Los campos de cultivo agrícola se ven afectados en la producción por diversos factores, entre los cuales se encuentra el ataque de plagas de insectos, siendo una medida para su control y exterminio el uso de insecticidas sintéticos, sin embargo, la mayoría genera una alta contaminación ambiental. Debido a esto, los bioinsecticidas de origen vegetal surgieron como una alternativa menos contaminante por su rápida degradación en el ambiente y baja peligrosidad para el hombre. El presente trabajo evaluó la toxicidad de los extractos acuosos, etanólicos y hexánicos de las hojas de Minthostachys mollis (Lamiaceae) “muña” y semillas de Annona muricata (Annonaceae) “guanábana”, Lupinus mutabilis (Fabaceae) “tarwi” y Chenopodium quinoa (Chenopodiaceae) “quinua” sobre hembras adultas del ácaro Tetranychus urticae (Trombidiformes: Tetranychidae) “arañita roja” y larvas del primer instar de Chrysoperla externa (Neuroptera: Chrysopidae) “león de áfidos”. Se emplearon dos concentraciones para todos los extractos: 10% y 20% (p/v), en un periodo de exposición entre las 24 y 72h. Los datos obtenidos fueron sometidos al análisis de varianza (ANDEVA) y la prueba post hoc de Duncan con un nivel de significancia de p≤0,05. Los parámetros de toxicidad se observaron en los valores NOEC (Concentración sin efecto observado) y LOEC (Concentración más baja con efecto observado). Se realizó el screening fitoquímico de los extractos botánicos empleados en los bioensayos. El extracto acuoso de M. mollis y el extracto etanólico de C. quinoa, ambos al 20% de concentración, causaron mortalidades en T. urticae del 28,98% y 29,63%, respectivamente. Los extractos hexánicos de A. muricata y M. mollis no presentaron actividad acaricida. El extracto etanólico de M. mollis registró la mayor toxicidad de todos los extractos evaluados a las 72h de exposición en C. externa, con una mortalidad del 75,76%. El extracto hexánico de A. muricata no produjo mortalidad en este insecto a las 24, 48 y 72h de exposición. La diferenciación en toxicidad (mayor a menor) de los extractos vegetales para C. externa fue: etanólico> acuoso> hexánico. Según el CR (cociente de riesgo) obtenido a las 48h de exposición, los extractos acuosos no representaron un riesgo en la mortalidad de C. externa. La secuencia de mayor a menor toxicidad del CR de los extractos acuosos fue: L. mutabilis˃ A. muricata˃ C. quinoa˃ M. mollis.Agricultural crops have been affected by several factors among which are plague of insects attack, being an effective measure for its control and extermination: synthetic insecticides use, however the majority of them produce high levels of environmental pollution. Due to this, bioinsecticides of plant origin emerging as alternative less polluting because of rapid degradation in the environment and low danger to man. This work analizes the toxicity of hexanic, ethanolic and aqueous extracts of leaves of Minthostachys mollis (Lamiaceae) “muña” and seeds of Annona muricata “guanábana” (Annonaceae), Lupinus mutabilis “tarwi” (Fabaceae) and Chenopodium quinoa “quinua” (Chenopodiaceae) on adult female mite of Tetranychus urticae (Trombidiformes: Tetranychidae): "red spider mite" and the first instar stage larva of Chrysoperla externa (Neuroptera: Chrysopidae): "lacewings". Two concentrations were used for all extract: 10% and 20% (w/v) in an exposure period between 24 and 72h. Analysis of variance (ANOVA) and post-hoc test of Duncan were performed with a significant level p ≤ 0.05. Toxicity endpoints were observed with values in NOEC (No Observed Effect Concentration) and LOEC (Lowest Observed Effect Concentration). Phytochemical screening of botanical extracts used in bioassays was performed. Aqueous extract of M. mollis and ethanolic extract of C. quinoa both at concentration of 20% causing losses in T. urticae of 28,98% and 29,63% respectively. Hexanic extracts of A. muricata and M. mollis did not show acaricide activity. Ethanolic extract of M. mollis registered the greater toxicity of all evaluated extracts at 72 hours in exposure of C. externa with mortality 75,76%. Hexanic extract of A. muricata had no significant effect on mortality in this insect at 24, 48 and 72 hours of exposure. Differentiation in toxicity (to a greater up lesser) of vegetal extracts for C. externa was: ethanol> aqueous> hexane. According to obtained quotient risk (CR) at 48 hours of exposure, aqueous extracts did not represent an increased risk of mortality of C. externa. The descending sequence of toxicity of CR of aqueous extracts was: L. mutabilis˃ A. muricata˃ C. quinoa˃ M. mollis.

