Bases químicas y fisiológicas de la estimulación sexual de machos de Anastrepha fraterculus tras la exposición a volátiles de guayaba
- Autores
- Belliard, Silvina Anahí
- Año de publicación
- 2023
- Idioma
- español castellano
- Tipo de recurso
- tesis doctoral
- Estado
- versión publicada
- Colaborador/a o director/a de tesis
- Segura, Diego F.
Fernández, Patricia Carina - Descripción
- Anastrepha fraterculus, es una de las principales plagas de especies frutícolas de Sudamérica.En esta especie se ha encontrado que los machos que estuvieron expuestos a volátiles de frutas de Psidium guajava, una especie hospedadora comúnmente llamada guayaba, incrementan la frecuencia a la cual realizan el comportamiento de cortejo, liberan mayor cantidad de feromona sexual y son preferidos por las hembras para copular por sobre machos que no estuvieron expuestos. Teniendo en cuenta que la técnica de insecto estéril para el manejo sustentable de esta especie se encuentra en desarrollo, la exposición a compuestos volátiles de guayaba podría ser un método útil para incrementar la competitividad sexual de los machos estériles producidos en las biofábricas. Sin embargo, esta posibilidad requiere una evaluación profunda de los mecanismos subyacentes a la estimulación sexual. En esta tesis, se investigaron las bases químicas y fisiológicas de este fenómeno. En primer lugar, se ensayó el potencial uso de un aceite comercial de guayaba como fuente de compuestos volátiles y se evaluó la edad oportuna para realizar la exposición. Además, se investigó el efecto de la exposición sobre la maduración sexual y la resistencia al hambreado de los machos. Por otro lado, se exploró el efecto de la exposición sobre los perfiles de expresión génica de la cabeza de los machos y se estudió si el efecto estimulatorio depende de su estado nutricional. Además, se investigó el consumo de reservas energéticas sobre machos expuestos y no expuestos. Por último, se identificaron los compuestos responsables del efecto estimulatorio y las interacciones entre los mismos. Se confirmó un efecto estimulatorio del aceite de guayaba sobre el comportamiento de cortejo de los machos. Sin embargo, ni la maduración sexual ni la resistencia al hambreado fueron afectados por la exposición. El momento oportuno para realizar el tratamiento de exposición precedió a la maduración sexual de los machos. La exposición a volátiles de guayaba estimuló la expresión de genes relacionados al catabolismo de polisacáridos y a la señalización neuronal mediada por óxido nítrico. El efecto estimulatorio de la exposición sobre el comportamiento de cortejo dependió de la dieta suministrada a los machos. La estimulación sexual de los machos implicó mayor consumo de sus reservas de carbohidratos y triglicéridos, mientras que no pareció afectar los niveles de proteínas. Por último, se identificaron los compuestos presuntamente responsables del efecto potenciador de la guayaba, R-limoneno y (E/Z)-β-ocimeno. Estos compuestos ejercen su efecto de manera dosis-dependiente y alcanzan un efecto mayor cuando se utilizan juntos. Los resultados de esta tesis no solo aportan información que podría ser de utilidad para el manejo de A. fraterculus mediante métodos no contaminantes, sino que también contribuyen a la profundización del conocimiento sobre la biología reproductiva de esta especie.
Anastrepha fraterculus is one of the main fruit pests in South America. Previous studies revealed that males exposed to guava volatiles display courtship behavior more often, release a greater amount of pheromone, and copulate more frequently than unexposed males. Taking into account that the sterile insect technique (SIT) for sustainable management of this species is under development, exposure to guava volatiles could be a useful method to increase the sexual competitiveness of sterile males produced in bio-factories. However, this approach would require a throughout evaluation of the mechanisms underlying this sexual stimulation. This thesis investigated the chemical and physiological bases of this phenomenon. First, the potential use of a commercial guava oil as a source of volatile compounds as well as the opportune age to conduct the exposure were evaluated. The effect of exposure on sexual maturation and starvation resistance of males was also studied. In addition, the impact of the exposure on the gene expression profile of the male head and the extent to which the stimulatory effect depends on the fly's nutritional status were explored. Finally, the compounds responsible for the observed effects and their interactions were identified. A stimulatory effect of guava oil on the courtship behavior of males was confirmed. However, neither sexual maturation nor starvation resistance was affected by the exposure. The more effective male age for treatment preceded sexual maturation. Exposure to guava oil volatiles caused the expression of genes related to polysaccharide catabolism and neuronal signaling mediated by nitric oxide. The effect of exposure on male courtship behavior depended on the diet. The observed stimulation implied a rise in the consumption of carbohydrate and triglyceride stores while protein amount was not affected. Finally, the compounds presumedly responsible for the potentiating effect of guava, R-limonene and (E/Z)-β-ocimene, were identified. These compounds showed to exert their effect in a dose-dependent manner and achieved greater effects when used together. The results of this thesis provide information relevant to planning non-polluting strategies to management A. fraterculus and further deepen the knowledge of the reproductive biology of this species.
