Tolerance of KS-4202 soybean to the attack of Bemisia tabaci biotype B (Hemiptera: Aleyrodidae)

Patrícia L. Cruz, Edson L. L. Baldin, Leysimar R. P. Guimarães, Luiz E. R. Pannuti, Giuseppina P. P. Lima, Tiffany M. Heng-Moss, Thomas E. Hunt

Abstract


Bemisia tabaci (Gennadius) biotype B (Hemiptera: Aleyrodidae) is considered one of the most important pests of soybean, Glycine max L. (Merrill) (Fabaceae), in Brazil and worldwide. Although chemical control still represents the principal strategy used to control this insect, less aggressive strategies such as the use of resistant genotypes stand out as potentially efficient alternatives for integrated pest management programs. This study aimed to evaluate the possible occurrence of tolerance to B. tabaci biotype B in the ‘KS-4202’ soybean genotype, which is already recognized as tolerant to Aphis glycines Matsumura (Hemiptera: Aphididae) in the United States. The ‘Conquista’ Brazilian cultivar was used as a susceptible control. In a greenhouse, plants (stages V3–V4) of both genotypes were individualized and subjected to 6 patterns of infestation: 1) uninfested and without chemical control; 2) infested and without chemical control; 3) infested and sprayed at 15 d after infestation (DAI); 4) infested and sprayed at 30 DAI; 5) infested and sprayed at 45 DAI; and 6) infested and sprayed at 60 DAI. The study was performed in a completely randomized design with 6 replications for each pattern of infestation. We evaluated the following parameters of productivity: number of pods per plant, dry weight of pods per plant, number of seeds per plant, dry weight of seeds per plant, and dry weight of biomass per plant. A 2-by-2 factorial bioassay was carried out to evaluate the plant responses to whitefly feeding, with 5 replications for each combination. The factors were 2 soybean genotypes (‘KS-4202’ and ‘Conquista’) and 2 levels of infestation (0 and 25 pairs), with 4 collection dates of leaflets (7, 14, 21, and 28 DAI). The protein contents and enzyme activities (dismutase superoxide, peroxidase, and polyphenoloxidase) were also determined for each collection date. Whitefly infestation had a negative effect on the weight of seeds and dry weight of biomass of ‘Conquista’ plants for even the shortest period of infestation (15 d). In contrast, for ‘KS-4202’, there was no difference in the number of pods per plant, number of seeds per plant, or dry weight of biomass between infested (15, 30, 45, and 60 d) and uninfested plants. Our results demonstrated that the ‘KS-4202’ genotype is tolerant to B. tabaci biotype B feeding. However, studies are still necessary to better understand the causes of this tolerance because the main factors of tolerance found in this genotype are not the oxidative enzymes studied here.

 

Resumo

Bemisia tabaci (Gennadius) biótipo B (Hemiptera: Aleyrodidae) é considerada uma das mais importantes pragas para a cultura da soja, Glycine max L. (Merrill) (Fabaceae), no Brasil e no mundo. Embora o controle químico ainda represente a principal estratégia utilizada para o manejo desse inseto, medidas menos agressivas como o uso de genótipos resistentes destacam-se como alternativas potencialmente eficientes para os programas de Manejo Integrado de Pragas. Este estudo teve como objetivo avaliar a possível expressão de tolerância da soja ‘KS-4202’a B. tabaci biótipo B, genótipo reconhecidamente tolerante a Aphis glycines Matsumura nos Estados Unidos da América. A cultivar brasileira ‘Conquista’ foi utilizada como padrão suscetível. Em casa de vegetação, plantas dos dois genótipos (V3–V4) foram individualizadas e submetidas a seis diferentes padrões de infestação: 1) sem infestação e sem controle químico; 2) com infestação e sem controle químico; 3) infestado e com pulverização aos 15 dias após a infestação (DAI); 4) infestado e com pulverização aos 30 DAI; 5) infestado e com pulverização aos 45 DAI e 6) infestado e com pulverização aos 60 DAI. O estudo foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, com seis repetições para cada padrão de infestação. Foram avaliados os seguintes parâmetros de produtividade: número de vagens por planta, peso seco de vagens por planta, número de sementes por planta, peso seco de sementes por planta e peso seco de biomassa por planta. Visando avaliar a resposta das plantas à alimentação da mosca-branca foi realizado um ensaio em esquema fatorial 2 × 2, com cinco repetições para cada combinação. Os fatores foram dois genótipos de soja (‘KS-4202’ e ‘Conquista’) e dois níveis de infestação (0 e 25 casais), com quatro datas de coleta de folíolos (7, 14, 21 e 28 DAI). Para cada data de coleta determinou-se o conteúdo de proteínas e a atividade de enzimas (superóxido dismutase, peroxidase e polifenoloxidase). A infestação com a mosca-branca afetou negativamente o peso de sementes e a biomassa total das plantas de ‘Conquista’, mesmo sob o mais curto período de infestação (15 dias). De maneira oposta, para ‘KS-4202’ não foram verificadas diferenças quanto ao número de vagens por planta, número de sementes por planta ou peso seco de biomassa entre plantas infestadas (15, 30, 45 e 60 dias) e não infestadas. Nossos resultados demonstraram que o genótipo ‘KS-4202’ é tolerante à alimentação de B. tabaci biótipo B. No entanto, estudos complementares são ainda necessários, a fim de melhor esclarecer as causas dessa tolerância, uma vez que as enzimas oxidativas estudadas não são as principais causas da resistência encontrada nesse genótipo.

 

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Keywords


Glycine max; whitefly; host plant resistance to insects; oxidative enzymes

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