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EDNA PAOLA BECERRA ESPAÑOL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

Progress in Biological Control, 2012, Volume 14, 75-88,
ARTHROPOD-PLANT INTERACTIONS. Félix Ortego

              Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Colombia. 2012
Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
Periodo    Millones de               Tipo de insectos                                 Descripción
                 años
Devoniano     410 Mya            Primeros insectos sin alas, Alimento material en
                                 Terrestres o                descomposición
                                 semiacuaticos

Carbonífero   355 -290           Insectos alados                           Alimento de fluidos de tejidos
                                 Primeros fitófagos                        de plantas
                                 Primer registro fósil de un               Y primer
                                 insecto masticador                        masticador
                                 (ancestro Orthoptera)
Pérmico       290 – 250          Extinción de los anteriores Aparecen Thysanoptera y
                                                             Hemíptera
Triásico      250 – 205          Ordenes de insectos                       Colonizan Gimnospermas
Jurasico      205 -145           modernos Col, Dip, Hym,                   Se especializan en ser
                                 Lep,                                      minadores, forman agallas y
                                                                           madera
Cretáceo      145 -65            radiación                                 Angiospermas dominan el
                                                                           ambiente terrestre

                         Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
   Propuesta de evolución de
    Condylognatha, mostrando las
    relaciones entre los principales
    infraórdenes de Hemíptera y el
    orden Thysanoptera.

   Los principales infraórdenes
    que se alimentan de savia son
    Auchenorrhyncha y
    Sternorrhyncha
   Phylum: Arthropoda
    Subphylum: Hexapoda
    Clase: Insecta
    Subclase: Pterygota
    Division: Neoptera
    Subdivision: Paraneoptera
    Superorden: Condylognatha
    Orden Thysanoptera - Hemiptera



                                            Silva et al., 2004)
                           Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
http://www.flickr.com/photos/24085570@N04/2290341310/   Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
   Calidad en la dieta: Proteínas y
    Carbohidratos


Plantas =    Bajo cont proteínas
            Alto cont carbohidratos


   Aminoácidos: varían dependiendo
    la especie = (diferencias
    nutricionales para el insecto)


                    Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
   Hipótesis: El proceso digestivo se relaciona con la
    posición filogenética y hábitos dietarios resultado
    de la adaptación de insectos ancestrales a un tipo
    particular de alimento.



Matriz extracelular formada por :
                            Intestino medio
 Proteínas
 Quitina                   Alrededor del bolo
 Proteoglicanos            alimenticio


                Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
1.   Protección contra partículas abrasivas

2.   Compartimentalización para incrementar la
     eficiencia de la digestión de proteínas y
     carbohidratos

3.   Barrera para microorganismos


              Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
European corn borer (ECB; (Ostrinia nubilalis, Lepidoptera: Crambidae)) larvae
(third instar) fed 0.05% w/w wheat germ agglutinin (WGA) (Germen de trigo)




Microscopía del mesenteron (seccion transversal) tercer estadio del ECB. (A) mesenteron de las
larvas control que muestra la membrana peritrófica (PM) y fragmentos celulares de las plantas en
células epiteliales del IM (x 80). PC, fragmento de célula, mg, intestino medio. (B) válvulas de
estomodeo de larvas alimentadas con WGA mostrando PM en el lumen del intestino vacío y las
células epiteliales relativamente pequeñas (x 80).
      Harper et al.,1998)   Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
Fluorescein isothiocyanate (FITC)-chitin-
                                                                 binding domain (CBD) probe-coupled
                                                                 fluorescence detection of chitin in the
                                                                 PM of an M. alternatus adult.



