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Fundamentos para el desarrollo de estrategias de control biológico y etológico del perforador del fruto Neoleucinodes elegantalis (Lepidóptera:Crambidae) en frutas solanáceas andinas exóticas.

ID: 
7039
II. Antecedentes y Justificación: 

En los últimos años en Colombia y Venezuela, la demanda de frutas solanáceas como el tomate de árbol (Solanum betaceum) y el lulo ó naranjilla (Solanum quitoense), ha aumentado considerablemente, especialmente para consumo en fresco. El sabor exclusivo de estas frutas ha venido llamando la atención en los mercados internacionales como Japón, Estados Unidos y la Comunidad Económica Europea, vislumbrándose grandes posibilidades de exportación. Estos frutales se cultivan en áreas comprendidas entre los 1000 a 2600 metros de altura sobre el nivel del mar.

En Colombia hay aproximadamente 9.000 agricultores dedicados a la siembra y producción de estos frutales, generalmente son pequeños productores. El promedio de área sembrada de lulo por productor es de 0.65 hectáreas y para tomate de árbol el promedio por agricultor es 0.78 hectáreas. En el año 2005, se cultivo tomate de árbol en 18 departamentos, con un área cosechada de 7.176 hectáreas y una producción de 137.408 toneladas. En lulo fue sembrado en 22 departamentos con un área de 5.493 hectáreas que produjeron 41.493 toneladas. En Venezuela no se tienen registros sobre la superficie sembrada y número de agricultores involucrados, mayoritariamente desarrollándose en pequeñas unidades de producción, asociados a cultivos de fresas y durazno, en los Estados Aragua, Miranda, Mérida, Táchira y Trujillo.

En Colombia y Venezuela, el perforador del fruto del tomate, N. elegantalis (Lepidoptera: Crambidae), es la plaga más importante para la producción de estas frutas y junto a enfermedades de origen fungoso, son los responsables del uso de gran cantidad de agroquímicos para su control. En Colombia las poblaciones de este insecto, causan pérdidas que superan el 60.3% (Restrepo, et al., 2006), cifra similar en el caso de Venezuela. Para su control se ha generalizado el uso en forma intensiva e indiscriminada de productos sintéticos altamente tóxicos. Esta práctica además de incrementar los costos de producción (los agricultores invierten en insecticidas entre el 20 al 25% de los costos totales de producción), causa deterioro del ambiente y afecta la salud humana, este último debido a que se consume fresco y muchas veces sin respetar los tiempos mínimos requeridos entre las aplicaciones y su presencia en los mercados. Los residuos tóxicos que se presentan en los frutos es una agravante que imposibilita la exportación de estas frutas hacia mercados especializados, especialmente los de la Unión Europea. Desde el punto de vista ecológico, el uso de insecticidas altera dramáticamente la interacción de enemigos naturales y el insecto plaga; esto hace que las poblaciones del perforador aumenten en número y causen pérdidas económicas. Por otra parte, los hábitos de daño del insecto hacen que el control químico sea ineficiente, ya que la larva se encuentra protegida por el fruto. Adicionalmente, por ser un cultivo generalmente asociado a otras, estas aplicaciones indiscriminadas, afectan también a estos últimos. Es por esto que se requiere la búsqueda de opciones diferentes y/o complementarias al control químico que permitan regular las poblaciones de N elegantalis en estos frutales. El control biológico es una medida alternativa, con posibilidades de éxito por cuanto estos frutales son semiperennes, lo que facilitaría su establecimiento. Un programa adecuado de manejo de poblaciones de un insecto plaga, debe estar fundamentado en estudios básicos que permitan conocer con certeza las distintas relaciones ecológicas del insecto con la planta hospedera, los enemigos naturales y el ambiente.

