estratégias para melhorar a saúde e a produtividade nessas populações. Doença • Doença – processo dinâmico – hospedeiro e patógeno, – íntima relação com o meio, – se influenciam mutuamente, – resultando modificações morfológicas e fisiológicas. Breve Histórico • 2.700 a.C os chineses relataram doenças em bichos-da- seda. • Aristóteles 384 a.C enfermidades em abelhas. • Virgílio 70 d.C doenças em insetos. • 1835 um monge Agostinho Bassi foi considerado o pai da patologia de insetos. • Fungo: Beauveria bassiana Bombyx mori Apis mellifera Crescimento da produção científica relacionada a patologia de insetos 0,3 1,8 29,9 68 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1935-1965 1966-1975 1976-1985 1986-2000 Períodos N ú m e ro d e t ra b a lh o s Relação dos patógenos estudados 60 20 20 0 10 20 30 40 50 60 70 Fungos Vírus Bactérias LITERATURA Manejo do agrossistema • Controle químico • Medidas culturais • Insetos e microrganismos benéficos • Pragas • Clima • Solo • Planta INTRODUÇÃO • 1. O QUE É CONTROLE BIOLÓGICO DE INSETO PRAGA? • 2. O QUE É INSETO PRAGA? • 3. MICRORGANISMOS ENTOMOPATOGÊNICOS? PRAGA INTRODUÇÃO • 1. Eliminação ou diminuição de uma população de insetos pragas. • Podendo ser com a utilização de microrganismos ou não. • Microrganismos que causam doenças em insetos • Insetos – entomologia; doenças - patologia INTRODUÇÃO • 2.MICRORGANISMOS CAUSAM DOENÇAS EM INSETOS • ELIMINANDO OU DIMINUINDO A POPULAÇÃO. INTRODUÇÃO • INSETO PRAGA • INSETO fitófago que se alimenta de plantas de grandes culturas como soja; feijão; milho; arroz etc. • PRODUTIVIDADE PREJUÍZOS DOS INSETOS PRAGAS • ÁREA FOTOSSINTÉTICA • RESERVAS ENERGÉTICAS • DIMINUIÇÃO DA PRODUÇÃO • TRANSMISSÃO DE DOENÇAS Problemas do Controle químico Contaminação dos rios Contaminação do solo Contaminação da cadeia alimentar Desertificação Destruição dos polinizadores Pólen 963,33 1086,00 1613,00 1932,89 1727,38 Nicodemo & Nogueira-Couto, 2002 Peso (g) Frutificação 15% 15% 25% 45% 42% Produção (kg) a partir de 100 flores de moranga 14,5 16,3 40,3 86,9 72,6 BERINJELA Fonte: Moraes-Filho & Nogueira-Couto, 2000 VANTAGENS DO CONTROLE BIOLÓGICO • ATÓXICO solo; rios; aplicador; ar; cadeia alimentar. • ECONÔMICO alguns casos custo ZERO • RESISTÊNCIA não induz • N° DE APLICAÇÕES baixas • ESPECIFICIDADE inimigos naturais • EFICIÊNCIA = produto químico • CONTROLE MAIS DURADOURO VANTAGENS DO CONTROLE BIOLÓGICO • Controle associado – sub dose sinergia • Engenharia genética – melhorias • Aplicações – comum ao químicos • Comercial valorização dos alimentos (orgânicos) • Ressurgência de pragas – não favorece DESVANTAGENS DO CONTROLE BIOLÓGICO • ESPECTRO DE AÇÃO - restrita • DEPENDE DAS CONDIÇÕES AMBIENTAIS • CALOR OU FRIO INVIABILIZA • ARMAZENAGEM cadeia de frio • ESPECIFICIDADE não controla 2 pragas • INCOMPATIBILIDADE COM O QUÍMICO pode acontecer DESVANTAGENS DO CONTROLE BIOLÓGICO • AÇÃO MAIS LENTA – período de incubação do patógeno. • POTENCIAL ADEQUADO DO INÓCULO – só funciona se as condições forem corretas. Distúrbios fisiológicos dos insetos • Estudos de danos provocados nos insetos submetidos aos inseticidas microbianos. • Distúrbio no tegumento – • A maioria penetra via tegumento causando distúrbios na primeira barreira de proteção. • A maioria dos saprófitas só conseguem penetrar no tegumento por ferimentos. Distúrbios do tegumento • Os patógenos que penetram via tegumento necessitam de agentes bioquímicos que facilitem a abertura de orifícios de penetração. • Enzimas – lipases – proteases – pectinases • Condições ambientais – desenvolvimento do fungo. Síntese protéica • Metarhizium anisoplie – protease – PR1 http://ss.ffpri.affrc.go.jp/labs/seibut/bcg/images/00175-1.jpg Síntese protéica • Nomuraea rileyi – quitinases – proteases – lipases Síntese protéica Nematóides Pratylencus Distúrbios no sistema circulatório • Reação de defesa – • Proteínas com ação antibióticas • Grande síntese