(a) tracto digestivo de adulto (b) tipo I PM. (c) micrografía electrónica de barrido
de la MP . (d) micrografía electrónica de la PM mostrando múltiples capas

 Kabir et al., 2012 (In press)   Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
 Membrana en el intestino medio
 Lipoproteínas
 El intestino medio no esta en contacto con
 los fluidos ingeridos

 El principal problema de los insectos
 chupadores es la baja concentración de a.a
 esénciales y el alto contenido de sacarosa en
 la savia
            Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
Mehrabadia et al, 2012   Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
Mehrabadia et al, 2012


El V1 tiene células columnares con núcleos basales y PMMs. El V2 muestra células
cilíndricas con núcleo en el centro de las células y una gran cantidad PMMs que se
extienden hacia lumen. En la parte distal de V2 hacia el V3, las células del epitelio se
organizan de tal manera para formar un lumen estrecho. Las mismas células están
presentes en el V3 pero con menos PMMs vistos en V1-V2. El V4 tiene también células
columnares del epitelio sin PMMs. Bacterias simbiontes se encuentran en V4. El recto (R)
células vacuolares.       Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
    Bacteria simbionte: Genero Buchnera

          Bacteriocitos (células)

      a.a. son absorbidos por
      la M. perimicroviliar
                                                                   Usa a.a. no esenciales y
      por simporte K+                                              sintetiza a.a. esenciales


          En Acyrthosiphon pisum (Hemiptera: Aphididae ) la presión
           osmótica de la savia ingerida es reducida por α glucosidasas :
           catalizan la liberación de sacarosa (dis) e incorporación de
           glucosa (mono) excretando melaza           http://micro.cornell.edu/cals/micro/research/labs/angert-
Paola Becerra. Maestría en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012   lab/spanish-genomes-2.cfm
    Absorción de aminoácidos

           Inmovilizar enzimas hidroliticas

           Digestión de polímeros en Hemiptera que se alimentan de
            semillas
    Quesada gigas (Hemiptera: Cicadidae)
    Plaga café




A) Detail of the apex of a V3 cell. Note perimicrovillar membranes
(PMM, arrows). B) Immunocytochemical localization of membrane-
bound α-glucosidase inmidgut cells. Note arrows and arrow heads
pointing to perimicrovillarmembranes close to microvilli.
                                                                     Fonseca et al., 2010
Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  Los fitófagos han adaptado su sistema digestivo
     por:
  1. Síntesis de enzimas digestivas especificas
  2. Regulación de la síntesis de isoenzimas


      La expresión para la síntesis y niveles de proteasa en
      algunas especies depende del hospedero y la
      calidad y cantidad de alimento



Las serín proteasas son hidrolasas que degradan
enlaces peptídicos de péptidos y proteínas y que
poseen en su centro activo un aminoácido de
serina esencial para la catálisis enzimática. Esta
clase de enzimas incluye a la tripsina,
quimotripsina, subtilisina
                                                                                     http://es.wikipedia.org/wiki/
                      Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
 Incremento de la actividad proteasa = dieta
 con bajo nivel de proteina

 Para hacer mas eficiente el uso de esa
 proteína limitada o escasa




            Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
 En el lumen determina las condiciones optimas
  para la actividad enzimática y cantidad de
  nutrientes que pueden ser digeridos
 La alcalinización del lumen en Lep es producido
  por secreción de K+ desde la hemolinfa
 La acidez en el IM de Diptera se debe a los
  hábitos ancestrales de consumir bacterias
 La acidez en el IM de Hemiptera es debido a la
  presencia de cisteína y proteasas asparticas
             Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
La enzima glucosa oxidasa (GOx) es una oxidorreductasa que
                                               cataliza la oxidación de la glucosa para formar peróxido de
http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa_oxidasa   hidrógeno y D-glucono-δ-lactona. En las células contribuye a
                                               degradar los azúcares hacia sus metabolitos.
Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
1. Las hojas heridas de tomate
   sintetizan prosistemina (200aa)
2. Prosistemina procesada
    proteolíticamente para producir
    sistemina (18aa)
3. Sistemina es liberada de las células
   dañadas en el apoplasto.
4. Sistemina se transporta fuera de la
   hoja herida vía floema.
5. En las células diana, la sistemina
    puede unirse a un sitio en la
    membrana plasmática e iniciar la
    síntesis de ácido Jasmónico que
    tiene efectos de gran alcance.
6. Ácido Jasmónico finalmente activa la
   expresión de los genes que codifican
   para INHIBIDORES DE PROTEASA
   (PIN)
                         Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
   Las plantas al bloquear la síntesis de proteasas
    intestinales (enzimas que rompen los enlaces
    peptídicos de las proteínas) , frenan el crecimiento y
    provocan la muerte por ayuno.


