Approaches to Improve Entomopathogenic Nematodes (EPN) and its Bacterial Derivates Against Biotic Threats in Vineyards

Abstract

[ES] El daño combinado de Lobesia botrana y Botrytis cinerea es una gran amenaza para la producción de vid. El uso de productos químicos para combatir estas plagas está muy desaconsejado debido a sus consecuencias negativas subyacentes. El uso de control biológico ha sido un área interesante ya que puede ser un complemento/alternativa a los pesticidas en el programa de IPM. Los nematodos entomopatógenos se han utilizado con éxito contra plagas subterráneas y, actualmente, también contra plagas aéreas. Sin embargo, la aplicación foliar de EPN enfrenta limitaciones debido a su naturaleza de residencia en el suelo. Probamos la hipótesis de que agregar adyuvantes a los aerosoles de suspensión de EPN superará estas limitaciones y aumentará el control de EPN contra las plagas que habitan en la parte aérea, particularmente Lobesia botrana. Para ello, se realizaron experimentos previos como pruebas de compatibilidad y pruebas de adherencia foliar para identificar el mejor producto adyuvante para EPN. Además, exploramos el mejor escenario para su aplicación, probando diferentes etapas de desarrollo y temperaturas combinadas con los adyuvantes seleccionados. Nuestra hipótesis fue que la reducción de la temperatura limitará la actividad de EPN pero que podría compensarse cuando se combina con el adyuvante. Asimismo, exploramos la compatibilidad de ciertos agroquímicos utilizados para el control de otras plagas fúngicas para determinar su posible combinación de superposición en la aplicación en campo. Finalmente, se exploró la actividad antimicrobiana de bacterias EPN (Xenorhabdus nematophila y Photorhabdus laumoundii) fermentadas sin filtrar contra B. cinerea. En general, los productos adyuvantes probados (Multi Us, Maxi Mix y su combinación) no mostraron efectos negativos en la viabilidad e infectividad de las especies EPN (Steinernema feltiea y Steinernema carpocapsae). Mediante pruebas de adherencia foliar, seleccionamos a Maxi mix como los mejores adyuvantes para ambas especies de EPN. Posteriormente, las mejores mezclas de adyuvante + EPN se utilizaron contra las diferentes etapas de vida y establecimiento de L. botrana: (i) L3 en la fruta, (ii) L3 en la hoja; y (iii) pupa sobre troncos (a 22º, 15º y 10ºC). Los resultados mostraron que Maxi mix mejoró la eficiencia de control de las especies EPN contra el cuajado de frutos y hojas de L. botrana L3, observándose que los daños causados por L3 fueron menores que con el tratamiento con agua, más evidentemente en el estudio de frutos. Sin embargo, estas mejoras no se lograron en el control de las pupas, determinando únicamente la reducción de la virulencia a menor temperatura. Además, en las pruebas de compatibilidad frente a diversos agropesticidas (Sonata, Azufre, Cobre, Ridomil y Flint). Azufre y Cobre podrían producir un impacto negativo a la viabilidad e infectividad de la EPN S. feltiae. Finalmente, la bacteria EPN mostró una reducción prometedora del crecimiento de B. cinerea, más evidente en la especie P. laumoundii. En general, este estudio permitió establecer la posible aplicación de EPN en viñedos contra L. botrana y probó que los derivados de su simbionte también pueden ser herramientas poderosas contra el hongo B. cinerea.

[EN] Lobesia botrana and Botrytis cinerea combined damage is a huge threat to grapevine production. The use of chemicals to combat these pests is highly discourage due to its underlying negative consequences. The use of biological control has been an interesting area as it can be supplemental/alternative to pesticide in the IPM program. Entomopathogenic nematodes has been successfully used against below ground pests and currently, also above ground pests. However, foliar application of EPN faces limitations, due to its soil dwelling nature. We tested the hypothesis that adding adjuvants to EPN suspension sprays will overcome these limitations leading to increase EPN control against above dwelling pests, particularly Lobesia botrana. To do this, prior experiments were done such as compatibility tests and leaf adherence tests to identify the best adjuvant product for EPN. Also, we explored the best scenario for their application, testing different developmental stage and temperatures combined with the selected adjuvants. Our hypothesis was that the reduction of the temperature will limit the EPN activity but that could be compensated when combined with the adjuvant. Also, we explored the compatibility of certain agrochemical used to control other fungal pest to determine their possible combination of superposition in the application in the field. Finally, the antimicrobial activity of EPN bacteria (Xenorhabdus nematophila and Photorhabdus laumoundii) unfiltered ferment was explored against B. cinerea. Overall, the tested adjuvants products (Multi Us, Maxi Mix and its combination) did not show negative effects to EPN species (Steinernema feltiea and Steinernema carpocapsae) viability and infectivity. Through leaf adherence tests, we selected Maxi mix as the best adjuvants for both EPN species. Thereafter, the best adjuvant + EPN mixtures were further used against L. botrana¿s different life stages and setting: (i) L3 on fruit, (ii) L3 on leaf; and (iii) pupa on trunks (at 22º, 15º and 10ºC). Results showed that Maxi mix enhanced the control efficiency of EPN species against L. botrana L3 fruit and leaf setting, observing that the damage inflicted by L3 were lower than in with the water treatment, more evidently in the fruit study. However, these improvements were not attained in the control of the pupae, only determining the reduction of the virulence when the temperature were lower. Furthermore, in the compatibility tests against various agropesticides (Sonata, Azufre, Cobre, Ridomil and Flint). Azufre and Cobre could produce a negative impact to the viability and infectivity of the EPN S. feltiae. Finally, EPN bacteria showed a promising reduction of B. cinerea growth, more evidently in the species P. laumoundii. Overall, this study provided the settlement of the possible application of EPN in vineyards against L. botrana and probed that the derivate of their symbiont can also be powerful tools against the fungus B. cinerea.