de hemócitos envolvidos no processo de capsulação. Hemócitos de insetos Distúrbios no sistema circulatório • Mudanças devido ao crescimento do patógeno. • Processo de colonização atacando hemócitos. • Corpos gordurosos • Túbulos de Malpighi • Tecidos musculares BT Bacillus turingiensis Ciclo do Metarhizium anisopliae LAGARTA DO CARTUCHO Esporos Estruturas de fungos Esporângios e esporos Hifas Blastoconídios • Os blastoconídios, também denominados gêmulas. • São comuns nas leveduras e se derivam por brotamento da célula-mãe. • As vezes, os blastoconídios permanecem ligados à célula-mãe, formando cadeias, as pseudo-hifas, cujo conjunto é o pseudomicélio. Conidióforo • Célula conidiogênica • São estruturas bem diferenciadas • Servem para a identificação de alguns fungos patogênicos. CLEISTOTÉCIO • O cleistotécio é uma estrutura globosa • Fechada, de parede formada por hifas muito unidas • Com um número indeterminado de ascos, • Contendo cada um oito ascosporos. PERITÉCIO • O peritécio é uma estrutura geralmente piriforme, • Dentro da qual os ascos nascem de uma camada única APOTÉCIO. • O apotécio é um ascocarpo aberto • Em forma de cálice onde se localizam os ascos. FUNGOS ENTOMOPATOGÊNICOS • São organismos de tamanho e forma variáveis. • Podem ser uni ou pluricelulares. • Podem apresentar micélio – células – hifas • Constituída de quitina e celulose. • 80% do controle Biológico são por fungos. • 700 espécies no C.B • A maioria existe no Brasil. • 20 espécies controlam pragas de grande importância econômica. • Variabilidade genética – principal vantagem. PRAGAS CONTROLADAS Carrapato Carrapato Pernilongos Baratas Pragas de grãos armazenados Pragas de grãos armazenados Broca da raiz da bananeira Broca da bananeira Percevejo da soja Broca da cana – de –açúcar Ciclo das relações fungo hospedeiro • Os fungos são patógenos de largo espectro. • Atacam insetos: aquáticos; fitófagos; de solo. • Atacam inseto adulto; ovos e pupas. • A maioria dos fungos penetra pelo tegumento. • Muitos produzem conídios e esporos. • São facilmente levados pelo vento e água. ADESÃO • 1º Fase do cíclo das relações fungo – hospedeiro • Ocorre a deposição do fungos sob o inseto. • Visa a preparação para a fase de PENETRAÇÃO • Os esporos podem ser EJETADOS ou LEVADOS pelo vento ou água. • Interações moleculares entre PATÓGENO e a SUPERFÍCIE do INSETO. • FORÇAS ELETROSTÁTICAS Germinação • Nas condições ideais e T, pH, UR, O2 • O fungo germina sobre o inseto. • Produz tubo germinativo. • Germinação polar ou bipolar • Precisam de elevados níveis de N2 • Velocidade de germinação depende do isolado. • Virulento velocidade de germinação • Microbiota saprofítica da epiderme do inseto favorece a germinação ESPOROS E HIFAS Formação do apressório • Forma-se na extremidade do tubo germinativo. • É uma dilatação das hifas. • Migração do conteúdo do tubo para ponta. • Região de grande atividade enzimática. • Grande quantidade de mitocôndrias. • Ribossomos • Promove a penetração do fungo no inseto. TUBO GERMINATIVO APRESSÓRIO Formaçãodo grampo de penetração • Na parte inferior do apressório. • Pode ocorrer uma diferenciação da hifa. • Tornado FINA e SALIENTE • Inicia-se o processo de penetração Penetração • Processo físico – pressão da hifa terminal que rompe as áreas membranosas da epiderme do inseto. • Químico – resultante da sínteses de enzimas como as proteases, lipases e quitinases. • Na área de penetração ocorre a decomposição do tecido – histólise. • Enzimas – relacionadas com a agressividade. Colonização • Inicia-se a partir da penetração. • A hifa que penetra – sofre um engrossamento. • Ramifica e coloniza a hemocele. • Atacam os corpos gordurosos • Paralisam os tubos de Malpighi • Sistema digestivo • Sistema nervoso • Traquéia • músculos COLONIZAÇÃO COLONIZAÇÃO Armazenamento • Laboratório • Temperatura de 4º C • Congelamento
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