Bol. San. Veg. Plagas, 23: 3-10, 1997 Actividad de Trichilia havanensis Jacq. (Meliaceae) sobre larvas de Spodoptera littoralis (Boisduval) (Lepidoptera: Noctuidae) J. F. LÓPEZ-OLGUÍN, F. BUDIA, P. CASTAÑERA y E. VIÑUELA Larvas neonatas de Spodoptera littoralis se alimentaron, hasta su pupación, con una dieta artificial de noctuidos a la que se agregó fruto seco pulverizado de Trichilia havanensis al 1 y 5%, y se evaluó el efecto sobre la mortalidad, el peso y el desarrollo de las larvas. La mortalidad de las larvas alimentadas con dieta al 5% de T. havanensis fue significativamente mayor (p < 0.05) que la registrada en dieta al 1% y que la de las lar­ vas testigo. La ingestión de dieta con T. havanensis (1 y 5%), indujo una reducción sig­ nificativa del peso de las larvas y un importante retraso en su desarrollo. J. F. LÓPEZ-OLGUÍN: Dpto. de Inv. en Cs. Agrícolas. I.C.B.U.A.P. Apdo. post. 1292, Puebla, 72000. Puebla, México. Domicilio actual: Centro de Investigaciones Biológicas, C.S.I.C, Velázquez 144, 28006. Madrid, España. F. BUDIA, E. VIÑUELA: Unidad de Protección de Cultivos, E.T.S.I. Agrónomos, 28040. Madrid, España. P. CASTAÑERA: Centro de Investigaciones Biológicas, C.S.I.C. Velázquez 144, 28006. Madrid, España. Palabras clave: Meliaceae, Trichilia havanensis, Lepidoptera, Noctuidae, Spodoptera littoralis, compuestos naturales. INTRODUCCIÓN Trichilia havanensis Jacq, es un árbol de la familia de las meliáceas con distribución en regiones tropicales de México, Islas del Caribe, América Central, Colombia y Vene­ zuela (PENNINGTON, 1981). La comunidad Nahuatl-Totonaca de la Sierra Norte de Pue­ bla, México, utiliza el fruto de T. havanensis en la agricultura tradicional para prote­ ger la semilla de maíz durante la germina­ ción del ataque de insectos, aves y roedores. Las hojas son utilizadas para repeler a los insectos que dañan al grano en el almacén. Las plantas de la familia de las meliáceas se caracterizan por producir diversos metabolitos secundarios, principalmente limonoides (TAYLOR, 1981), muchos de los cua­ les han mostrado actividad biológica contra insectos (CHAMPAGNE et al, 1992). Azadi- rachta indica A. Juss. y Melia azedarach L. son las meliáceas más estudiadas debido fundamentalmente a la obtención de la azadiractina y otros limonoides relacionados con actividad antialimentaria, efecto regula­ dor del desarrollo y/o actividad tóxica con­ tra insectos. De los limonoides aislados del fruto de T. havanensis (CHAN et al, 1973; ARENAS Y RODRÍGUEZ, 1990), solamente la azadirona obtenida originalmente de M. azadirachta (LAVIE et al, 1971), se ha in­ formado que tiene actividad contra insectos (CHAMPAGNE et al, 1992). Considerando el amplio potencial de utili­ zación de los compuestos aislados de meliá­ ceas en el control integrado de plagas agrí­ colas, así como los antecedentes de uso del fruto de T. havanensis para el control de plagas del maíz en México, se planteó reali­ zar un ensayo preliminar para confirmar la actividad biológica del fruto de esta planta, utilizando como insecto de referencia a Spodoptera littoralis (Boisduval). De acuerdo con lo anterior, el objetivo del presente tra­ bajo fue evaluar el efecto por ingestión de fruto seco pulverizado de T. havanensis in­ corporado a la dieta, sobre la mortalidad y el desarrollo larvario de S. littoralis. MATERIAL Y MÉTODOS Material vegetal Se recolectó fruto en estado de madurez de T. havanensis (fig. 1), en julio de 1994 en Puebla, México, entre las coordenadas 20° 6' y 20° 8' de LN y entre los 97° 27' y 97° 29' de LO. Se dejó secar a la sombra y posteriormente se pulverizó en un molino marca Culatti usando un tamiz de 1,5 mm. Cría de insectos Se emplearon larvas neonatas de S. littoralis eclosionadas en las últimas 12 horas, procedentes de la cría de laboratorio de la Unidad de Protección de Cultivos de la E.T.S.I. Agrónomos de Madrid, cuyas lar­ vas se alimentaban con una dieta modifica­ da de la propuesta para noctuidos por PoiTOUT & BUES (1974), al añadirle alfalfa molida. Los adultos se alimentaban a base de agua con miel de abeja al 10% (MARCO et ai, 1994). Las condiciones de cría fueron de 25 ± 2 °C, 75 ± 5% de HR y fotoperíodo de 16:8 horas luz:oscuridad. Diseño experimental Los tratamientos utilizados fueron: - Dieta testigo. Para este fin, se utilizó la dieta de cría mencionada anteriormente. - Dieta con 1% de T. havanensis. A los componentes de la dieta testigo se adiciona­ ron dos gramos (para 200 gramos de dieta), Fig. l.