   Los inhibidores de proteasas bloquean las proteasas
    de serina, cisteína y aspartato (a.a), así como a las
    carboxipeptidasas (enzimas q catalizan hidrólisis de
    enlaces peptidicos)

                 Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
Algunos insectos recurren a estrategias
diversas para eludir la defensa vegetal:

   incrementan su actividad proteolítica
   inducen enzimas proteolíticas insensibles a los inhibidores de
    proteasas
    expresan proteasas que degradan específicamente a los
    inhibidores de proteasas producidos por las plantas y para las
    cuales no tiene inhibidores.

   Como resultado de la coevolución, los insectos herbívoros se
    han adaptado a las defensas de las plantas.
                   Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
son metabolitos secundarios
                                                                                      de las plantas, fenólicos, no
                                                                                      nitrogenados, solubles en
Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012   agua
•La habilidad de regular la expresión genética de enzimas digestivas
permite al insecto superar la defensa de las plantas y minimizar el
costo metabólico asociado a su producción.

•Es necesario estudiar a nivel genético la interacción planta –insecto
incluyendo esas adaptaciones del intestino del insecto a la herbivoría.

                   Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
   En los insectos se han presentado adaptaciones morfológicas
    en el intestino y fisiológicas por producción de enzimas para
    degradar y asimilar los nutrientes

   Por coevolucion los insectos herbívoros y las plantas han
    desarrollado mecanismos de defensa.

   Los mecanismos de defensa de insectos contra sustancias
    defensa de las plantas se basa en la regulación de la expresión
    de genes dependiendo el tipo de alimento o tipo de sustancia
    de defensa ingerida.

                   Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
   M. S. Harper 1, T. L. Hopkins 1, T. H. Czapla 2 . Effect of wheat germ agglutinin on formation and
    structure of the peritrophic membrane in European corn borer (Ostrinia nubilalis) larvae. Tissue & Cell,
    1998 30 (2) 166-176

   Kabir, K.E., et al., Fluorescein-5 isothiocyanate conjugated-chitin-binding domain probe (FITC-CBD)-
    coupled detection of chitin in the peritrophic membrane of Monochamus alternatus..., J. Asia Pac.
    Entomol. (2012),

   Carlos P. Silvaa, Jose´ R. Silvaa, Fa´bio F. Vasconcelosa, Marı´lvia D.A. Petretskia,
    Renato A. DaMattab, Alberto F. Ribeiroc, Walter R. Terrad,. Occurrence of midgut perimicrovillar
    membranes in paraneopteran insect orders with comments on their function and evolutionary
    significance. Arthropod Structure & Development 33 (2004) 139–148Micron 43 (2012) 631–637


    Mohammad Mehrabadia, Ali R. Bandania,∗, Morteza Allahyarib, Jose E. Serrãoc
. The Sunn pest, Eurygaster integriceps Puton (Hemiptera: Scutelleridae) digestive
tract: Histology, ultrastructure and its physiological significance. Micron 43 (2012) 631–637

   Fábio V. Fonseca a, José R. Silva b, Richard I. Samuels c, Renato A. DaMatta d, Walter R. Terra e, Carlos
    P. Silva f, Comparative Biochemistry and Physiology, Part B 155 (2010) 20–25
Purification and partial characterization of a midgut membrane-bound α-glucosidase
from Quesada gigas (Hemiptera: Cicadidae)