Trabajos previos realizados en Colombia y Venezuela muestran que los hábitos de oviposición y pupación de N. elegantalis pueden variar de acuerdo a las localidades y los cultivos del que se trate (Marcano 1991), aspecto que habría que dilucidar si también ocurre en el caso de los cultivos a estudiar en este proyecto. Además que en tomate (Solanum lycopersicom), N. elegantalis ha sido registrado en berenjena (Solanum melongena), pimentón (Capsicum annuum) y seis solanáceas silvestres hospederas: Solanum pseudolulo Heisser, Solanum hirtum Vahl, Solanum atropurpureum Schranck; Solanum acerifolium Dunal & Braun, Solanum crinitum Lam y Solanum torvum Sw.

Este insecto presenta diversidad y especificidad de enemigos naturales con relación a la solanácea hospedera, aspecto que junto a resultados sobre la atracción diferencial a la feromona sexual sintetizada a partir de hembras vírgenes, realizados en Colombia y Venezuela, hacen pensar en la posibilidad de estar ante la presencia, de un posible complejo de especies relacionadas filogenéticamente con N. elegantalis. Recientemente, Diaz y Solis (en prensa), describieron una nueva especie de Neoleucinodes, muy cercana a N. elegantalis y que se confunde muy fácilmente con esta última.

Con estos antecedentes es necesario conocer la variabilidad genética de las poblaciones de N. elegantalis presentes en estos frutales, así como su variación geográfica y en hospederas, tanto naturales como silvestres y los parasitoides asociados, aspectos que ayudarán a explicar la aparente especificidad de algunos parasitoides, la adaptación de la plaga a diferentes ambientes y el comportamiento errático de los adultos ante las feromona sintética desarrollada en Venezuela.

Adicionalmente, es necesario incursionar en el desarrollo de técnicas de producción masiva, conservación (manejo del habitat) y recuperación de parasitoides nativos en estos cultivos, con el fin de incorporarlos a programas de control integrado de esta plaga.

El propósito del presente proyecto en el mediano plazo, es reducir los costos de producción de lulo y tomate de árbol mediante la disminución de las aplicaciones de insecticidas para el control del perforador mediante la incorporación de parasitoides en programas de control biológico para aumentar la competitividad de estas frutas solanáceas andinas tanto en los mercados nacionales como internacionales. A su vez la implementación de las estrategias de control permitirá reducir el impacto negativo de los insecticidas sobre el medio ambiente con lo que se contribuirá al manejo sostenible de los recursos naturales.

III. Fin del proyecto : 

Desarrollar conocimientos, metodologías y técnicas que permitan implementar estrategias de control biológico de N. elegantalis en cultivos de lulo y tomate de árbol en Colombia y Venezuela.

IV. Propósito: 

 

V. Componentes: 

1. Determinar razas o biotipos de de N.elegantalis en diferentes cultivos de solanáceas.

2. Validar una técnica de recuperación de Copidosoma sp en cultivos de tomate de árbol.

3. Desarrollar una metodología para la producción masiva de Lixophaga sp. para cultivos de lulo.

4. Identificar plantas arvenses fuentes de alimento para parasitoides en cultivos de lulo y tomate de árbol.

VI. Resultados Esperados: 

El conocimiento generado dará pautas para el diseño de programas de control biológico y etológico de N.elegantalis con altas probabilidades de éxito porque se tendrán bases científicas que explicarán la existencia de razas o biotipos de N. elegantalis. Bajo condiciones de campo y mediante la implementación de una técnica de recuperación de Copidosoma podrá evaluarse a través del tiempo la disminución del daño ocasionado por N. elegantalis en cultivos de tomate de árbol. Se ofrecerá un protocolo para la masificación de Lixophaga sp. para ser utilizada en programas de control biológico y liberaciones aumentativas en cultivos de lulo. Se dará una recomendación a los agricultores sobre el mantenimiento de arvenses que son reservorios de enemigos naturales bien por ser fuentes de alimento o ser sitios de refugio. Esto ayudará a conservar e incrementar las poblaciones naturales de enemigos naturales de N. elegantalis en los cultivos de lulo y tomate de árbol. La población beneficiaria de la tecnología son productores de lulo y tomate de árbol de Colombia y Venezuela que sobrepasan los 10.000 agricultores

VII. Actividades y Metodología : 

Actividades objetivo específico 1:

1.1 Determinación de razas o biotipos de N. elegantalis: Para Venezuela se ampliarán los muestreos de de este insecto plaga en cultivos de lulo y tomate de árbol, en los principales estados productores de estas frutas así como, en posibles plantas hospederas, incluyendo algunas Solanáceas consideradas como especies invasoras (por ejemplo, Solanum torvum) en USA (Medal, comunicación personal). Colombia cuenta con la colección de N. elegantalis procedente de solanáceas cultivadas y silvestres de 128 fincas ubicadas en 110 veredas de 65 municipios de 18 departamentos. Esta colecta se hizo a través de un proyecto financiado por el Ministerio de Agricultura MADR en el año 2005-2006. Mediante procedimientos de biología molecular, se realizarán pruebas de extracción de ADN del material colectado para determinar la variabilidad genética de las poblaciones del insecto plaga. Adicionalmente se tratará de probar la efectividad del método molecular de conocido como barcoding (http://www.barcodeoflife.org), el que permite una rápida identificación de especies, usando el análisis de un pequeño sector de ADN.

1.2 Compatibilidad reproductiva de poblaciones de N. elegantalis: Se cruzaran hembras con machos procedentes de lulo, tomate de árbol, tomate, berenjena, pimentón y por lo menos una solanácea silvestre. Se realizarán las respectivas combinaciones y se evaluará durante dos generaciones: el número de huevos ovipositados por hembra, advirtiendo hábitos de oviposición. Se verificará la fertilidad de huevos, daño en frutos y hábitos de pupamiento.

1.3 Uso de la feromona sexual de N. elegantalis en ambientes silvestres: Se probará la efectividad de la feromona sexual de N. elegantalis en ambientes naturales (no cultivados) con el fin de determinar cuán efectiva es. Esto nos permitirá estudiar este material y ver si hay algún tipo de variación morfológica y/o molecular con los individuos colectados en cultivos. Adicionalmente, podríamos determinar la especificidad de la feromona comercialmente disponible (Neoelegantol), ya que es conocido que muchas feromonas sintéticas, muchas veces atraen a otras especies cercanas a la de donde se extrajo, como ha ocurrido con la feromona de algunos Noctuidae, por ejemplo, en Spodoptera frugiperda.

Actividades objetivo específico 2:
2.1 Validación de una técnica de recuperación de Copidosoma sp en cultivos de tomate de árbol: Se seguirá la metodología sugerida por Trochez et al., (1999). Se recolectarán y manejaránnl los frutos infestados por la plaga con el propósito de regresar los adultos de Copidosoma al cultivo.

Actividades objetivo especifico 3:
3.1 Desarrollo de una metodología para la producción masiva de Lixophaga sp. para cultivos de lulo. Se colectaran frutos de lulo para obtener larvas del perforador parasitadas por Lixophaga sp. (Viafara, 1998). Siguiendo la metodología de Etienne, et al. 1973 y Guerra, 1974. se tratará de desarrollar la cría de este parasitoide utilizando larvas de Galleria mellonella como hospedero de multiplicación.

Actividades objetivo específico 4:
Identificación plantas arvenses fuentes de alimento para parasitoides en cultivos de lulo y tomate de árbol. En cultivos de tomate de árbol y lulo, se muestrearan insectos presentes en la vegetación de arvenses (malezas). Se verificará si los insectos colectados corresponden a parasitoides conocidos de N. elegantalis. Si una especie presenta un porcentaje de captura mayor o igual al 20% del total de insectos capturados la planta se considerará hospedera. Las plantas serán analizadas morfológicamente para determinar la presencia de fuentes de alimento (florales extranectarios, cuerpos alimenticios, nectar) o refugio (domatias). Los parasitoides y las plantas colectados serán preservados y mantenidos en los Museos entomológicos y Herbarios de los países participantes.

VIII. Articulación entre el consorcio y con otros actores : 

Articulación del consorcio y articulación con otros actores. El grado de participación y la coordinación entre las organizaciones integrantes del consorcio, se hará con base en las actividades ejecutadas en el proyecto. A continuación se enumeran las actividades señalando el grado de participación de cada organización.