-Rama de un árbol de T. havanensis con frutos maduros. del producto vegetal. El agua con el agar y formaldehído se llevó a ebullición y una vez que esta mezcla se había enfriado a unos 50 °C, se incorporó el producto vegetal junto con los demás ingredientes de la dieta. - Dieta con 5% de T. havanensis. Se pre­ paró de igual manera que la dieta anterior, con la diferencia de que en este caso se adi­ cionaron 10 gramos del producto vegetal. La unidad experimental consistió en una caja cilindrica de plástico con tapa de 12 cm de diámetro por 5 cm de altura con papel fil­ tro en la base, donde se colocó dieta ad-libitum del tratamiento respectivo y 10 larvas de S. littoralis eclosionadas en las últimas 12 horas. Se consideraron 5 repeticiones por tratamiento, por lo que se contó con 50 lar­ vas para cada tipo de dieta. Las unidades ex­ perimentales se colocaron completamente al azar dentro de una cámara mantenida en las condiciones ambientales indicadas anterior­ mente para la cría. Durante el período del ensayo se realiza­ ron observaciones diariamente para la detec­ ción de las cápsulas cefálicas indicadoras de la muda y el correspondiente registro del de­ sarrollo larvario. Cada tres días se cambió la dieta, se registró el número de larvas muer­ tas y se obtuvo el peso medio de las larvas vivas por unidad experimental. Análisis estadístico Para los porcentajes de mortalidad y el peso promedio de las larvas vivas a los dife­ rentes tiempos de iniciado el ensayo, se rea­ lizaron las pruebas de hipótesis sobre nor­ malidad (test de Kolmogorov-Smirnoff sobre los residuos) y de homogeneidad de varianzas (test de Bartlett). Cuando ambas hipóte­ sis se cumplieron se realizó la prueba F del ANOVA (p <_0.05) y la comparación múlti­ ple de medias mediante el método de Tukey (STEEL & TORRIE, 1960). En el caso de nor­ malidad con heterogeneidad de varianzas (peso promedio de las larvas), se aplicó el test no paramétrico de Kruskal-Wallis (p <_0.05) y las medianas se compararon de acuerdo al procedimiento propuesto por Dunn (p <_0.10), (GIBBONS, 1985). El efecto sobre el desarrollo de S. littoralis se representó gráficamente en base al re­ gistro diario del número de individuos de cada estadio y/o estado en cada tipo de dieta. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efecto sobre mortalidad En el cuadro 1 se presenta la mortalidad media acumulada en el tiempo por tipo de dieta y estadio larvario. En todas las evalua­ ciones, el porcentaje de mortalidad registra­ do en dieta con 5% de T. havanensis fue significativamente mayor (p <_0.05), que el observado en dieta testigo y dieta al 1%, re­ gistrándose a los 6 y 9 días de iniciado el ensayo 94 y 98% de mortalidad respectiva­ mente. En este tiempo, en dieta al 1% la mortalidad media fue del 24 y 36%, valores que no difirieron significativamente de los del testigo (18 y 26%). La mortalidad de lar­ vas en dieta con 1 % de T. havanensis fue si­ milar a la registrada en la dieta testigo hasta los 21 días, momento en el que en larvas testigo se había alcanzado la mortalidad má­ xima y el resto de los individuos se encon­ traban ya en estado de pupa; mientras que en dieta al 1% del producto vegetal aun había larvas y la mortalidad seguía incre­ mentándose. En dieta con 5% de T. havanensis, sólo una larva pasó a segundo estadio y murió en éste a los 16 días, en tanto que en dieta al 1%, la última