El trigo es uno de los principales cultivos de cereales producidos, consumidos y comercializados mundialmente. Proporciona más del 20% de las calorías y es un alimento básico en el 35% de la población global. La Argentina es uno de los mayores centros de producción de granos del mundo, donde el trigo juega un rol central. Por otro lado, la producción de cebada cervecera ha crecido notablemente en el país en los últimos 20 años por exigencias de mercado. Dada la importancia de dichos cereales a nivel nacional y mundial, el conocimiento de los factores adversos que afectan su calidad y rendimiento, son prioritarios. Dentro de los factores bióticos que afectan la producción de trigo y cebada, se encuentran los áfidos, que producen daños a los cultivos al extraer sus recursos, inyectar saliva tóxica y transmitir virus. Entre las especies de mayor importancia en ambos cereales se encuentra el “Pulgón Ruso del Trigo” Diuraphis noxia Kurdjumov (PRT). El PRT es uno de los áfidos que ha demostrado poseer una elevada capacidad de dispersión. Desde su centro de origen en las regiones paleárticas de Europa Oriental y Asia Central se dispersó a distintas regiones del mundo. En la Argentina el primer hallazgo fue realizado en 1991, en Malargüe, Provincia de Mendoza, proveniente de Chile. Está adaptado a regiones de climas secos, soleados y con lluvias esporádicas, en esas condiciones las poblaciones tienen un rápido crecimiento. El daño que produce el PRT se caracteriza por la formación de manchas paralelas a las nervaduras de color blanco-amarillento que pueden tornarse rojizas por la presencia de pigmentos antociánicos en climas fríos. Además produce reducción de la superficie foliar, debido al enrollamiento que sufre la lámina, dentro de las cuales crece protegida la colonia de pulgones. Cuando la infestación ocurre en estados fenológicos más avanzados pueden atacar la hoja bandera, la cual al enrollarse, impide que emerja la espiga o lo haga deformada. Por tal motivo el control químico del áfido es dificultoso, dado que el enrollamiento foliar impide la llegada de los insecticidas y de los enemigos naturales. En consecuencia, la estrategia más efectiva y económica para la protección de los cultivos al PRT, es el uso de la resistencia genética. Uno de los aspectos más destacados de los áfidos como plagas potenciales de los cultivos, es su comportamiento reproductivo. En D. noxia, se hallaron diferencias en el comportamiento reproductivo en distintos lugares del mundo. Es holocíclico en Hungría y en la Unión Soviética, mientras que se comporta como anholocíclico en Sudáfrica y en los Estados Unidos. A partir del ingreso del PRT en EE.UU. en el año 1986, se desarrollaron en dicho país cultivares de trigo y cebada con distintos genes de resistencia al áfido, que permitieron controlar la plaga de forma exitosa, hasta la aparición de un biotipo con capacidad de producir daño a los cultivares resistentes en el año 2003. A partir de ese momento, nuevos biotipos de D. noxia se identificaron en distintos lugares del mundo como Hungría, Sudáfrica, Europa central, Siria y Chile. Dado que el tipo de reproducción tiene marcada incidencia en el origen de biotipos, y que se desconoce en la Argentina su comportamiento reproductivo y la composición de biotípica, los objetivos de la presente Tesis Doctoral son: a) Comprobar el tipo de reproducción predominante de D. noxia en poblaciones de distintos orígenes de Argentina; b) estudiar la capacidad que posee el áfido para seleccionar, crecer y dañar a cultivares de trigo y cebada, portadores de distintas fuentes de resistencia genética y c) Determinar la composición biotípica del Pulgón Ruso del Trigo. Para el desarrollo del trabajo, se colectaron seis poblaciones de diferentes localidades de Argentina como: Tres Arroyos, Bahía Blanca y La Plata (Provincia de Buenos Aires), Junín de los Andes y Chos Malal (Neuquén) y Junín (Mendoza), contrastantes por el uso de la tierra, condiciones climáticas y altitud. El PRT se obtuvo de cereales cultivados (trigo y cebada) y de gramíneas silvestres (Bromus sp.) desde febrero a