                             Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
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  • 1. EDNA PAOLA BECERRA ESPAÑOL UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Progress in Biological Control, 2012, Volume 14, 75-88, ARTHROPOD-PLANT INTERACTIONS. Félix Ortego Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Colombia. 2012
  • 2. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 3. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 4. Periodo Millones de Tipo de insectos Descripción años Devoniano 410 Mya Primeros insectos sin alas, Alimento material en Terrestres o descomposición semiacuaticos Carbonífero 355 -290 Insectos alados Alimento de fluidos de tejidos Primeros fitófagos de plantas Primer registro fósil de un Y primer insecto masticador masticador (ancestro Orthoptera) Pérmico 290 – 250 Extinción de los anteriores Aparecen Thysanoptera y Hemíptera Triásico 250 – 205 Ordenes de insectos Colonizan Gimnospermas Jurasico 205 -145 modernos Col, Dip, Hym, Se especializan en ser Lep, minadores, forman agallas y madera Cretáceo 145 -65 radiación Angiospermas dominan el ambiente terrestre Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 5. Propuesta de evolución de Condylognatha, mostrando las relaciones entre los principales infraórdenes de Hemíptera y el orden Thysanoptera.  Los principales infraórdenes que se alimentan de savia son Auchenorrhyncha y Sternorrhyncha  Phylum: Arthropoda Subphylum: Hexapoda Clase: Insecta Subclase: Pterygota Division: Neoptera Subdivision: Paraneoptera Superorden: Condylognatha Orden Thysanoptera - Hemiptera Silva et al., 2004) Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 6. http://www.flickr.com/photos/24085570@N04/2290341310/ Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 7. Calidad en la dieta: Proteínas y Carbohidratos Plantas = Bajo cont proteínas Alto cont carbohidratos  Aminoácidos: varían dependiendo la especie = (diferencias nutricionales para el insecto) Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 8. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 9. Hipótesis: El proceso digestivo se relaciona con la posición filogenética y hábitos dietarios resultado de la adaptación de insectos ancestrales a un tipo particular de alimento. Matriz extracelular formada por : Intestino medio  Proteínas  Quitina Alrededor del bolo  Proteoglicanos alimenticio Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 10. 1. Protección contra partículas abrasivas 2. Compartimentalización para incrementar la eficiencia de la digestión de proteínas y carbohidratos 3. Barrera para microorganismos Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 11. European corn borer (ECB; (Ostrinia nubilalis, Lepidoptera: Crambidae)) larvae (third instar) fed 0.05% w/w wheat germ agglutinin (WGA) (Germen de trigo) Microscopía del mesenteron (seccion transversal) tercer estadio del ECB. (A) mesenteron de las larvas control que muestra la membrana peritrófica (PM) y fragmentos celulares de las plantas en células epiteliales del IM (x 80). PC, fragmento de célula, mg, intestino medio. (B) válvulas de estomodeo de larvas alimentadas con WGA mostrando PM en el lumen del intestino vacío y las células epiteliales relativamente pequeñas (x 80). Harper et al.,1998) Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 12. Fluorescein isothiocyanate (FITC)-chitin- binding domain (CBD) probe-coupled fluorescence detection of chitin in the PM of an M. alternatus adult. (a) tracto digestivo de adulto (b) tipo I PM. (c) micrografía electrónica de barrido de la MP . (d) micrografía electrónica de la PM mostrando múltiples capas Kabir et al., 2012 (In press) Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 13. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 14.  