Actividades

1. Caracterización molecular y variabilidad genética de las poblaciones de N.elegantalis conocida. Organización miembro del CGIAR (CIAT-Colombia) 45%, CORPOICA-Colombia 25%, MIZA-Venezuela 30%

2. Una técnica de recuperación de Copidosoma sp en cultivos de tomate de árbol validada: CORPOICA-Colombia 50%, MIZA-Venezuela 50%

3. Una metodología para la producción masal de Lixophaga sp. para cultivos de lulo desarrollada. CORPOICA-Colombia 100%

4. Plantas arvenses fuentes de alimento para parasitoides en cultivos de lulo y tomate de árbol. Identificadas. CORPOICA-Colombia 50%, MIZA-Venezuela 50%.

H. Resumen del impacto esperado de las actividades del proyecto en el medio ambiente y los ecosistemas. Este proyecto no tiene efectos negativos ni sobre el aire, el agua, el suelo, biodiversidad, ambientes y/o áreas protegidas porque se van a estudiar alternativas de manejo del perforador que son de índole ecológica (control biológico y uso de la feromona sexual sintética). Se espera entonces en el mediano plazo reducir los costos de producción en el rubro de insecticidas de un 25% a un 12.5% y por ende se espera beneficiar a los consumidores a través del mercado en especial por un precio más bajo al consumidor final.

I. Resumen de la experiencia y capacidad de los integrantes del consorcio en el tema propuesto y tiempo de dedicación esperado por parte del ejecutor principal/equipo

CORPORACION COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA (CORPOICA- COLOMBIA) Investigador líder, Ana Elizabeth Diaz M. Sc. Entomología. 10 años de experiencia en investigaciones relacionadas con control biológico de N. elegantalis y estudios sobre la diversidad biológica, la distribución geográfica y la asociación con solanáceas silvestres y cultivadas del perforador del fruto Neoleucinodes sp. en Colombia. Tiempo de dedicación estimado: 16 horas a la semana, durante los 36 meses de duración del proyecto.

MUSEO DEL INSTITUTO DE ZOOLOGÍA AGRÍCOLA (MIZA- VENEZUELA): Investigador José Clavijo A., Ph.D., 20 años de experiencia en investigación en taxonomía y bio-ecología de algunos grupos de Lepidoptera de Importancia Agrícola, principalmente Crambidae y Sphingidae. Ha realizado varios trabajos con Neoleucinodes, incluyendo la biología de la especie en tomate y la revisión taxonómica de las especies venezolonas de ese género y afines. Tiempo de dedicación estimado:12 horas a la semana, durante los 36 meses de duración del proyecto.

CENTRO INTERNACIONAL DE AGRICULTURA TROPICAL (CIAT-CGIAR-COL0MBIA): Investigador Joe Thome., Ph.D., líder de la Unidad de Biotecnología del CIAT. Coordinador del programa Harvest Plus, un programa con cobertura mundial que usa la biotecnología para incrementar el valor nutritivo de los alimentos básicos a través del mejoramiento genético tradicional y el uso de transformaciones genéticas. Líder de un grupo de investigadores y asistentes en el CIAT que consta de mas de 60 personas. Las instalaciones y equipamiento de los laboratorios de biotecnología del CIAT son de estándar mundial, y están en constante actualización de técnicas a través de visitantes internacionales. Tiempo de dedicación estimado: 5 horas a la semana, durante los 36 meses de duración del proyecto.

IX. Montos Solicitados y de Contrapartida
Indicar el monto estimado que el consorcio solicitaría a FONTAGRO y los aportes estimados de contrapartida
Recursos FONTAGRO US $: 
330.000
Recursos de Contrapartida US $: 
340.000
Monto total estimado US $: 
670.000
X. Período de Ejecución (meses): 
36
XI. Organismo ejecutor líder del consorcio
Nombre y Apellido del Investigador Principal: 
Ana Elizabeth Diaz
Nombre y Cargo de la máxima autoridad de esta institución: 
Arturo Enrique Vega Varón
XII. Integrantes del consorcio (Organismos co-ejecutores)
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