diciembre del año 2005. Para evaluar el comportamiento reproductivo del áfido, de cada población se obtuvieron de 10 a 15 clones, a partir de una hembra adulta partenogenética, seleccionada de cada población. En total 65 clones fueron dispuestos bajo condiciones ambientales naturales, en la localidad de La Plata, desde el 21 de diciembre de 2005 al 21 de diciembre del 2007. Sobre los mismos semanalmente se realizaron observaciones a los fines de registrar la presencia de formas sexuadas. En los dos años, en más de la mitad de los clones se determinó la presencia de hembras ovíparas y huevos, en condiciones de bajas temperaturas y con fotoperíodos de día corto o de día largo. Consecuentemente, las hembras sexuadas y los huevos se registraron desde el otoño temprano (Abril) hasta entrada la primavera (Octubre), con 11:33 y 13:44 horas de luz, respectivamente. En consecuencia, en el caso de D. noxia, los huevos no constituyen únicamente una forma de resistencia invernal, sino que es un mecanismo que les permite liberar variabilidad genética posibilitando la adaptación a diversos ambientes y posiblemente generar nuevos biotipos adecuados a los mismos. Para la evaluación de comportamiento del PRT frente a diferentes fuentes de resistencia en trigo y cebada, se utilizaron líneas Doble Haploides Recombinantes (DHR), provenientes del cruzamiento de progenitores contrastantes por el grado de resistencia (tolerante o susceptible) a D. noxia. Para trigo se emplearon 93 DHR provenientes del cruzamiento de los padres Tirintella y Pico, y para cebada, 20 DHR como producto del cruzamiento de los progenitores Angola y SW624. Sobre las mismas se evaluó la “no preferencia o antixenosis” al PRT, la modificación de sus parámetros biológicos y poblacionales a través del estudio de la “antibiosis” y la agresividad de D. noxia por ensayos de “tolerancia”. Dado que todos los clones provenientes de las distintas poblaciones Argentinas, presentaron el mismo comportamiento reproductivo, se utilizó una mezcla de todos ellos para la realización de estos estudios. Según los resultados obtenidos, el PRT mostró un comportamiento diferencial en la selección de las DHR evaluadas en trigo, algunas líneas ejercieron un fuerte efecto antixenótico sobre el insecto. En la cebada, en cambio, ninguno de los genotipos presentó un marcado efecto de antixenosis sobre el áfido. En el estudio de la antibiosis, en las líneas de trigo y cebada se comprobó que existen genotipos que produjeron en D. noxia un efecto antibiótico afectando sus parámetros biológicos y poblacionales. Las DHR de trigo y cebada, en las que el áfido alargó el período pre-reproductivo, condicionaron al mismo tiempo una menor longevidad y fecundidad. Estos dos últimos parámetros fueron menores inclusive que en los áfidos criados sobre el padre tolerante, evidenciándose herencia transgresiva. Se observó además que los genotipos de trigo por otro lado, indujeron un aumento de la tasa reproductiva diaria (Md), condicionando una herencia transgresiva no benéfica, dado que la mayoría registró una mayor producción de ninfas/día, superior al padre susceptible. De manera similar, la tasa de incremento poblacional rm, no se vio disminuida significativamente por lo que se infiere que el mayor aporte a la producción de ninfas ocurre en los primeros días del período reproductivo. El mayor efecto antibiótico de las líneas de trigo sobre el PRT, se tradujo en una menor longevidad y por ende en una menor producción de ninfas totales (fecundidad). Con respecto a los progenitores de trigo empleados, condicionaron un comportamiento diferencial en los distintos parámetros evaluados en los áfidos criados en éstos. Así para la tasa reproductiva diaria, la longevidad y fecundidad no se observaron diferencias entre Tirintella y Pico, mientras que para la tasa rm y el período pre-reproductivo, Pico se comportó como el progenitor más antibiótico. Las líneas DHR de cebada condicionaron un período pre-reproductivo similar al obtenido en los genotipos de trigo, entre 9 a 11 días, con un leve efecto antibiótico sobre el PRT. Entre un 20 a 