Evaluación de resistencia de 30 genotipos de maíz a Sitophilus zeamais Motsch (Coleoptera : Curculionidae) en laboratorio
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(2) REVISTA ICA, Vol. 27, Abril· Junlo 1992 Sltophllus :eamars Motsch es uno de los. Insectos de granos almacenados m~s des· tructlvo y ampliamente dlstribuldo en todo el mundo que causa p~rdldas en marz al· macenado y otros cereales (Wldstrom et ai, 12) Los problemas que ocaslona esta plaga han tratado de resolverse mediante el con· trol qufmlco, el cual resulta desventajoso porque genera mcremento en los costos, contamlnaclon del producto y detenoro del amblente (Macgregor, 4). EI mlsmo autor plantea la necesldad de desarrollar vane· dades con algOn mvel de reslstencla a pIa· gas de almac~n y con alto valor nutrltlvo para el hombre Para esta Invest/gaCion se realizo una prueba de confmamlento y los prop6sltos fueron selecclonar genotlpos de malz con mveles aceptables de resist en cia a S zea· mals, que puedan ser de explotaclon lOme· d,ata 0 puedan utlltzarse como fuentes de reslstencla en trabajos posterrores de me· joramlento, determmar la Importancla de las protein as y de los ammoacldos IIslna y tnptofano como facto res de reslstencla 0 de susceptlblhdad. latencla del grano almaeehado, no funciona en trabaJos como el presente (Harber, 3). Wldstrom et al (12) para medir suscepti· bl/idad a S. zeamals utilizolas variables: p~r· dlda de peso del grano, porcentaje de granos danados, porcentaje de mortalldad de los padres y peso par JOsecto. Consldero a la primera como el meJor Indicador eeonomlco para evaluar resistencia. Vlllacis (10) evaluo resistencia a s. zea· a Sltotroga cerealella (Ollv.) en 10 tie pas de malz utilizando como variables IOdlcadoras de resistencia el m'Jmero y peso de los gorgojos Y tambl~n /a duraci6n media del cicio de desarrollo de huevo a adutto. Encontro una correlaci6n positlva entre proterna y nOmero de l'lsectos emergidos, /a IIsma no tuvo mfluencla y el triptofano diS· mlOuy6 la duracl6n del cicio de vida del Insecto mars y. Betanzos (1) deflnto resistenCla a S. :ea· nuns en base a la ~rdlda de peso del grano, /a proterna y /a IIsma no tuvleron correlaclon con esta variable, pero el tnptofano corre· laclOno despu~s de los 120 dras de confi· namlento SegOn este autor la duraCion mlntma de una prueba de evaluaCl6n de reo slstencla en condiciones de 2]oC y 70% de humedad relatlva, debe ser de 120 dras. Horber (3) destaca que los estudlos de reslstencla a plagas de almac~n, no han tee mdo la mlsma dedlcaclon de esfuerzos, que los enfocados a buscar altos rendlmlentos, adaptaclon a dlferentes areas agreecologlcas, y reslstencla a plagas de campo Par eUo algunos autores han planteado la nee cesldad de estudlos paralelos que permltan la IIberacion de genotlpos de malz que ademas de poseer buenas caracterlstlcas agronomlcas, tengan un mvel de reslstencla cuando menos Igual al de las vanedades comunes (Betanzos, 1). Doble (2) dlseil6, como metodologla, un Indlce de susceptlbllidad para la claslficaCion de reslstencla que se basa en el promedlo de desarrollo de la F1; SUS resultados indicaron que la dureza fue relacionada nee gatlVamente con la susceptlblhdad; en tanto que la OVlposlclon no tuvo relacI6n con la ultIma. Segun Painter (5), en los trabajos de selecclon de reslstencla pueden partlclpar tres o cualqUiera de los tres componentes a los que denommo, no prererencla, antIbiOSIS Y tolerancla Este ultimo, por la condlclon de. Van as autores han senalado como fuen· tes de reslstencla a dlstlOtos componentes del grano Por ejemplo, Rhme y Staples (6) mdlcan que un alto contemdo de amllosa dlsmlnuye el peso promedlo de los gorgo-. 166.
