Detoxification and sublethal effects of neurotoxic insecticides in tortricid moths

Author

Navarro Roldán, Miguel Ángel

Director

Gemeno Marín, César

Avilla Hernández, Jesús

Date of defense

2017-11-24

Pages

200 p.



Department/Institute

Universitat de Lleida. Departament de Producció Vegetal i Ciència Forestal

Abstract

El coneixement bàsic dels efectes letals i subletals que els insecticides poden generar en els insectes plaga resulta particularment important per l’optimització i millora de les estratègies de Control Integrat de Plagues (C.I.P), especialment quan l’ús d’insecticides és la principal eina de control. Al llarg de la present tesi s’ha realitzat una feina molt exhaustiva que dóna com a resultat unes corbes de mortalitat dosi-resposta per a tres insecticides neurotòxics amb diferents maneres d’acció [clorpirifòs (un organofosforat inhibidor de l’acetilcolinesterasa (AChE)), λ-cihalothrín (un piretroide modulador dels canals de sodi), i tiacloprid (un neonicotinoide agonista dels receptors nicotínics de l’AChE)] sobre tres espècies d’arnes que són importants plagues fruiteres [Cydia pomonella (L.), Grapholita molesta (Busck), i Lobesia botrana (Denis & Schiffermüller)]. Tot seguit, es van analitzar els mecanismes de detoxificació de les tres espècies pels tres insecticides mitjançant l’estudi de les principals famílies enzimàtiques involucrades en la detoxificació [carboxil-esterases (EST), glutatió-S-transferases (GST), i multi-funció oxidases (MFO)]. Finalment, es va explorar si dosis subletals de l’insecticida tiacloprid, estimades en la primera part de la tesi, tenien un efecte sobre el sistema de comunicació mitjançant feromones sexuals en les tres espècies. Un aspecte característic d’aquesta tesi és que se centra en l’insecte adult, el qual està vagament representat dins la literatura científica de l’àrea de la toxicologia en Lepidòpters, probablement degut que la gran majoria dels insecticides tenen als ous o a diferents estadis larvaris com a element diana. No obstant, l’ús d’adults en aquest estudi ens reportarà una sèrie de descobriments insospitats que s’explicaran a continuació.


El conocimiento básico de los efectos letales y subletales que los insecticidas pueden generar en los insectos plaga resulta particularmente importante para la optimización y mejora de las estrategias de Control Integrado de Plagas (C.I.P), especialmente cuando el uso de insecticidas es la principal herramienta de control. El exhaustivo trabajo realizado a lo largo de la presente tesis da como resultado unas curvas de mortalidad dosis-respuesta para tres insecticidas neurotóxicos con diferentes modos de acción [clorpirifós (un organofosforado inhibidor de la acetilcolinesterasa (AChE)), λ-cihalothrín (un piretroide modulador de los canales de sodio), y tiacloprid (un neonicotinoide agonista de los receptores nicotínicos de la AChE)] sobre tres especies de polillas que son importantes plagas frutales [Cydia pomonella (L.), Grapholita molesta (Busck), y Lobesia botrana (Denis & Schiffermüller)]. Acto seguido, se analizaron los mecanismos de detoxificación de las tres especies para los tres insecticidas mediante el estudio de las principales familias enzimáticas involucradas en la detoxificación [carboxilesterasas (EST), glutatión-S-transferasas (GST), y multifunción oxidasas (MFO)]. Finalmente, se exploró si dosis subletales del insecticida tiacloprid, estimadas en la primera parte de la tesis, tenían un efecto sobre el sistema de comunicación mediante feromonas sexuales en las tres especies. Un aspecto característico de esta tesis es que se centra en el insecto adulto, el cual está muy poco representado en la literatura científica del área de la toxicología en Lepidópteros, probablemente debido a que la gran mayoría de los insecticidas tienen a los huevos o a diferentes estadios de la larva como elemento diana. Sin embargo, el uso de adultos en este estudio nos reportará una serie de hallazgos inesperados que se explicarán a continuación.


Basic knowledge on lethal and sublethal insecticide effects on pest insects is particularly important for optimization and continuous improvement of IPM strategies, especially when insecticides are used as the main crop-protection strategy. The work that I carried out in my Ph.D. thesis provides thorough dose-mortality curves for three neurotoxic insecticides with different modes of action [chlorpyrifos (organophosphate, acetylcholinesterase inhibitor), λ-cyhalothrin (pyrethroid, sodium channel modulator), and thiacloprid (neonicotinoid, nicotinic acetylcholinesterase receptor agonist)] on three key fruit pest species [Cydia pomonella (L.), Grapholita molesta (Busck), and Lobesia botrana (Denis & Schiffermüller)]. Subsequently I analyzed the detoxification mechanisms of the three species against the three insecticides by studying the most common enzymatic detoxification groups [carboxylesterases (EST), glutathione-S-transferases (GST), and mixed-function oxidases (MFO)]. Finally, I explored if the sublethal doses of thiacloprid estimated in the first part of the thesis affect the sex-pheromone communication system of these species. A singular aspect of my thesis is that I focused on the adult stage, which is poorly represented in the toxicological scientific literature of Lepidoptera, probably because most insecticides are mainly designed to kill egg or larval stages. However, this choice ultimately led to some unexpected findings that I explain next.

Subjects

632 - Plant damage, injuries. Plant diseases. Pests, organisms injurious to plants. Plant protection

Knowledge Area

Enginyeria Agroforestal

Documents

Tmanr1de1.pdf

4.159Mb

 

Rights

L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

This item appears in the following Collection(s)