25% de las DHR de cebada indujeron en el áfido un efecto antibiótico a través de una menor longevidad, fecundidad total, y de las tasas Md y rm. Por otro lado, no se evidenciaron diferencias entre los progenitores de cebada empleados en el estudio. Con relación al estudio de la agresividad del PRT sobre las DHR de trigo y cebada, se identificaron distintos tipos de tolerancia de los genotipos frente a la injuria de D. noxia. En las DHR de trigo se observó una disminución del Área Foliar (AF), del Peso Fresco (PF) y del Contenido Total de Clorofila (CTC), sin embargo se incrementó el Peso Seco (PS) por lo que se infiere que fue el metabolismo del agua el más afectado en dichos genotipos. Al comparar los progenitores Tirintella y Pico, para el AF y el CTC se comportaron de manera similar, mientras que para los PF y PS, Pico fue más tolerante. Dada las diferencias entre los padres, las DHR segregaron mostrando respuestas similares a uno u otro progenitor o evidenciando herencia transgresiva, superando al padre tolerante o al susceptible. Las DHR de cebada resultaron más tolerantes al daño del PRT que el trigo, observándose en alguna de ellas un incremento del AF, del PF, el PS y el CTC luego de la infestación, por lo tanto hay líneas más tolerantes al PRT que en trigo. Para el estudio de la composición biotípica de D. noxia en Argentina, se realizaron ensayos de campo y de laboratorio, utilizando 18 cultivares diferenciales de trigo portadores de genes de resistencia (Dn1, Dn2, dn3, Dn4, Dn5 y Dn7) y líneas Novel provenientes del CIMMYT (México) de las cuales se desconoce la fuente de resistencia. Se utilizaron como testigos tolerantes los cultivares CItr2401 y Synthetic y como testigo susceptible el cultivar Seri. A los 21 y 51 días de la infestación con PRT, se determinó el nivel de daño por el grado de clorosis y de enrollamiento foliar. En laboratorio se evaluó la no preferencia de los cultivares de trigo seleccionados frente al PRT, el nivel de daño foliar y se midió la diferencia del Peso Fresco, Peso Seco y Contenido Total de Clorofila, entre los Testigos sin infestación y los infestados con el PRT. A los 21 días en condiciones de campo, las líneas 14 y 1 (Noveles) presentaron el mejor comportamiento, desconociéndose sus genes de resistencia. Los cultivares portadores de Dn2 y Dn7 resultaron con un alto nivel de tolerancia, mientras que Dn1 y dn3 fueron moderadamente tolerantes y las portadoras de Dn4 y Dn5 muy dañados por las poblaciones Argentinas de PRT. A los 51 días sólo Dn7 y las líneas 14 y 1 mantuvieron un comportamiento de tolerancia al áfido. Se infiere que en el país se encontrarían los biotipos 1, 2* y 5*, estos dos últimos con características diferentes a los identificados en EE.UU. Por lo cual los cultivares mejorados en otros países, pueden comportarse como susceptibles frente a las poblaciones locales del PRT que son características de cada región. Si bien dos de la líneas Novel desarrolladas por el CIMMYT, podrían ser incorporadas en planes de mejora del cultivo de trigo en Argentina, los cultivares deberían ser desarrollados en nuestras condiciones de cultivo y con las poblaciones nativas de D. noxia. A partir de los resultados obtenidos se concluye que en Argentina, el PRT presenta como estrategia reproductiva la partenogénesis facultativa, a través de la cual a partir de un clon proveniente de una única hembra adulta, se originan en distintas proporciones, hembras partenogenéticas y sexuadas. Dicha variabilidad intraclonal se observó en todas las poblaciones estudiadas y le permitiría a D. noxia liberar variabilidad genética, que le otorga al áfido una gran capacidad de adaptación a distintos ambientes, y a generar biotipos capaces de dañar cereales mejorados con diferentes genes de resistencia. La coexistencia de más de un biotipo en las poblaciones Argentinas del PRT, a pesar de no existir una presión de selección por la siembra de grandes extensiones con un único gen de resistencia, estaría indicando que D. noxia es un áfido que se encuentra en una permanente evolución como producto de su variabilidad genética.