Fil: Belliard, Silvina Anahí. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. - Materia
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Bases químicas y fisiológicas de la estimulación sexual de machos de Anastrepha fraterculus tras la exposición a volátiles de guayabaChemical and physiological bases of sezual stimulation of Anastrepha fraterculus (Diptera: Tephritidae)'s males after exposure to guava volatilesBelliard, Silvina AnahíMOSCA DE LA FRUTACOMPORTAMIENTO DE CORTEJOPSIDIUM GUAJAVAMADURACION SEXUALRESERVAS ENERGETICASTRANSCRIPTOMASEMIOQUIMICOFRUIT FLIESCOURTSHIP BEHAVIORSPSIDIUM GUAJAVASEXUAL MADURATIONENERGETIC RESERVESTRANSCRIPTOMICSEMIOCHIMICALAnastrepha fraterculus, es una de las principales plagas de especies frutícolas de Sudamérica.En esta especie se ha encontrado que los machos que estuvieron expuestos a volátiles de frutas de Psidium guajava, una especie hospedadora comúnmente llamada guayaba, incrementan la frecuencia a la cual realizan el comportamiento de cortejo, liberan mayor cantidad de feromona sexual y son preferidos por las hembras para copular por sobre machos que no estuvieron expuestos. Teniendo en cuenta que la técnica de insecto estéril para el manejo sustentable de esta especie se encuentra en desarrollo, la exposición a compuestos volátiles de guayaba podría ser un método útil para incrementar la competitividad sexual de los machos estériles producidos en las biofábricas. Sin embargo, esta posibilidad requiere una evaluación profunda de los mecanismos subyacentes a la estimulación sexual. En esta tesis, se investigaron las bases químicas y fisiológicas de este fenómeno. En primer lugar, se ensayó el potencial uso de un aceite comercial de guayaba como fuente de compuestos volátiles y se evaluó la edad oportuna para realizar la exposición. Además, se investigó el efecto de la exposición sobre la maduración sexual y la resistencia al hambreado de los machos. Por otro lado, se exploró el efecto de la exposición sobre los perfiles de expresión génica de la cabeza de los machos y se estudió si el efecto estimulatorio depende de su estado nutricional. Además, se investigó el consumo de reservas energéticas sobre machos expuestos y no expuestos. Por último, se identificaron los compuestos responsables del efecto estimulatorio y las interacciones entre los mismos. Se confirmó un efecto estimulatorio del aceite de guayaba sobre el comportamiento de cortejo de los machos. Sin embargo, ni la maduración sexual ni la resistencia al hambreado fueron afectados por la exposición. El momento oportuno para realizar el tratamiento de exposición precedió a la maduración sexual de los machos. La exposición a volátiles de guayaba estimuló la expresión de genes relacionados al catabolismo de polisacáridos y a la señalización neuronal mediada por óxido nítrico. El efecto estimulatorio de la exposición sobre el comportamiento de cortejo dependió de la dieta suministrada a los machos. La estimulación sexual de los machos implicó mayor consumo de sus reservas de carbohidratos y triglicéridos, mientras que no pareció afectar los niveles de proteínas. Por último, se identificaron los compuestos presuntamente responsables del efecto potenciador de la guayaba, R-limoneno y (E/Z)-β-ocimeno. Estos compuestos ejercen su efecto de manera dosis-dependiente y alcanzan un efecto mayor cuando se utilizan juntos. Los resultados de esta tesis no solo aportan información que podría ser de utilidad para el manejo de A. fraterculus mediante métodos no contaminantes, sino que también contribuyen a la profundización del conocimiento sobre la biología reproductiva de esta especie.Anastrepha fraterculus is one of the main fruit pests in South America. Previous studies revealed that males exposed to guava volatiles display courtship behavior more often, release a greater amount of pheromone, and copulate more frequently than unexposed males. Taking into account that the sterile insect technique (SIT) for sustainable management of this species is under development, exposure to guava volatiles could be a useful method to increase the sexual competitiveness of sterile males produced in bio-factories. However, this approach would require a throughout evaluation of the mechanisms underlying this sexual stimulation. This thesis investigated the chemical and physiological bases of this phenomenon. First, the potential use of a commercial guava oil as a source of volatile compounds as well as the opportune age to conduct the exposure were evaluated. The effect of exposure on sexual maturation and starvation resistance of males was also studied. In addition, the impact of the exposure on the gene expression profile of the male head and the extent to which the stimulatory effect depends on the fly's nutritional status were explored. Finally, the compounds responsible for the observed effects and their interactions were identified. A stimulatory effect of guava oil on the courtship behavior of males