Introducción

Los insectos parasitoides se encuentran entre los enemigos naturales más comunes de la clase Insecta, en particular de las avispas de las familias Aphelinidae, Braconidae, Encyrtidae, Ichneumonidae, Pteromalidae, Trichogrammatidae y Eulophidae del orden Hymenoptera, que también son los parasitoides más utilizados en el control biológico de plagas (Van Driesche & Bellows, 1996; Favero et al., 2023).

TrichospilusFerriere, 1930 es un género pequeño de Eulophidae de la tribu Eulophini, con nueve especies descritas (Ferrière, 1930; Cherian & Margabandhu, 1942; Boucek, 1976; Zhu et al., 2002; Zaché et al., 2010; Narendran, 2011). De éstas, tres fueron reportados de África (Trichospilus boops Boucek, 1976; Trichospilus ferrierei Boucek, 1976 y Trichospilus vorax Boucek, 1976); mientras que Trichospilus lutelineatus (Liao, 1987) se encontró en Zhejiang, China (Noyes, 2003). Trichospilus striatusUbaidillah, 2006 y Trichospilus politus Ubaidillah, 2006, fueron descritas en Java y Sulawesi, Indonesia (Ubaidillah, 2006). En las áreas tropicales y subtropicales de África, Asia y América se encuentran dos especies, Trichospilus pupivorus Ferriere, 1930 y Trichospilus diatraeae Cherian e Margabandhu, 1942, (Boucek, 1976; Noyes, 2003; Zaché et al., 2010) y finalmente, Trichospilus hayatiNarendran, 2011, es registrada en India (Narendran, 2011).

El parasitoide pupal T. diatraeae de origen asiático es gregario, de hábito polífago, y con alta incidencia en lepidópteros. Su primer reporte se realizó en el barrenador de la caña, Diatraea venosataWalker 1863 (Lepidoptera: Pyralidae) en 1942 (Bennett et al., 1987; Ribeiro et al., 2019). Esta avispa ha sido utilizada en el control biológico de plagas en diferentes países (Noyes, 2003). La mariposa Agraulis vanillae afecta a una gran variedad de especies de plantas, como cultivos agrícolas de cucurbitáceas, algodón, eucalipto, maíz, pastos, soja y caña de azúcar (Boucek, 1976; Oliveira et al., 2016; Silva et al., 2015; Zaché et al., 2010).

Se ha evaluado el parasitismo de T. diatraeae en diferentes hospederos durante su desarrollo pupal, entre estos a Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae), Anticarsia gemmatalis Hübner, 1818 (Lepidoptera: Erebidae), Spodoptera frugiperda (Smith, 1797), Heliothis virescens Fabricius, 1781 (Lepidoptera: Noctuidae) (Paron & Berti-Filho, 2000; Andrade et al., 2010); Thyrinteina arnobia (Stoll, 1782) (Lepidoptera: Geometridae), Hylesia paulex Hübner, 1820 Erebidae (Paron & Berti-Filho, 2000) y Oecophoridae (Oliveira et al., 2001). (Lepidoptera: Satuniidae) (Pastori et al., 2012) y Spodoptera cosmioidesWalker, 1858 (Lepidoptera: Noctuidae) (Zaché et al., 2012; Ferreira Calado et al., 2014).

La familia Passifloraceae cuenta con aproximadamente 70 géneros y 750 especies. El género más importante de esta familia es Passiflora, con unas 360 especies. Se distribuye principalmente en América tropical y subtropical, y 22 especies se encuentran en el sur de Asia, Australia y Oceanía (Feuillet & MacDougal, 2007). Actualmente 40 países utilizan el maracuyá en el campo comercial para satisfacer la demanda interna. Existen diferentes variedades de maracuyá, el maracuyá amarillo y púrpura. El cultivo de maracuyá se ha convertido en un fruto de alto consumo y es por esto la importancia de mejorar la producción, en toneladas por hectárea, el tamaño del fruto, peso, los grados brix (azúcares), la precocidad y la resistencia al virus causante de la malformación, conocido como el virus de noni y los insectos plagas de este rubro agrícola (Velasteguí-López & Guamán-Rodríguez, 2017).