Los cultivos agrícolas se ven expuestos a adversidades de diferentes orígenes, ya sean bióticos o abióticos. En los sistemas extensivos e intensivos de la Región Pampeana Argentina (centro norte) los áfidos representan una importante limitante ya sea en cultivos de cereales u hortícolas. El manejo de las poblaciones de estos insectos se realiza principalmente mediante el uso de insecticidas de síntesis orientando las acciones hacia la eliminación del insecto blanco que se intenta controlar. Se considera al cultivo aislado del ecosistema y por lo tanto del resto de los elementos que lo conforman. El manejo integrado de plagas (MIP) se presenta como una alternativa viable que posibilita la obtención de altos rendimientos compatibles con la sustentabilidad del sistema. Dentro del MIP una estrategia difundida con mayor énfasis en los últimos años, es el Control Biológico mediante la utilización de hongos entomopatógenos. En este grupo de agentes de control biológico, los Hongos Entomophthorales son importantes antagonistas de áfidos en condiciones de campo y presentan un alto potencial para su utilización en estrategias de Control Biológico Conservativo (CBC). Sin embargo, un profundo conocimiento de la biología y ecología de estos organismos es necesario para respaldar la toma de decisiones que permitan potenciar su uso en estrategias de MIP. Los objetivos de este trabajo de tesis se basaron fundamentalmente en la identificación y caracterización de los hongos entomophthorales como factores de mortalidad de los áfidos, en la determinación de los niveles de infección en cada cultivo y en el estudio de los factores que favorecen o inhiben su actividad en condiciones de campo. Además, se consideró el estudio de la vegetación de crecimiento espontáneo presente en los bordes de los cultivos para su posible inclusión en estrategias de CBC de áfidos en agroecosistemas de la región pampeana argentina. Se registraron cuatro especies de hongos Entomophthorales entomopatógenos, infectando áfidos en cultivos de cereales, hortícolas y en la vegetación aledaña a los cultivos. Las identificaciones fueron realizadas por métodos de taxonomía clásica y molecular. La especie más prevalente fue Pandora neoaphidis (Remaudière & Hennebert) Humber, seguido por Zoophthora radicans (Brefeld) Batko, Entomophthora planchoniana Cornu y Neozygites fresenii (Nowakowski) Remaudière & Keller (Neozygitales: Neozygitaceae). Se registraron prevalencias de E. planchoniana y de P. neoaphidis de hasta el 98.1 (n=3212) y 90.2 % (n=278) en cultivos de pimiento y de trigo respectivamente; mientras que infecciones causadas por Z. radicans alcanzaron el 63.7% (n=270) en áfidos en cultivo de trigo. Asimismo se registraron hongos patógenos de áfidos en la vegetación no cultivada presente en los bordes de los cultivos. Pandora neoaphidis fue la especie prevalente alcanzando un nivel de infección de 73.9% (n=88) en Hypermyzus carduellinus (Theobald) sobre la planta sustrato Sonchus oleraceus (L). En relación a los factores bióticos o abióticos que influencian el desarrollo de las micosis en estos insectos, se logró determinar que en algunos casos la densidad de la población hospedadora fue un factor determinante para el desarrollo de epizootias, mientras que en otros no hubo asociación entre estas variables. Se observaron diferencias en las infecciones entre los estados de desarrollo de los áfidos, siendo mayor el riesgo de infección de ninfas en comparación con el riesgo de infección de adultos ápteros y de adultos alados. Asimismo se detectó la presencia de parasitoides y depredadores en simultáneo con la ocurrencia de infecciones fúngicas sin haber sido registradas infecciones en estos enemigos naturales. Por otro lado, infecciones fúngicas se desarrollaron aún con aplicaciones de agroquímicos, lo que permite suponer que los activos de síntesis no inhibieron por completo la transmisión de los hongos entomopatógenos. En cuanto a la estacionalidad, se observaron infecciones fúngicas en todas las estaciones del año, siendo más predominantes en otoño-invierno. Las temperaturas relativamente bajas y los porcentajes de humedad altos propiciaron la transmisión de los hongos patógenos a los insectos “blanco” sanos. Importantes epizootias de P. neoaphidis y de E. planchoniana fueron registradas en cultivos de pimiento, berenjena, trigo y en plantas de crecimiento espontáneo presente en los bordes de los cultivos. En algunos cultivos, en determinados momentos, las infecciones fúngicas lograron reducir las poblaciones de áfidos por debajo del umbral de daño económico. La ocurrencia y los niveles de infección fúngica de hongos entomophthorales permiten inferir que podrían ser utilizados en programas de MIP. La predicción de los momentos en que se presentan podría constituir una herramienta útil en la toma decisiones en programas de manejo sustentable de las poblaciones de áfidos lo cual contribuiría a establecer buenas prácticas agrícolas que tiendan a la sustentabilidad de los sistemas productivos, permitiendo la protección y la integridad de los recursos naturales, siendo rentables para el productor para contribuir al crecimiento económico y el bienestar de la sociedad.