Membrana en el intestino medio  Lipoproteínas  El intestino medio no esta en contacto con los fluidos ingeridos El principal problema de los insectos chupadores es la baja concentración de a.a esénciales y el alto contenido de sacarosa en la savia Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 15. Mehrabadia et al, 2012 Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 16. Mehrabadia et al, 2012 El V1 tiene células columnares con núcleos basales y PMMs. El V2 muestra células cilíndricas con núcleo en el centro de las células y una gran cantidad PMMs que se extienden hacia lumen. En la parte distal de V2 hacia el V3, las células del epitelio se organizan de tal manera para formar un lumen estrecho. Las mismas células están presentes en el V3 pero con menos PMMs vistos en V1-V2. El V4 tiene también células columnares del epitelio sin PMMs. Bacterias simbiontes se encuentran en V4. El recto (R) células vacuolares. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 17. Bacteria simbionte: Genero Buchnera Bacteriocitos (células) a.a. son absorbidos por la M. perimicroviliar Usa a.a. no esenciales y por simporte K+ sintetiza a.a. esenciales  En Acyrthosiphon pisum (Hemiptera: Aphididae ) la presión osmótica de la savia ingerida es reducida por α glucosidasas : catalizan la liberación de sacarosa (dis) e incorporación de glucosa (mono) excretando melaza http://micro.cornell.edu/cals/micro/research/labs/angert- Paola Becerra. Maestría en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012 lab/spanish-genomes-2.cfm
  • 18. Absorción de aminoácidos  Inmovilizar enzimas hidroliticas  Digestión de polímeros en Hemiptera que se alimentan de semillas Quesada gigas (Hemiptera: Cicadidae) Plaga café A) Detail of the apex of a V3 cell. Note perimicrovillar membranes (PMM, arrows). B) Immunocytochemical localization of membrane- bound α-glucosidase inmidgut cells. Note arrows and arrow heads pointing to perimicrovillarmembranes close to microvilli. Fonseca et al., 2010
  • 19. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 20.  Los fitófagos han adaptado su sistema digestivo por: 1. Síntesis de enzimas digestivas especificas 2. Regulación de la síntesis de isoenzimas La expresión para la síntesis y niveles de proteasa en algunas especies depende del hospedero y la calidad y cantidad de alimento Las serín proteasas son hidrolasas que degradan enlaces peptídicos de péptidos y proteínas y que poseen en su centro activo un aminoácido de serina esencial para la catálisis enzimática. Esta clase de enzimas incluye a la tripsina, quimotripsina, subtilisina http://es.wikipedia.org/wiki/ Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 21.  Incremento de la actividad proteasa = dieta con bajo nivel de proteina  Para hacer mas eficiente el uso de esa proteína limitada o escasa Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 22.  En el lumen determina las condiciones optimas para la actividad enzimática y cantidad de nutrientes que pueden ser digeridos  La alcalinización del lumen en Lep es producido por secreción de K+ desde la hemolinfa  La acidez en el IM de Diptera se debe a los hábitos ancestrales de consumir bacterias  La acidez en el IM de Hemiptera es debido a la presencia de cisteína y proteasas asparticas Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 23. La enzima glucosa oxidasa (GOx) es una oxidorreductasa que cataliza la oxidación de la glucosa para formar peróxido de http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa_oxidasa hidrógeno y D-glucono-δ-lactona. En las células contribuye a degradar los azúcares hacia sus metabolitos.