larva murió a los 51 días en quinto estadio. Los datos indican que el producto vegetal incorporado a la dieta en proporción del 5%, tiene efecto tóxico sobre las larvas de S. littoralis, ya que desde la primera evaluación rea­ lizada a los tres días de iniciado el ensayo, se registró un 48% de mortalidad, que se incre­ mentó a 94% tres días después. En cambio, la incorporación de 1% de T. havanensis en la dieta, no provocó mortalidad significativa­ mente diferente a la observada en la dieta tes­ tigo, durante el periodo normal de desarrollo larvario de S. littoralis (15 días). Efecto sobre el peso Para el análisis del efecto del tipo de dieta sobre el peso de las larvas, se consideraron los datos registrados hasta la quinta evalua­ ción (15 días), ya que las larvas alimentadas con dieta testigo iniciaron el período de prepupa a los 16 días y a los 18 la mayoría había pasado al estado de pupa. Por otra parte, debido a la alta mortalidad registrada en dieta con 5% de T. havanensis, el peso medio en la segunda evaluación (6 días), se calculó en base al peso de 3 larvas y a partir del noveno día el peso corresponde al de una larva, puesto que ya habían muerto las 49 restantes. En todas las evaluaciones el peso medio larvario en dieta al 5% de T. havanensis fue significativamente menor que el peso medio Cuadro 1 .-Porcentaje de mortalidad media acumulada (± error estándar) en Spodoptera littoralis, por tipo de dieta y estadio larvario (1) T = Testigo, 1 y 5% = Dietas con esta concentración de T. havanensis. (2) Medias (n = 5 repeticiones) seguidas de la misma letra, dentro de cada fecha, no difieren significativamente. Prueba de Tukey (P < 0.05). de las larvas testigo y no difirió de manera significativa del peso en dieta con 1% de T. havanensis (cuadro 2). En los tratamien­ tos con 1 y 5% de T. havanensis se registró reducción del peso de larvas en relación al peso en el testigo de 49 y 78% respectiva­ mente a los tres días, que se incrementó a 82 y 97% a los 6 y al 99%, en ambos tipos de dieta, a los 12 días de iniciado el ensayo. Estos resultados sugieren que el fruto de T. havanensis incorporado a la dieta provo­ ca un efecto antialimentario en las larvas de S. littoralis, mas claramente observado en dieta con 1% del producto, donde el incre­ mento de mortalidad no fue significativo hasta los 21 días, aunque se registró una re­ ducción significativa del peso medio de las larvas a partir del noveno día. Estos resulta­ dos concuerdan con los de XIE et al. (1994), quienes al incorporar 0.2% de extracto etanólico de hojas y corteza de T. havanensis a la dieta larvaria de Peridroma saucia Hübner observaron una reducción significativa del peso, mientras que cuando adicionaron a la dieta la misma cantidad de extracto de madera, el peso medio de las larvas no se vio significativamente afectado 10 días des­ pués de iniciado el ensayo. A los 15 días se observó un notable retra­ so en el desarrollo de las larvas alimentadas con dieta tratada (fig. 2), que se reflejó en una reducción considerable de su peso (99%), respecto al peso medio de las larvas testigo. Efecto sobre el desarrollo El efecto sobre el desarrollo de S. littoralis se representó gráficamente en base al regis­ tro diario del número de larvas de cada esta­ dio en los distintos tipos de dieta. En la grá­ fica de desarrollo en el tiempo (fig. 3), las lí­ neas horizontales inician cuando apareció la primer larva de ese estadio y termina en el tiempo que la mayoría había mudado al si­ guiente. En esta figura se observa que la in­ gestión de dieta con T. havanensis ocasionó un notable retraso de la muda en los estadios larvarios de S. littoralis, que en conjunto Cuadro 2.-Peso medio (± error estándar), a lo largo del tiempo, de las larvas vivas de Spodoptera littoralis alimentadas con distintas dietas (1) Medias (n = 5 repeticiones) seguidas de la misma letra, dentro de cada fecha, no difieren significativamente. Mé­ todo de Dunn (p < 0.10). Fig. 2.