was confirmed. However, neither sexual maturation nor starvation resistance was affected by the exposure. The more effective male age for treatment preceded sexual maturation. Exposure to guava oil volatiles caused the expression of genes related to polysaccharide catabolism and neuronal signaling mediated by nitric oxide. The effect of exposure on male courtship behavior depended on the diet. The observed stimulation implied a rise in the consumption of carbohydrate and triglyceride stores while protein amount was not affected. Finally, the compounds presumedly responsible for the potentiating effect of guava, R-limonene and (E/Z)-β-ocimene, were identified. These compounds showed to exert their effect in a dose-dependent manner and achieved greater effects when used together. The results of this thesis provide information relevant to planning non-polluting strategies to management A. fraterculus and further deepen the knowledge of the reproductive biology of this species.Fil: Belliard, Silvina Anahí. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y NaturalesSegura, Diego F.Fernández, Patricia Carina2023-07-31info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:ar-repo/semantics/tesisDoctoralapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7406_Belliardspainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/arreponame:Biblioteca Digital (UBA-FCEN)instname:Universidad Nacional de Buenos Aires. 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Anastrepha fraterculus, es una de las principales plagas de especies frutícolas de Sudamérica.En esta especie se ha encontrado que los machos que estuvieron expuestos a volátiles de frutas de Psidium guajava, una especie hospedadora comúnmente llamada guayaba, incrementan la frecuencia a la cual realizan el comportamiento de cortejo, liberan mayor cantidad de feromona sexual y son preferidos por las hembras para copular por sobre machos que no estuvieron expuestos. Teniendo en cuenta que la técnica de insecto estéril para el manejo sustentable de esta especie se encuentra en desarrollo, la exposición a compuestos volátiles de guayaba podría ser un método útil para incrementar la competitividad sexual de los machos estériles producidos en las biofábricas. Sin embargo, esta posibilidad requiere una evaluación profunda de los mecanismos subyacentes a la estimulación sexual. En esta tesis, se investigaron las bases químicas y fisiológicas de este fenómeno. En primer lugar, se ensayó el potencial uso de un aceite comercial de guayaba como fuente de compuestos volátiles y se evaluó la edad oportuna para realizar la exposición. Además, se investigó el efecto de la exposición sobre la maduración sexual y la resistencia al hambreado de los machos. Por otro lado, se exploró el efecto de la exposición sobre los perfiles de expresión génica de la cabeza de los machos y se estudió si el efecto estimulatorio depende de su estado nutricional. Además, se investigó el consumo de reservas energéticas sobre machos expuestos y no expuestos. Por último, se identificaron los compuestos responsables del efecto estimulatorio y las interacciones entre los mismos. Se confirmó un efecto estimulatorio del aceite de guayaba sobre el comportamiento de cortejo de los machos. Sin embargo, ni la maduración sexual ni la resistencia al hambreado fueron afectados por la exposición. El momento oportuno para realizar el tratamiento de exposición precedió a la maduración sexual de los machos. La exposición a volátiles de guayaba estimuló la expresión de genes relacionados al catabolismo de polisacáridos y a la señalización neuronal mediada por óxido nítrico. El efecto estimulatorio de la exposición sobre el comportamiento de cortejo dependió de la dieta suministrada a los machos. La estimulación sexual de los machos implicó mayor consumo de sus reservas de carbohidratos y triglicéridos, mientras que no pareció afectar los niveles de proteínas. Por último, se identificaron los compuestos presuntamente responsables del efecto potenciador de la guayaba, R-limoneno y (E/Z)-β-ocimeno. Estos compuestos ejercen su efecto de manera dosis-dependiente y alcanzan un efecto mayor cuando se utilizan juntos. Los resultados de esta tesis no solo aportan información que podría ser de utilidad para el manejo de A. fraterculus mediante métodos no contaminantes, sino que también contribuyen a la profundización del conocimiento sobre la biología reproductiva de esta especie. Anastrepha fraterculus is one of the main fruit pests in South America. Previous studies revealed that males exposed to guava volatiles display courtship behavior more often, release a greater amount of pheromone, and copulate more frequently than unexposed males. Taking into account that the sterile insect technique (SIT) for sustainable management of this species is under development, exposure to guava volatiles could be a useful method to increase the sexual competitiveness of sterile males produced in