(3) CASTRO 0., L.A. et al Evaluacl6n de genotipos de malz.. Smgh y McCam (8) encontraron que el contemdo de azucar mfluy6 posltlvamente en el numera y peso de los gorgojos En otro estudlo Serratos et aI, (7) adJudlcaron at azucar, a los fenoles y a la dureza pro· pledades antlahmentarlas contra S zeamals. JOS. MATERIALES Y METODOS. EI presente estudl6 se reahz6 en el La· barataria de Entomologla del CtMMYT (Cen· tra Internaclonal de Mejoramlento de Malz y Trigo) ublcado en et 8at~n, MexIco, se utiIIz6 una c~mara de crla en condIcIones con· troladas (26 ~ 1·C Y 70 ! 5% de humedad relatlva) La metodologla empleada fue, con alguna modificaclones, la uUllzada por 8etanzos (1), Widstrom et 01 (12) y Villacis (10) Las modlficaclones se refleren a la cantldad de msectos y de malz utlllzados, a algunas vanables y al tlempo de confmamlento En las Tablas 1, 2, y 3 se muestran los genotlpos utlhzados en esta rnvestlgacl6n, los cuales son matenales mejorados para ~reas traplcales y subtroplcales Estos malces se Intradujeron durante 10 dlas en un congelador a -10°C para ellmmar rnfestaclones de campo, la humedad tue homegenelzada entre 12 y 13% can la ayuda de un delermlnador de humedad marca Dlckey~ohn, las muestras homogenelzadas se mantuvleron en la camara de crla durante tres semanas antes de mlClar los es· tudlos (VanDerSchaaf et ai, 9) Srmult~neamente se obtuvo una crla de S zealnalS en un malz Cacahuacmtle, utilizan do 60 msectos progenltores de edad y sexo desconocldo par cada 200 9 de malz 10 dlas despues, cuando se obtuvo OVIPOSlCl6n suflclente, se retlraron los rnsectos progemtores Despues, se tomaron 400 9 de cada genotlpo, se d,vrdleron en submuestras de 100. gramos y se colocaron en frascos de 0 5-1 de capacldad, cuya tapa (de rosca) tenIa una perforacI6n para permrtrr la ventilacI6n Por cada 100 9 se conflnaron 20 msectos de una a tres semanas de edad y sm sexar EI numero de msecots es el mlmmo sugerldo par Wlsdstrom et al (13) para eVltar la labor de sexado Las muestras fueran aleatorrzadas en un dlsei'lo de bloques completamente al azar A partIr del 14 dla (cuando se retlraron los progemtores), se reahz6 un muestro cada mes hasta cumpllr 104 dras de confinamrento En cada muestreo, se reglstr6 la perdlda de peso, el peso de "hanna" producrda par el dano, el total de adultos VIVOS y muertos y el porcentaje de granos danados (esta vanable se reglstr6 s610 en el muestreo 3, que tue el ultImo) En el Laboratono de Cahdad de Protema del CIMMYT se determln6. para cada genotlpo, el porcentaje de protefna mediante el m~todo autoanahzador de Techmcon 2, el porcentaJe de tnptofano atrav~ del m~ todo de Oplenska 81auth modlficado par Hernandez Para la determinaCIOn de hSlna, se us6 un analrzador de amrno~cldos marca Bekman 120c Estas metodologlas fueron descrttas par VIllegas et 81 (11). RESULTADOS Y DlSCUSION. En la Tabla 4 se observan los resultados correspondlentes al anahsls de protelna EI 33 3% de los matertales tuvo un porcentaJe de proterna entre 11 3 Y 10, el 30% entre 9 8 Y9, Yun 36 6% oscrl6 entre 8 9 Y7 5% En el prrmer muestreo (a 44 dlas de la Infestacl6n Inlclal) la vanable perdlda de peso del grana oscl16 entre 375 Y 1 25%, solamente el genotlpo 14 presento dlferenclas slgmflcahvas (P = 005) Tukey, en los demas se detectaron dlferenClas tan baJas 167.