El hospedero (pupas) de T. diatraeae, la mariposa A. vanillae es una especie llamativa, con alas de color naranja brillante relativamente grandes, perteneciente a la familia Nymphalidae y subfamilia Heliconiinae. Entre sus nombres comunes se encuentran mariposa de manchas plateadas, mariposa pasionaria motas blancas, espejitos, mariposa de espejos, nacarada del golfo, pasionaria moteada, ala larga vanillae, borboleta-paixão, borboleta-pingos-de-prata en América del Sur y Central, y Gulf fritillary (eng.) en Estados Unidos (Daniels, 2009). Las larvas son herbívoras y se alimentan únicamente de plantas del género Passiflora. Las mariposas adultas se alimentan de néctar de muchas flores, incluidas las plantas de Lantana, Glandularia y algunas asclepiadáceas. Agraulis vanillae tiene la capacidad de aprender, asociando la coloración de algunas flores (Glandularia sp.) con una alta recompensa de néctar (Lamas, 2004). Las pupas en forma y apariencia pueden variar tanto en color como en tamaño. La duración promedio del estado de pupa en esta especie es de aproximadamente de 7 a 12 días, dependiendo de la temperatura del ambiente (Daniels, 2009).

El presente trabajo tiene como objetivo aportar información biológica, ecológica e identificación con herramientas moleculares de T. diatraeae en Panamá.

Materiales y métodos

Área de estudio y procedimientos de campo. El área de estudio correspondió al Residencial Las Villas de Arraiján, provincia de Panamá Oeste, República de Panamá (8°56’19.25” N, 79°44’5.85” O). La investigación es de naturaleza descriptiva y exploratoria. Se realizaron 10 visitas mensuales en el sitio (enero a noviembre 2024), revisándose dos individuos de las plantas “maracuyá” Passiflora edulis Sims, 1818 (Platae: Passifloraceae), así como la vegetación aledaña y se llevó un registro fotográfico de todas las etapas de desarrollo observadas de los insectos. Se recolectaron 38 larvas de A. vanillae (Figs. 1a-b. 2). Las larvas fueron recolectadas durante su último estadio larval y se colocaron de manera individual en contenedores, para que terminaran su desarrollo. Todos los especímenes parasitoides que emergieron de las pupas fueron colocadas en viales de vidrio con alcohol etílico al 70%, los cuales fueron debidamente etiquetados con la información de colecta para su preservación e identificación.

Figuras 1-2.1-a
Huevos de A. vanillae, 1-b Larva de A. vallinae. 2 pupa de A. vanillae, no parasitada.

Para la identificación de los insectos se utilizó un estereoscopio Leica M205® en el Laboratorio de Entomología Sistemática del Museo de Invertebrados G. B. Fairchild, Universidad de Panamá; consultándose, además, los trabajos de Chacón y Montero (2007), para comparar caracteres morfológicos y revisar la distribución conocida de A. vanillae. Para la identificación del parasitoide T. diatraeae se utilizó la clave de Zaché et al. (2011). Para la identificación de la planta P. edulis se utilizó al Herbario de la Universidad de Panamá.

El material biológico se encuentra depositado en la Colección Nacional de Referencia del Museo de Invertebrados G. B. Fairchild, de la Universidad de Panamá (MIUP-UP) con número de registro T. diatraeae MIUP-HEU-0001-2024 al MIUP-HEU-0254-2024 y para Agraulis vanillae MIUP-LN-0001-2023 al MIUP-LN-0005-2023.

Extracción, amplificación y secuenciación del ADN. El ADN genómico de las muestras se obtuvo del cuerpo del insecto utilizando un kit NucleoSpin DNA Insect (Macherey-Nagel, Allentown, PA, EUA), siguiendo las indicaciones del fabricante.

Para la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), se seleccionó el gen de las regiones 28S rDNA. Los cebadores para la amplificación por PCR del gen 28S rDNA se tomaron de Whiting et al. (1997). Las reacciones de PCR se llevaron a cabo siguiendo el protocolo de Murphy et al., (2007) en volúmenes de reacción de 50 µL utilizando el kit GoTaq® Green Master Mix (Promega, Madison, WI, EUA). Los productos de PCR obtenidos fueron secuenciados con el kit BigDye Terminator v3.1 (Applied Biosystems, Waltham, MA, EUA), siguiendo las indicaciones del fabricante.

En la reacción de secuenciación se emplearon 5 picomoles del conjunto de cebadores mencionados y se añadieron 40 ng del producto amplificado. Posteriormente, se realizó la electroforesis capilar de los productos secuenciados, que fueron analizados con el analizador genético 3500XL (ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, EUA). La edición de los electroferogramas y la identificación de los insertos se efectuaron utilizando el software UGENE. (Okonechnikov et al., 2012). Las secuencias obtenidas se compararon con secuencias depositadas en el GenBank del National Center for Biotechnology Information (NCBI) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov), utilizando el programa Blastn (Altschul et al., 1990) para posteriormente realizar los análisis filogenéticos en el software MEGA 11(Tamura et al., 2021).