-Larvas de S. littoralis alimentadas en dieta testigo (izquierda), dieta con 1 % de T. havanensis (superior derecha) y en dieta con 5% de T. havanensis (inferior derecha). provocaron un importante retraso en el desa­ rrollo, muriendo todas las larvas sin llegar a pupar. En dieta con 5% de T. havanensis la última larva murió a los 16 días en L2, cuan­ do en la dieta testigo la mayoría de las larvas se encontraba en sexto estadio próximas a pupar. En este tiempo las larvas alimentadas con dieta al 1 % del producto, se encontraban en L2 y L3 y de estas únicamente cuatro lar­ vas llegaron a L5, muriendo la última a los 51 días en este nivel de desarrollo. Los resultados de este estudio aportan evi­ dencia de que el fruto de T. havanensis in­ corporado a la dieta tiene efecto por inges­ tión sobre el desarrollo larvario de 5. littoralis. El resultado de alta mortalidad en dieta al 5%, reducción significativa del peso y mar­ cado retraso del desarrollo en la dieta con 1% del producto, indican que el fruto de T. havanensis contiene compuestos activos sobre el estado larvario de S. littoralis. Del extracto acetónico (CHAN et al, 1973) y del extracto hexánico (ARENAS Y RODRÍGUEZ- HAHN, 1990) del fruto de T. havanensis se han aislado diversos compuestos del grupo de los limonoides, también conocidos como meliacinas o tetranortriterpenoides, de los cuales la azadirona se ha informado que tiene actividad antialimentaria contra Epilachna varivestis (CHAMPAGNE et ai, 1992); los demás compuestos no se han estudiado en ensayos de actividad contra insectos. En base a los resultados de este estudio, consideramos importante continuar los traba­ jos con el fruto de T. havanensis para la ex­ tracción e identificación de los compuestos activos, definir el tipo de actividad biológica y modo de acción, así como para evaluar su efecto sobre parámetros de viabilidad, desa­ rrollo, fertilidad y fecundidad en distintas es­ pecies de insectos de interés agrícola. AGRADECIMIENTOS Este trabajo fue realizado gracias a una beca de superación académica otorgada a J. López Olguín por el programa SUPERA de la ANUIES en convenio con la BUAP, Mé­ xico, D.F.. Fue financiado por la Unidad de Protección de Cultivos de la E.T.S.I. Agró­ nomos de la U.P.M. y el C.I.B. del C.S.I.C. de Madrid, España. Agradecemos a Pedro del Estal y a Agustín Aragón su apoyo para la realización del mismo. Fig. 3,-DesarrolIo larvario de S. littoralis en cada tipo de dieta. ABSTRACT LÓPEZ-OLGUÍN, J. F.; BUDÍA, F.; CASTAÑERA, P. y VIÑUELA, E., 1997: Effects of Tri- chilia havanensis Jacq. (Meliaceae) on Spodoptera littoralis (Boisduval) (Lepidoptera: Noctuidae) larvae. Bol. San. Veg. Plagas, 23(1): 3-10. Neonate larvae of Spodoptera littoralis were fed until pupation with an artificial diet of noctuids, containing 1 and 5% of grounded dried fruits of Trichilia havanensis. The effects on mortality, weight and larval development were evaluated. Larval mortality of the population reared on diet with 5% of T havanensis was significatively higher than those fed on either 1% diet or the control. Moreover, a significant reduction on larval weight and on the development was found in those larvae reared on diets with 1 and 5% of T. havanensis. Key words: Meliaceae, Trichilia havanensis, Lepidoptera, Noctuidae, Spodoptera littoralis, natural products. REFERENCIAS ARENAS, C. y RODRÍGUEZ-HAHN, L., 1990: Limonoids from Trichilia havanensis. Phytochemistry, 29(9): 2953-2956. CHAMPAGNE, D. E.; KOUL, O.; ISMAN, M. B.; SCUDER, G. G. E. y TOWERS, G. H. N., 1992: Biological acti­ vity of limonoids from the Rutales. Phytochemistry, 31(2): 377-394. CHAN, W. R.; GIBBS, J. A. y TAYLOR, D. R., 1973: Tri- te rpenoids from Trichilia havanensis Jacq. Part I. The acetates of Havanensin and Trichilinone, New Tetracarbocyclic Tetranortriterpenes. J. C. S. Perkin I, 1047-1050. GIBBONS, J. 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