(4) REVISTA ICA. Vol. 27. Abril - Junlo 1992 Varledadell y sfnl~lIcoll de mafz para 6rc8alroplcalcIJ, ullllzados para evaluar re~191~ncla n S. TABLA 1. ztamais. No·. Genealogla. Qrlgen. Textura. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14. Poza Rica 8761 Across 8762 Nyankpala 8763 Across 8763 Across 8664 Across 8765 Across 8666 S86P1S01 S86P150a S86P180 SF587P230 S863000 S893450 Elura (1) 78430. TL88B-4340 TL89B-6E27 TL898·6317 TL898·6328 Tl89B-6321 TL89B-1351 TL89A·1351 PA88-5336 PA87A 347 PA88B-6337 PR88B 348 TL89B-6314 PA8985314 PA89A 3331. Cnslallno Cnslallno Dentado Dantado Dentado Seml·crlslallno Dentado Crlslahno Oentado Dentado Crlslalino Oenlado y Crlstalino Oentado Suave. • = Humero que Identlflc6 a cada genotIpo en los experlmentos. TABLA 2.. Llneas con dlferentes grados de endocrfa de poblaclones de marz con alto contenldo proteI· nlco, para <'reas troplcales, utIllzados para evaluar reslstencla a S ttamals.. Ho·. 20. 22 23 25 26 30 31 35 36. Genealog!a. Orlgen. Textura. P1 dia 1 90 P3 dla 2'90 P4 dla 1'90 P6 dia 1'90 P7 dla 1'90 P11 dla 1 90 P1 dla 2'89 P5 dla 2 89 B25C22MH5 1 2 b. PRS9B 5306 PR898 5304·3 PR898·5304 11 PR898·5304·17 PA89B-327 335 PA89B 5304·142 PA89B 5306-39 PA89B 5306-40 PA8985303-128. Cnslahno Crlslahno Crlslahno Cnstahno Crlstahno Oentado Cnstahno Oentado Cnslalino. • = Humero que Identlflc6 a cada genollpo en los ex perl men los P = Poblacl6n C Pool PR = Poza Rica. =. 168.
(5) CASTRO 0., L.A. et al Evalunci6n de genotipos de mnl'z. Varledadcs y ~ntt!tlcos de mall con allo contenldo protelnlco, para 4reas subtroplcales, ull· llzados para evaluar resfstencla a S ltamalJ.. TABLA 3.. No,-. Genealogla. Orlgen. Textura. Cnslahno y semlcrislahno Denlado Crlslalino Oentado Cristalmo y dentado Denlado..hannoso Crlstalino. 15. Tlallizapan 8667. TL88B~347. 16 17 18 19 37 38. S866BQ. TL87A 1356 TL87M331. Across 8569 Tlalllzapan 8670 S895545Q. TL87B~324. TL89B~313. Cacahuacmt!e~. Palomero'. Mercado Publico. - = Numero que IdenUllco a cada genotlpo en los exper/mentoD 2 3. TL. = Teallgo suscepllble = Teallgo reslslenle. =T1alllzapan. que Impldleron hacer una dlscnmmaclOn de reslstencla de los genotlpos can base en esta van able mlsma, que ha sido sugenda por otras autores como la mejor por mostrar un Impacto econOmlco dlrecto (Betanzos et aI, 1 y W,dstrom et ai, 13) Respecto a las van abies adultos VIVOS y peso de "hanna", tambH~n destacO el genotlpo 14 con dlferenclas slgmflcatlvas (P 0 05) Tukey, respecto a los dem~s En esta etapa del expenmento la van able 10sectos muertos sOlo aparecI6 en los genotlPOS 23 Y 4 pero a mveles muy bajos. =. En el muestreo 2 (a 74 dras de la mrestaclOn mlclal), los val ores de perdlda de peso estuvleron entre 1039 Y 267%, correspondlendo a los genotlpos 14 y 26 Se observ6 un gran mcremento de los val ores de esta van able respecto al primer muestreo y empez6 a darse un agrupamlento m~s claro entre los genotlpos que al fmal resultaron con nlveles relatlvos de reslstenCia altos y bajos En las