Resultados

De las 10 visitas realizadas al sitio de estudio, se recolectaron 38 larvas de A. vanillae que se encontraron a una altura de 5 m del suelo, de las cuales, cinco pupas estaban parasitadas (Fig. 3) lo que representa el 7.6 % del total de los individuos recolectados.

Figuras 3-4
Pupa de A. vanillae, parasitada. 4-a Vista dorsal de Trichospilus diatraeae. 4-b Vista lateral de Trichospilus diatraeae.

Los parasitoides fueron identificados como Trichospilus diatraeae (Fig. 4a-b). Estudios anteriores tienen informes de T. diatraeae como parasitoide de pupas de varias especies de diferentes familias de lepidópteros, incluidas especies de plagas agrícolas de importancia económica de las familias Bombycidae, Crambidae, Erebidae, Geometridae, Noctuidae, Oecophoridae, Riodinidae y Saturniidae. En este trabajo reportamos a A. vanillae de la familia Nymphalidae, como el primer reporte como hospedero de T. diatraea en esta familia de lepidópteros.

El parasitismo de pupas de A. vanillae por T. diatraeae demuestra la capacidad del parasitoide en aceptar y adaptarse a anfitriones diferentes y se confirma que es un parasitoide primario, gregario y polífago, no nativo de Lepidoptera.

Con las secuencias de ADN del marcador molecular gen del 28S rDNA, se realizó una búsqueda con la herramienta Blastn para identificar similitudes y diferencias entre las secuencias. La secuencia del gen 28S rDNA reveló un nivel de homología del 93.38% con la secuencia JN623626.1 depositada en GenBank. Este marcador mostró un nivel significativo de concordancia con las secuencias de ADN de Trichospilus sp. El número de acceso en GenBank de la secuencia de T. diatraeae es: PQ656104.

Análisis filogenético. Para el análisis filogenético se alineó la secuencia obtenida del marcador 28sDNA con 18 secuencias del GenBank, para posteriormente realizar un árbol filogenético (Fig. 5). En la misma se muestra el árbol óptimo, sobre las ramas se muestra el porcentaje de árboles replicados en los que los taxones asociados se agruparon en la prueba bootstrap (1000 réplicas) (Felsenstein, 2009). Las distancias evolutivas se calcularon utilizando el método de Tamura de 3 parámetros (Tamura, 1992) y están en unidades del número de sustituciones de bases por sitio. La variación de la tasa entre sitios se modeló con una distribución gamma (parámetro de forma = 1). Este análisis incluyó 17 secuencias de nucleótidos relacionados a la familia Eulophidae donde se encuentra T. diatraeae y dos secuencias de la familia Aphelinidae como out-group. Las posiciones de codones incluidas fueron 1ª+2ª+3ª+No codificante. Se eliminaron todas las posiciones ambiguas de cada par de secuencias (opción de eliminación por pares). El conjunto de datos final contenía un total de 449 posiciones. La muestra de Trichospilus sp. PAN se incluye dentro del grupo de especies de Trichospilus diatraeae con un alto nivel de parentesco en el género a nivel molecular y con apoyo del análisis taxonómico.

Figura 5
Árbol filogenético resultado del análisis de secuencias del gen 28S rDNA y la secuencia de Trichospilus diatraeae PAN marcada en rojo.

Discusión

Es fundamental resaltar la relevancia de integrar estas secuencias de ADN de parasitoides en bases de datos genéticas, dado que la cantidad de secuencias actualmente depositadas en dichas bases es limitada. Estudios realizados por Calado et al. (2014) con T. diatraeae reportaron sus características biológicas con dos hospederos, Bombyx mori L. (Lepidoptera: Bombycidae) y D. saccharalis en laboratorio y presentaron el desarrollo reproductivo satisfactorio en diferentes aspectos incluyendo parasitismo, emergencia, progenie por pupa, proporción de sexos, longevidad de hembras y machos; lo que demuestra la habilidad de este parasitoide para adaptarse a diferentes huéspedes, como lo hemos encontrado en un nuevo hospedero de la familia Nymphalidae.

Con esta información biológica sobre T. diatraeae consideramos que este parasitoide podría ser considerado para establecer y criar como agente de control biológico en el laboratorio o en biofábricas, para el control de otras posibles lepidópteros plagas de cultivos agrícolas.

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Notes

Author notes

*Autor corresponsal: Alonso Santos-Murgas santosmurgasa@gmail.com