Caracterización biológica y genética de Metarhizium rileyi (Farlow) aislado de poblaciones mexicanas de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith): evaluación de un aislamiento en un ensayo de campo a pequeña escala

Abstract

The fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith), is the main pest affecting maize crops worldwide. The most commonly used control method to reduce the population levels of this insect is the application of chemical insecticides; however, these compounds cause environmental pollution and may promote the development of resistance. The entomopathogenic fungus Metarhizium rileyi (Farlow) is highly infective and naturally prevalent in populations of S. frugiperda. Therefore, this fungus is considered an ecological alternative for use as a bioinsecticide for controlling this insect. The general objective of this study was biologically and genetically to characterize Mexican isolates of M. rileyi obtained from S. frugiperda larvae collected in maize fields from five localities in different municipalities of the state of Michoacán, Mexico. For this purpose, the efficacy of the different isolates on S. frugiperda larvae under laboratory conditions was evaluated (First Part). Afterwards, the most promising isolates were selected to determine their genetic characteristics and evaluate their efficacy under greenhouse and field conditions (Second and Third Parts, respectively). In the first part of this study, 295 S. frugiperda larvae were collected in the field, from which 89 isolates of M. rileyi were morphologically identified. Twenty four of these isolates were selected based on their high germination rate (96–98.5%). Their biological activity was determined through bioassays with second-instar S. frugiperda larvae, which were exposed to a concentration of 1 × 10⁸ conidia/mL. The mortality caused by these isolates ranged between 70% and 98.7%, and sporulation ranged between 60.5% and 98.7%.

El gusano cogollero, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith), es la principal plaga que afecta el cultivo de maíz en todo el mundo. El método de control más utilizado para disminuir los niveles poblacionales de este insecto es la aplicación de insecticidas químicos; sin embargo, estos compuestos generan contaminación ambiental y pueden favorecer el desarrollo de resistencia. El hongo entomopatógeno Metarhizium rileyi (Farlow) es altamente infectivo y prevalece de forma natural sobre las poblaciones de S. frugiperda. Debido a ello, este hongo se considera una alternativa ecológica para ser utilizado como un bioinsecticida para el control de este insecto. El objetivo general de este estudio fue caracterizar biológica y genéticamente aislamientos mexicanos de M. rileyi obtenidos a partir de larvas de S. frugiperda recolectadas en cultivos de maíz en cinco localidades de distintos municipios del estado de Michoacán, México. Para esto, se evaluó la eficacia de los distintos aislamientos en larvas de S. frugiperda en condiciones de laboratorio (primera etapa). Posteriormente, se seleccionaron los aislamientos más promisorios para determinar sus características genéticas y evaluar su eficacia en condiciones de invernadero y campo (segunda y tercera etapa, respectivamente). En la primera etapa de este estudio se recolectaron en campo 295 larvas de S. frugiperda, de las cuales se identificaron morfológicamente, 89 aislamientos de M. rileyi. Veinticuatro de estos aislamientos se seleccionaron por poseer la mayor tasa de germinación (96-98.5%). Su actividad biológica se determinó a través de bioensayos con larvas de segundo instar de S. frugiperda, las cuales se expusieron a una concentración de 1.0 × 10⁸ conidios/mL. La mortalidad causada por estos aislamientos estuvo comprendida entre 70% y 98.7% y la esporulación fue entre 60.5% y 98.7%.