vanables peso de "hanna" y total de adultos VIVOS, el geno-. tlPO 14 volvl6 a pres en tar dlferenclas slgnlficatlvas (P = 0 05) Tukey respecto a la mayorra de los marces evaluados Para el muestreo 3 (a 104 dras de la Infestacl6n Inlclal), el rango de perdldas de peso del grana estuvo entre 42 16 Y9 52%, yya destacaron, como los mc1s susceptibles, los genotlpos 14, 30 Y 31, con perdldas de peso de 136, 53 Y 41 % mas altas que el testlgo susceptible Los genotlpos 26, 15 Y 9 perdleron (399,227 y 186%) menos peso que el testlgo reslstente y, en conslderacl6n a esos m~rgenes de perdlda, han sldo catalogados como reslstentes SI se toma como rndlce de resistenCla los IOsectos generados en el testlgo reslstente (Palomero), los genotlpos 14, 30 Y 31 produjeron 4 6, 2 6, Y2 5 veces m~s IOsectos que el marz pal amero, a su vez el 26, 15 Y9 produJeron, reSpecllvamente, 2 4, 1 8 Y 1 8 veces menos La Figura 1 muestra los valores promedlos de esta vanable, e\ rango estuvo entre 885 y 79 IOsectos, correspondlendo respectlvamente a los genotlpos 14 y 26. 169.
(6) REVISTA ICA, Vol. 27. Abril· Junlo 1992 TABLA 4. Porcentalc de proterna, trfplofano y tlSlnlt en prolernn y mueatrll en granos completos;de.30 genollpos de malz ullllzados para evatuar rcslstencla 8 S uamlflS,. % trlptofano en. Genotlpos. 22 P3 dla 190 35 P5 dla 289 26 P7 dla 2'90 37 CacahuaclnUe ' 31 Pl dla 2 90 38 Palomero2 23 P4 dla 190 11 SFS87P23Q 19 S89545q 36 B2SC22MH5 1 2-b 10 S86P18Q 8 S86P1SQl 6 Across 8765 3 Nyankpala 8763 20 P1 dla'gO 5 Across 8664 2 Across 8762 12 S86300q 9 S86p15QS 14 Ejura (1) 78430 17 Across 8569 25 P6 dla 1 90 30 Pl1 dla 1'90 7 Across 8666 13 SB9345Q 18 TIalllzapan 8670 1 Poza rica 8761 4 Across 8763 16 S8668Q 15 Tlaltlzapan 8667. 1 2. % IIslna en. % de Pro terns. Proterna. Muestra. proterna. Potueslra. 113 113 110 109 108 106 106 103 100 100 98 97 96 94 94 93 93 92 90 89 88 88 88 87 87 87 86 81 81 75. 0098 0100 OOSO 0058 0091 0045 0091 0092 0095 0095 0094 0098 0085 0099 0091 0096 0094 0083 0095 OOSO 0078 oOS6 0079 0092 0078 OOS4 0085 OOS6 0078 0076. 087 088 078 053 084 042 086 089 095 095 096 101 089 105 097 103 101 090 106 090 089 089 090 106 090 009 099 106 096 101. 0388 0456 0426 0282 0442 0237 0400 0382 0376 0416 0374 0402 0393 0380 0364 0374 0396 0345 0362 0406 0344 0387 0378 0358 0358 0334 0367 0362 0342 030S. 34 41 34 26 41 22 38 37 38. 42 38 41 41 40 39 43 42 38 40 46. 39 44 45 41 41 38 43 45 42 41. = Tesllgo susceptible. =Testlgo reslstente. En esta etapa del expenmento la vanable msectos muertos tuvo'Su maximo valor, slendo los genotlpos que estuvleron asocla· das a mayor porcentaje de mortalldad el 26% yel Palomero, con valares promedlos de 10 25 Y5 10% tnsectas muertos AI con· sJderar todas las vanables, el prrmero de. 170. estos genotlpos se proyect6 como el mas reslstente a partir del segundo muestreo La vanable porcentaje de granos danados tuvo valores entre 96 71 y 17 85, que correspondleron a los genatlpas 14 y 26 res· pectlvamente La Figura 2 muestra el com·.