  • 24. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 25. 1. Las hojas heridas de tomate sintetizan prosistemina (200aa) 2. Prosistemina procesada proteolíticamente para producir sistemina (18aa) 3. Sistemina es liberada de las células dañadas en el apoplasto. 4. Sistemina se transporta fuera de la hoja herida vía floema. 5. En las células diana, la sistemina puede unirse a un sitio en la membrana plasmática e iniciar la síntesis de ácido Jasmónico que tiene efectos de gran alcance. 6. Ácido Jasmónico finalmente activa la expresión de los genes que codifican para INHIBIDORES DE PROTEASA (PIN) Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 26. Las plantas al bloquear la síntesis de proteasas intestinales (enzimas que rompen los enlaces peptídicos de las proteínas) , frenan el crecimiento y provocan la muerte por ayuno.  Los inhibidores de proteasas bloquean las proteasas de serina, cisteína y aspartato (a.a), así como a las carboxipeptidasas (enzimas q catalizan hidrólisis de enlaces peptidicos) Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 27. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 28. Algunos insectos recurren a estrategias diversas para eludir la defensa vegetal:  incrementan su actividad proteolítica  inducen enzimas proteolíticas insensibles a los inhibidores de proteasas  expresan proteasas que degradan específicamente a los inhibidores de proteasas producidos por las plantas y para las cuales no tiene inhibidores.  Como resultado de la coevolución, los insectos herbívoros se han adaptado a las defensas de las plantas. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 29. son metabolitos secundarios de las plantas, fenólicos, no nitrogenados, solubles en Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012 agua
  • 30. •La habilidad de regular la expresión genética de enzimas digestivas permite al insecto superar la defensa de las plantas y minimizar el costo metabólico asociado a su producción. •Es necesario estudiar a nivel genético la interacción planta –insecto incluyendo esas adaptaciones del intestino del insecto a la herbivoría. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 31. En los insectos se han presentado adaptaciones morfológicas en el intestino y fisiológicas por producción de enzimas para degradar y asimilar los nutrientes  Por coevolucion los insectos herbívoros y las plantas han desarrollado mecanismos de defensa.  Los mecanismos de defensa de insectos contra sustancias defensa de las plantas se basa en la regulación de la expresión de genes dependiendo el tipo de alimento o tipo de sustancia de defensa ingerida. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 32. M. S. Harper 1, T. L. Hopkins 1, T. H. Czapla 2 . Effect of wheat germ agglutinin on formation and structure of the peritrophic membrane in European corn borer (Ostrinia nubilalis) larvae. Tissue & Cell, 1998 30 (2) 166-176  Kabir, K.E., et al., Fluorescein-5 isothiocyanate conjugated-chitin-binding domain probe (FITC-CBD)- coupled detection of chitin in the peritrophic membrane of Monochamus alternatus..., J. Asia Pac. Entomol. (2012),  Carlos P. Silvaa, Jose´ R. Silvaa, Fa´bio F. Vasconcelosa, Marı´lvia D.A. Petretskia, Renato A. DaMattab, Alberto F. Ribeiroc, Walter R. Terrad,. Occurrence of midgut perimicrovillar membranes in paraneopteran insect orders with comments on their function and evolutionary significance. Arthropod Structure & Development 33 (2004) 139–148Micron 43 (2012) 631–637  Mohammad Mehrabadia, Ali R. Bandania,∗, Morteza Allahyarib, Jose E. Serrãoc . The Sunn pest, Eurygaster integriceps Puton (Hemiptera: Scutelleridae) digestive tract: Histology, ultrastructure and its physiological significance. Micron 43 (2012) 631–637  Fábio V. Fonseca a, José R. Silva b, Richard I. Samuels c, Renato A. DaMatta d, Walter R. Terra e, Carlos P. Silva f, Comparative Biochemistry and Physiology, Part B 155 (2010) 20–25 Purification and partial characterization of a midgut membrane-bound α-glucosidase from Quesada gigas (Hemiptera: Cicadidae) Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012
  • 33. Paola Becerra. Maestria en Ciencias Agrarias. Universidad nacional de Colombia 2012

