Diversidade de parasitoides (HYMENOPTERA) em áreas orizícolas com manejo orgânico e convencional e análise filogenética de populações de Telenomus podisi

Abstract

Parasitoides são importantes agentes de controle biológico em agroecossistemas e sua diversidade pode aumentar com a heterogeneidade do habitat. O conhecimento sobre as espécies associadas em cada sistema é importante para entender sua dinâmica e ajudar no manejo de diversas culturas, entre elas o arroz, que incluem ambientes naturais e com interferência antrópica. Espécies de Scelioninae, Telenominae e Teleasinae (Hymenoptera: Platygastridae) destacam-se no controle biológico de várias pragas agrícolas, especialmente Telenomus podisi, embora haja alguma discordância sobre a monofilia do grupo. Assim, esta pesquisa tem dois objetivos. Primeiro, avaliar a contribuição da presença de vegetação natural próxima às áreas de cultivo do arroz e a influência de diferentes manejos da cultura (orgânica e convencional) na diversidade de himenópteros parasitoides e dentro das três subfamílias de Platygastridae através dos gradientes de distância e nos estádios fenológicos da cultura. Segundo, através do uso dos marcadores moleculares COI e ITS2, analisar as relações entre populações de T. podisi de diferentes regiões biogeográficas. Para o primeiro objetivo, o trabalho foi realizado em duas áreas de arroz, uma com manejo orgânico (MO) e outra com convencional (MC), em Nova Santa Rita, RS, durante as safras 2013/2014 e 2014/2015. As coletas foram quinzenais durante o ciclo do arroz com armadilhas Malaise dispostas a diferentes distâncias em relação à vegetação nativa próxima da cultura do arroz Para o segundo objetivo, 149 exemplares de T. podisi provenientes de 18 localidades em sete países foram amostrados, extraídos um fragmento de COI e todo ITS2 e amplificados através de primers específicos. Na primeira safra, foram 1104 indivíduos de parasitoides no MO (21 famílias) e 860 no MC (18 famílias). Na segunda safra, foram 1064 parasitoides no MO (19 famílias) e 389 no MC (16 famílias). Houve uma correlação negativa entre a distância da vegetação nativa e a abundância de parasitoides em áreas de MC. Os estágios fenológicos do arroz afetaram a composição de parasitoides no local. Dentro das três subfamílias, o total de indivíduos na primeira safra foram 268 no MO (31 morfoespécies) e 172 no MC (24 morfoespécies). Na segunda safra foram 151 indivíduos no MO (34 morfoespécies) e 93 no MC (21 morfoespécies). Os gêneros mais abundantes foram Idris, Telenomus e Baeus. Telenomus podisi, Telenomus sp.3, Telenomus sp.2 e Telenomus sp.1, foram as morfoespécies mais abundantes, respectivamente. Foram identificados 73 haplótipos de COI e ITS2. Mais de 70% dos haplótipos foram singletons e 89% foram exclusivos de uma área geográfica. Alguns haplótipos parecem estar evoluindo através de caminhos diferentes. Outros fatores podem estar exercendo pressão sobre esses haplótipos, como barreiras climáticas, deslocamento do hospedeiro e da flora associada.

Hymenopteran parasitoids are important biological control agents in agroecosystems, and their diversity can be increased with habitat heterogeneity. Knowledge about associate’s species in every system is important to understand the dynamic and to help the management of several crops, between them the rice crop, which include natural and anthropic environmental. Species of Scelioninae, Telenominae and Teleasinae (Hymenoptera: Platygastridae) stand out in the biological control of several crop pests, especially Telenomus podisi although there is some disagreement about monophyly in podisi group. Thus, this research has two objectives. First, it was to evaluate the contribution of the presence of natural vegetation near rice-growing areas and the influence of different management of the crop (organic and conventional) on the diversity of parasitoids and within the three subfamilies of Platygastridae (richness), through distance gradients, and on the phenological stages of the crop. Second, it was to use population genetic methods in conjunction with two molecular markers: COI and ITS2, to address relationships between T. podisi specimens from different biogeography regions. For the first aim, the work took place in two rice crops, one with organic management (O.M.) and another one with conventional (C.M.), in Nova Santa Rita, RS, Brazil, during the 2013/2014 and 2014/2015 seasons The parasitoids were collected twice a month in the crop cycle with Malaise trap at different distances in relation to the native vegetation surrounding the rice crop. For the second aim, one hundred and forty-nine specimens of T. podisi were sampled from 18 localities in seven countries and a fragment extraction of COI and the entire ITS2 region was amplified trough specific primers. In the first season, 1104 individuals of parasitoids were sampled in O.M. (21 families) and 860 in C.M. (18 families). In the second season, 1064 parasitoids in O.M. (19 families) and 389 in C.M. (16 families) were sampled. There was a negative correlation between distance from native vegetation and parasitoid abundance in CM areas. The phenological stages of rice affect the parasitoid assemblage on site. Within the three subfamilies, 268 individuals were sampled in the first season in O.M. (31 morphospecies) and 172 in C.M. (24 morphospecies). In the second season, 151 individuals in O.M. (34 morphospecies) and 93 in C.M. (21 morphspecies) were smapled. The most abundant genera were Idris, Telenomus and Baeus. Telenomus podisi, Telenomus sp.3, Telenomus sp.2 and Telenomus sp.1, were the most abundant morphospecies, respectively. Seventy-three COI and ITS2 haplotypes were identified. More than 70% of haplotypes were singletons and 89% unique to a geographic area. Some haplotypes seem to be evolving through different pathways. Others features may be putting pressure on these haplotypes, such as climatic barriers, shift of host and flora associate.