(7) CASTRO 0., L.A. et 01 Evnluncl6n de genotipos de mnfz.. " P E. S. 100. I. o. A. ~. 80. p E S. o. 60. y. . Q. ~. 40. H. o S. ~. 20. R. A. o. o s. O~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 1430312223203725 2 4 3610 1 18 13 II 12 D 38 3 18 6 III 36 8 17 7 1/ 1628. GENOTIPOS t::I PEROIOA. DE PESO. _. GRANOS DAflAOOS. FIGURA 1 Promedlos de adullos de S Zl!amalS vivos. produeldos al cabo de 104 dlas (Muestreo 3) en 30 genotlpos- de marl evaluotfos por reslstenels en pruebas de conflnamlento.. 1000~-----------------------------------------'. BOO A. o. U. l T. 600. o S. V I V. o s. 400. 200. I. ~. I' 30312223203726 2 4 3810 I 18 13 II 12. e. 38 S 18 6 1936 8 17 7 II 1628. GENOTIPOS _TESTGO SUSCEPTIBLE. DTESTIGO RESISTEHTE. FIGURA 2. Porcentajes de granos daftados y de p~rdlda de peso (x.). 81 cabo de 104 dlas en 30 genotlpos de malz evaluados por reslstenela a S <.l!antalS en pruebas de connnamiento. 171.
(8) REVISTA leA, Vol. 27. Abril - Junlo 1992 portamlento de los genotlpos respecto a las van abies p~rdlda de peso y porcentaje de granos danados, la relaclOn que se observa es dlrecta con hgeras desvlaclones en algunos genotlpos, 10 cual es atnbulble a dlferenclas en la mtensldad del dano que sufren algunos malces, por 10 tanto es cuestlonable el uso de esta vanable alslada sino se complementa con otras, sm embargo, puede ser de utlhdad cuando se evaluen matenales para conservaclon de semillas donde no mterese tanto la p~rdlda de peso como el numero de granos sanos En un Intento de exphcar la aparente reslstencla y/o susceptrbrhdad se hlCleron correlaClOnes entre las vanables estudradas y el contenrdo protelnrco en todos los matenales La Tabla 5 muestra los resultados de esas correlaclones y sen ala que la protelna, "srna y trrptofano en protelna y en la muestra no correlaclonan can p~rdlda de peso, porcentaje de granos danados, peso de "hanna" nr con el total de adultos VIVOS Estos resultados COlnClden con los de Slnhg y Macea," (8) en 10 que respecta al numero. TABLA 5. de msectos en pruebas con StfOp/lI/us oryzac. la falta de correlaclOn no descarta la rnfluencia que pueda lener la protelna (y sus amJno~cldos) como fuente nutrltlva de los gorgojos adultos No se encontro nmguna correlaclon entre los parametros perdlda de peso y peso de "hanna", con protelna, en comcldencla con los resultados de Betanzos (1), esto permite sugertr la factlbllrdad de obtener malces con buen contenldo de protelna y, al mlsmo tlempo. con caracterlstlcas de res 15tencla a S zeamms. EI numero de adultos muertos correlaClOnO posltlvamente (a11 %) can la protelna, esto pod ria slgmflcar que un alto contentdo de protelna genera un efecto de antlbrosls, el cual se refleJarla en mortahdad de adultos EI trrptofano en la muestra y en la protelna correiaclonO negatlvamente al 5 y a1 1% respectlvamente Lo que podrla slgmflcar una tnfluencla de este amtnoi1cldo en la dlsmtnucl6n de la mortahdad. Correia clones entre las variables p~rdlda de peso. porcentale de gmnos daftados, total de adullOS, adultos muertos y contenldo protelnlco en 3D genotlpos de malz evaluados por reslstencls a S z~amau. Var/ables Prolelna TnptolanolMueslra Tnplolano/Protelna LISIOa/Muestra LI$lnaiProtelOa. % Perdlda de peso. % granos dai'lados. Peso de "Har/na". Total adultos. Adultos muertos. 003 '()09 .() 01 022 019. 010 010 004 OOB 015. .() 00 -{) 18. 009 .() 03 .() 12 025 017. 044"" -{) 3S" -{) 57"". -{)17. 012 015. 001 .() 30. "" =Slgnlflcativo aI1%, " =slgnlllcativo al 6%. todas las demo1s correlaclones fueron no slgnlllcaUvas. 172.