Notas del editor

  1. Resumen. Barrenador del maíz europeo (BCE; Ostrinia nubilalis (Hübner)) larvas (tercer estadio) alimentados con 0.05% w / w de aglutinina de germen de trigo (WGA) en su dieta durante 72 horas mostraron un aumento muy pequeño en el peso corporal, mientras que el peso de las larvas de control casi se cuadruplicó. los estudios de microscopía electrónica de transmisión mostró que la morfología de la membrana peritrófica (PM) cambió a las 24 h después de larvas BCE alimentados con la dieta de WGA. Considerando que la PM en el región anterior del intestino medio era una estructura delgada membranosa en el control de las larvas, las larvas alimentadas con WGA-secretada un PM de múltiples capas y no organizado incrustadas que contenía partículas de alimentos, bacterias, y piezas de desintegración microvellosidades. Marcado con oro Ventajas WGA localiza específicamente en el PM y microvellosidades. El primer WGA alimentados con larvas fue inundado con coloración oscura estructuras amorfas que, cuando se incuba con anticuerpos anti-Ventajas WGA, mostró gran Ventajas de WGA localización. La etiqueta anticuerpo indica que la mayor parte de la ingestión de WGA se encontró en la PM, con cantidades menores en la superficie microvillar y la menor cantidad dentro del epitelio. Después de 72 h, la porción media del mesenteron reveló un PM delgada y compacta en las larvas de control, mientras que el PM de las larvas alimentadas con WGA-era multicapa y discontinua, lo que permitió la pared celular vegetal-fragmentos de penetrar en las microvellosidades del epitelio. Microscopía electrónica de barrido de MO del quinto estadio las larvas alimentadas con la dieta BCE WGA reveló una ruptura de la malla quitinosa a las 48 h después del inicio de la alimentación. La superficie endo-PM de las larvas de control era lisa e intacta, mientras que el PM de WGA-larvas alimentadas mostraron desintegración de la malla y una matriz proteica reducida. Estas bacterias y partículas de alimentos permitidos para penetrar a través de la PM en el espacio ectoperitrophic y en contacto directo con las microvellosidades. Por lo tanto, WGA, un inhibidor de la proteína del crecimiento de las larvas, interfiere con la formación y la integridad de la PM, que expone el borde en cepillo de material ingerido. Esto, a su vez, parece estimular la secreción de capas adicionales de PM, la desintegración concomitante de las microvellosidades, y cese de la alimentación.
  2. (a) A digital photograph of the digestive tract of an adult individual of Monochamus alternatus. (b) A magnified microphotograph representing type-I PM. (c) A scanning electron micrograph of the peritrophic membrane of an adult individual of Monochamus alternatus, 15 kv, ×95, 100 μm. (d) An electron micrograph of the excised PM showing its multi-layered structure, 15 kv, ×70, 100 μ m. Abbreviations: fg, foregut; mg, midgut; hg, hindgut; m1, anterior midgut; m2, mid-midgut; m3, posterior midgut; mt, malphighian tubules; pm, peritrophic membrane; mge, midgut epithelium; fb, food.
  3. Adult of E. integriceps (A) and its pooled digestive tract (B), showing the first (V1), second (V2), third (V3) and fourth (V4) ventriculus. MI: Malpighian tubules; Re: rectum. Scale bars: 1 mm. Schematic drawn of E. integriceps digestive tract gross morphology and epithelial cells. V1–V4 corresponds to the first, second, third and fourth ventriculus, respectively. The V1 has columnar cells with basal nucleus and PMMs. The V2 shows intensive columnar cells with nucleus at the middle of cells and a large amount of PMMs extending toward lumen. In distal V2 toward the V3, epithelium cells are organized in such way to form a narrow lumen. The same cells are present in the V3 but with less PMMs seen in V1–V2. The V4 has also columnar epithelial cells without PMMs. Bacterial symbionts are present in V4. The rectum (R) has vacuolated cells.
  4. Estas bacterias son simbiontes intracelulares de ciertas especies de áfido. Esta relación mutual entre el áfido y la bacteria desarrolló hace millones de años. Aunque está relacionado con E. coli, Buchnera tiene el tamaño de genoma aproximadamente un séptimo del genoma del E. coli. En una especie de Buchnera, el genoma se compone de 640 cromosomas de kilobase (KB) y de dos plasmids, que codifican los caminos biosintéticos para varios aminoácidos. Se ha demostrado que el número de las copias del genoma en las células de Buchnera está relacionado con la etapa de desarrollo de su áfido anfitrión; mientras que un áfido entra a una edad adulta, el número genomico de copia en las células individuales de Buchnera aumenta. Mientras que el anfitrión agrande, el número genomico de copia en Buchnera disminuye. Se ha propuesto que esta fluctuación en número de copia puede ser debido a la bacteria que se purga de genomas con mutaciones deletéreas, asegurando solamente los cromosomas viables serán transmitidas a la generación siguiente.
  5. Se observó que plantas sanas de tomate expuestas al metil-jasmonato volátil acumulan inhibidores de proteinasas en niveles semejantes a los encontrados en plantas dañadas en ausencia de JA por lo que se sugirió que el JA actuaría coma señal de transducción en la respuesta a lesiones. También se vio que el metil jasmonato volátil liberado por plantas de  Artemisia tridentata ejercía esta misma acción sobre plantas de tomate vecinas, sugiriéndose que la señal se transmitía por el aire. Los compuestos químicos volátiles