bio-factories. However, this approach would require a throughout evaluation of the mechanisms underlying this sexual stimulation. This thesis investigated the chemical and physiological bases of this phenomenon. First, the potential use of a commercial guava oil as a source of volatile compounds as well as the opportune age to conduct the exposure were evaluated. The effect of exposure on sexual maturation and starvation resistance of males was also studied. In addition, the impact of the exposure on the gene expression profile of the male head and the extent to which the stimulatory effect depends on the fly's nutritional status were explored. Finally, the compounds responsible for the observed effects and their interactions were identified. A stimulatory effect of guava oil on the courtship behavior of males was confirmed. However, neither sexual maturation nor starvation resistance was affected by the exposure. The more effective male age for treatment preceded sexual maturation. Exposure to guava oil volatiles caused the expression of genes related to polysaccharide catabolism and neuronal signaling mediated by nitric oxide. The effect of exposure on male courtship behavior depended on the diet. The observed stimulation implied a rise in the consumption of carbohydrate and triglyceride stores while protein amount was not affected. Finally, the compounds presumedly responsible for the potentiating effect of guava, R-limonene and (E/Z)-β-ocimene, were identified. These compounds showed to exert their effect in a dose-dependent manner and achieved greater effects when used together. The results of this thesis provide information relevant to planning non-polluting strategies to management A. fraterculus and further deepen the knowledge of the reproductive biology of this species. Fil: Belliard, Silvina Anahí. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. |
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Anastrepha fraterculus, es una de las principales plagas de especies frutícolas de Sudamérica.En esta especie se ha encontrado que los machos que estuvieron expuestos a volátiles de frutas de Psidium guajava, una especie hospedadora comúnmente llamada guayaba, incrementan la frecuencia a la cual realizan el comportamiento de cortejo, liberan mayor cantidad de feromona sexual y son preferidos por las hembras para copular por sobre machos que no estuvieron expuestos. Teniendo en cuenta que la técnica de insecto estéril para el manejo sustentable de esta especie se encuentra en desarrollo, la exposición a compuestos volátiles de guayaba podría ser un método útil para incrementar la competitividad sexual de los machos estériles producidos en las biofábricas. Sin embargo, esta posibilidad requiere una evaluación profunda de los mecanismos subyacentes a la estimulación sexual. En esta tesis, se investigaron las bases químicas y fisiológicas de este fenómeno. En primer lugar, se ensayó el potencial uso de un aceite comercial de guayaba como fuente de compuestos volátiles y se evaluó la edad oportuna para realizar la exposición. Además, se investigó el efecto de la exposición sobre la maduración sexual y la resistencia al hambreado de los machos. Por otro lado, se exploró el efecto de la exposición sobre los perfiles de expresión génica de la cabeza de los machos y se estudió si el efecto estimulatorio depende de su estado nutricional. Además, se investigó el consumo de reservas energéticas sobre machos expuestos y no expuestos. Por último, se identificaron los compuestos responsables del efecto estimulatorio y las interacciones entre los mismos. Se confirmó un efecto estimulatorio del aceite de guayaba sobre el comportamiento de cortejo de los machos. Sin embargo, ni la maduración sexual ni la resistencia al hambreado fueron afectados por la exposición. El momento oportuno para realizar el tratamiento de exposición precedió a la maduración sexual de los machos. La exposición a volátiles de guayaba estimuló la expresión de genes relacionados al catabolismo de polisacáridos y a la señalización neuronal mediada por óxido nítrico. El efecto estimulatorio de la exposición sobre el comportamiento de cortejo dependió de la dieta suministrada a los machos. La estimulación sexual de los machos implicó mayor consumo de sus reservas de carbohidratos y triglicéridos, mientras que no pareció afectar los niveles de proteínas. Por último, se identificaron los compuestos presuntamente responsables del efecto potenciador de la guayaba, R-limoneno y (E/Z)-β-ocimeno. Estos compuestos ejercen su efecto de manera dosis-dependiente y alcanzan un efecto mayor cuando se utilizan juntos. Los resultados de esta tesis no solo aportan información que podría ser de utilidad para el manejo de A. fraterculus mediante métodos no contaminantes, sino que también contribuyen a la profundización del conocimiento sobre la biología reproductiva de esta especie. |
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