(9) CASTRO 0., L.A. et at Evaluaci6n de genotipos de maCz. I. Para un am1lisis m~s completo en este tlPO de investigaciones, pod ria ser necesano InclUJr otros factores, como la dureza y los contenldos de amllosa, fenoles y grasas en cada genotlpo Esto permltlrla tener una exphcaCl6n m~s clara de las propledades del grano, InvoJucradas en la manlfestacl6n de reslstencla y/o de susceptlblhdad al ataque de S zeronals. CONCLUSIONES. La protelna, tnptofano y /Isma no correlacionaron con la p~rdida de peso, m can el numero de adultos VIVOS, esto indica que es factlble meJorar el contenldo de proterna, Irslna, y tnptofano en marz Sin correr altos nesgos de selecclonar par susceptlblhdad as zeamats EI tnptofano en proterna y en muestra correlaclonO con adultos muertos, 0 sea que la presenCIa de este amlno~cldo est a asoclada a una baJa mortalrdad, 10 que podrra explrcar el comportamlento de los malces 15, 9 Y 7, los cuales produJeron la menor mortahdad. Las pruebas cortas de confmamlento (Muestreo 1), sOia permlten determmar la tendencla general de los genotlpos de malz frente al ataque de S zeamazs Las pruebas de duraclOn aproxlmada a dos clclos blOIOglcos (Muestreo 2) conflrman tendenclas generales y seMI an algunas partlculares pero tampoco deben admltlrse como concluyentes EI an~hsls de la mformaclOn despues de aproxlmadamente tres generaclones (Muestreo 3), es 10 mlmmo necesano para sacar concluSlOnes vahdas en la mayorfa de genotlpos. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. 1. Belanzos M ,E 1980 SelecclOn de vafleda des de malz de alta calldad proteica por reslsten cia al plcudo del malz Sitophilus zeamals (Motsh) I Correlaclones entre caracterfSllcas del grano e Jndlcadores de reslstencla Agncultura ncmca en M6xlco 6 45-46. 2. Doble, P 1974 The laboratory assessment of the IOherent suscepltblhty 01 maize vanetles to postharvest mfestatlon by SlIophllus zeamau ,,",otsch (Coleoptera CurculJomdae) J Stored Prod Res 10183-197. 3. Herber, E 19B7 Methods to detect and evaluate resistance 10 maize to gram Insects 10 the fIeld and 10 storage pp 140-150 In Toward Insect resIstant maize fOt the tthlrd world Proceedings 01 The International Symposium on Metodolo91es for Developmg Host Plant Resistance to Maize Insects CIM myt M6xlco. 4. MacGregor L, R 1980 Los programas sobre reslstenCla de granos al ataQue de msectos de almac6n en M~xtcO pp 351-362 En Memonas del COIOQulo Internaclonal sobre Conservacl6n de Semillas y Granos Almacenados Moreno E y M Ramirez Eds UNA M M~xlco. 5. Palnler, R H 1958 Reslsstance 01 plants to 10 sects Ann Rev Entomol 3 276-290. Los genotlpos 14,30 Y31 fueron los m~s susceptlbles y el 26, 15 Y el 9 lOS que resultaron con los mveles mas altos de res IStencle La protefna sOlo correlaclonO posltlvamente (al 1% de slgmflcancla) con el numerc de msectos muertos Este hecho suglere un etecto general de antibioSIS atnbUible al alto contemdo protefmco En particular se encontrO que en los genotlpos Patomero y e\ 26 eXlste un probable tactor de antibIOSIS (relaclonado 0 nO con protelna). 173.
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