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Estudios dirigidos a la ecología química de insectos plaga mediante semioquímicos

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Universitat de Barcelona. Departament de Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals

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[spa]  Los insectos están presentes en todos los ecosistemas terrestres, donde desempeñan importantes funciones ecológicas y están en constante interacción con las actividades humanas, siendo algunos beneficiosos para ellas y otras perjudiciales. Los órdenes Lepidoptera y Orthoptera incluyen un gran número de especies constituyentes de importantes plagas para la agricultura, bosques y productos almacenados, provocando grandes pérdidas económicas. Para el control de estos insectos se han utilizado pesticidas químicos que han resultado ser perjudiciales para el medio ambiente, la salud humana y organismos no diana, además de provocar el desarrollo de resistencia a los mismos. Por ello, es necesario desarrollar nuevas estrategias  de control más seguras, económicas y con mayor especificidad. En el marco del control integrado de plagas (IPM), el uso de feromonas sexuales ha resultado ser efectivo aunque presenta algunas limitaciones como el elevado coste final, la atracción de insectos de poblaciones vecinas  y eficacia solo a niveles bajos de infestación. A lo largo del este trabajo se ha evaluado la efectividad de diversos compuestos susceptibles de ser utilizados en un control efectivo de las especies plaga objeto de estudio. 
En primer lugar, se ha profundizado en el conocimiento de la biología de Tuta absoluta, un microlepidóptero ampliamente distribuido a nivel mundial y que provoca grandes pérdidas en cultivos de tomates y otras solanáceas. Uno de los estudios realizados ha sido evaluar el efecto del estado fisiológico del insecto en la síntesis y en la percepción de los compuestos feromonales de esta especie, así como en la captación de distintos volátiles presentes en la planta hospedadora y la influencia de éstos en la oviposición. 
Por otro lado, a lo largo del este trabajo se ha evaluado la efectividad de diversos compuestos de tipo metilcetona y trifluorometilcetona análogos estructurales de las feromonas sexuales de dos especies de microlepidópteros, Grapholita molesta y T. absoluta, cuyos efectos se han evaluado en laboratorio y campo, demostrando al menos que el compuesto E3,Z8,Z11-14:MK es un buen antagonista de la feromona de T. absoluta bajo condiciones de campo. Sobre estas mismas especies también se ha evaluado en condiciones de laboratorio el efecto de ocho aceites esenciales y tres monoterpenoides presentes en su composición sobre distintos aspectos de su biología, resultando varios de ellos susceptibles de ser utilizados para el control de estas especies en combinación con otros métodos como plaguicidas convencionales o rotaciones de cultivos. Puesto que la olfacción es primordial para la supervivencia de los lepidópteros y la alteración del sistema de percepción es una diana para el desarrollo de nuevas herramientas para el manejo de estas especies, se han estudiado también diferentes aspectos de la fisiología olfativa en estas especies de lepidópteros, utilizando técnicas proteómicas para realizar un análisis de las proteínas olfativas expresadas en las antenas de machos y hembras de ambas especies, profundizando así en las bases moleculares de este sistema de percepción, llegando a la conclusión de que existe una expresión diferencial de las OBPs y PBPs en ambos sexos. 
Además, es sabido que las langostas pueden causar enormes pérdidas económicas en los cultivos de muchos países, siendo Dociostaurus maroccanus (Orthoptera: Acrididae) una de las langostas más abundantes en la Península Ibérica y su control supone un alto coste económico. Con el fin de desarrollar estrategias de control respetuosas con el medio ambiente de esta plaga se han combinado estudios electrofisiológicos y comportamentales para verificar si el fital, compuesto específico de esta especie, forma parte del complejo feromonal de la misma. Los resultados obtenidos apuntan a que el isómero R,R es una feromona de agregación con capacidad para atraer tanto a machos como hembras adultos, convirtiéndolo en una herramienta para el control efectivo de esta plaga.

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[eng]  Many species belong to the order Lepidoptera and Orthoptera are responsible for important damage to agriculture, forestry and stored products that suppose a huge economical losses. Because of the disadvantages of chemical pesticides, the development of safer, more economic and selective compounds to control pest insects are required.  The olfactory system plays an important role in the reproduction and food search in moths and butterflies, so the disruption of this system could be a good target in integrated pest management (IPM) strategies.  In this thesis, different aspects of the olfactory physiology in T. absoluta and G. molesta have been studied. For the first one, the effect of mating status on synthesis and perception of the sexual pheromone in adults of this specie have been evaluated; and the influence of the host plant over oviposition. Secondly, for both species, its have been analysed the olfactory proteins expressed in antennae of males and females through different proteomic techniques, where a differential expression in an important olfactory group of proteins, like the PBPs and OBPs, was observed in both sexes. 
Moreover, in the present work it has been evaluated the effectiveness of several methyl ketones and trifluoromethyl ketones, which are structurally related to the sex pheromone of these species of pest moth in laboratory and field tests, and eight essential oils (EOs) and three monoterpenoids present in their composition were tested on different stages of their development under laboratory conditions. The results suggest that the compound E3,Z8,Z11-14:MK is a good behavioral antagonist of the pheromone of T. absoluta, and several of these EOs and monoterpehoid could be considered as agents to control these pests in IPM strategies. 
Furthermore, it is well known that locusts can cause enormous losses in crops of many countries. Dociostaurus maroccanus (Orthoptera: Acrididae) is one of the most abundant locusts of the Iberian Peninsula and it control suppose a high economic costs. In order to develop environmentally-friendly control strategies for this pest, electrophysiological and behavioral studies have been combined to verify that phytal, a specific compound of this specie, as a possible component of the pheromonal complex of the locust. The results obtained point to R,R isomer is an aggregation pheromone because of their attractive effect on adult insects of both sexes.

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Tesis Doctorals - Departament - Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals

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Integrated control of agricultural pests

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Estudios dirigidos a la ecología química de insectos plaga mediante semioquímicos