A pesar de los beneficios a corto plazo que se obtienen al utilizar insecticidas sintéticos convencionales para el control de plagas agrícolas, su uso continuo puede generar varios problemas a largo plazo (contaminación ambiental, eliminación de entomofauna benéfica, selección de individuos resistentes y daños a la salud humana). Esta situación lleva a una búsqueda permanente de métodos alternativos de control. En la presente Tesis se analizó la resistencia de cultivares de Medicago sativa L., la actividad insecticida, el efecto sobre la reproducción y la actividad repelente de los aceites esenciales de Eucalyptus globulus Labill. y de Mentha x piperita L. en adultos de Acyrthosiphon pisum H., Aphis craccivora K. y Therioaphis trifolii M. (Hemiptera: Aphididae). En 23 cultivares de M. sativa se evaluaron la resistencia por antixenosis y por antibiosis y la tolerancia. Los cultivares ACA 605, Brava y CW 194 resultaron antixénoticos. Los cultivares CW 194, CW 1010, EBC 90, Pampa Flor, Sirosal y Venus, poseen resistencia por antibiosis. Finalmente, Carmina, CW 194, CW 830 y SPS 6550 fueron altamente tolerantes al ataque de estos áfidos. La actividad insecticida de los aceites esenciales de E. globulus y de M. x piperita se evaluó a través de ensayos de inmersión propuestos por la FAO y por exposición a hojas tratadas. Los aceites esenciales de E. globulus y de M. x piperita producen toxicidad por inmersión y por contacto. El efecto subletal de los aceites esenciales fue evaluado utilizando el método de inmersión de hoja. Ambos aceites disminuyeron la progenie en las tres especies de áfidos evaluadas. Por otra parte, el efecto repelente se analizó mediante una prueba de elección foliar. Ambos aceites produjeron un efecto repelente en adultos de A. pisum, A. craccivora y T. trifolii. En consecuencia, los cultivares resistentes y los aceites esenciales de E. globulus y de M. x piperita tienen una potencial aplicación como herramientas dentro del manejo integrado de plagas. / Although the use of synthetic insecticides is really advantageous for the control of agricultural pests at short periods, their continuous use can generate several longterm problems (environmental contamination, elimination of beneficial entomofauna, generation of resistance and damage to human health). This situation leads to a permanent search for alternative methods of control. In this thesis were assessed the resistance of cultivars of Medicago sativa L., the insecticidal activity, the effect on the reproduction and the repellent activity of essential oils of Eucalyptus globulus Labill. and Mentha x piperita L. on adults of Acyrthosiphon pisum H., Aphis craccivora K. and Therioaphis trifolii M. (Hemiptera: Aphididae). Twenty-three cultivars of M. sativa were evaluated for their antixenosis and antibiosis resistance and tolerance. Cultivars ACA 605, Brava and CW 194 were antixenotic. Cultivars CW 194, CW 1010, EBC 90, Pampa Flor, Sirosal and Venus, had resistance by antibiosis. Finally, Carmina, CW 194, CW 830 and SPS 6550 were highly tolerant to the attack of these aphids. The insecticidal activity of both essential oils was evaluated through two methods: toxicity by inmersion using the FAO dip test protocol and exposition to a pretreated leaf. Essential oils of E. globulus and M. x piperita produced toxicity by inmersion and by contact. The sublethal effect of essential oils on reproduction was evaluated using the leaf-dipping method. Both essential oils decreased progeny production of all the three aphid species evaluated. On the other hand, the repellent effect was analyzed by foliar choice test. Both oils produced a repellent effect on adults of A. pisum, A. craccivora and T. trifolii. Therefore, M. sativa resistance cultivars and essential oils of E. globulus and M. x piperita have potential applications for integrated management of this pest.