Chemical Analysis of Coffee Berry Volatiles That Elicit an Antennal Response From the Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei

Abstract

One of the major obstacles to coffee production worldwide is the damage caused by the coffee berry borer <em>Hypothenemus hampei</em> (Ferrari; Coleoptera: Curculionidae). When searching for host fruits, females are attracted to the volatiles the fruits release. In this study, the volatiles released by the ripe and dry fruits of <em>Coffea arabica</em> and <em>C. canephora</em> were analyzed by gas chromatography-electroantennography (GC-EAD) and identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The areas of the response peaks were analyzed using canonical discriminant analysis. The results of the statistical analysis demonstrated the presence of 4 distinct groups of volatiles released from ripe and dry <em>C. arabica</em> and <em>C. canephora</em>. A few of the most influential compounds in the canonical discriminate analysis also elicited antennal activity (GC-EAD) in the flying female coffee berry borers, specifically 2-heptanone, 2-heptanol, 3-ethyl-4-methylpentanol, phenyl ethyl alcohol, methyl alicylate, and α-copaene. These compounds will be tested in the field to explore the development of a new chemical that is attractive to the borers and can be used in the management of the coffee berry borer <em>H. hampei</em>.

Ecología química de interacciones entre plantas, insectos y controladores naturales de plagas herbívoras

“…Varios estudios han identificado los volátiles emitidos por frutos de café sanos, en diferentes estados de maduración, y se ha encontrado que los frutos maduros emiten mayor cantidad de volátiles que los frutos verdes (Mathieu et al, 1998). Entre los volátiles emitidos por frutos de café se han identificado terpenos, alcoholes, ésteres, aldehídos, cetonas y espiroacetales, entre otros (Cruz-López et al, 2016;Cruz-Roblero & Malo, 2013;Gomes de Lima et al, 2004;Jaramillo et al, 2013;Mathieu et al, 1996;Mathieu et al, 1998;Mendesil et al, 2009;Ortiz et al, 2004). La broca del café ha mostrado atracción a algunos de estos compuestos incluyendo 3-etil-4-metil pentanol, metilciclohexano, nonano, etilbenzeno (Mendesil et al, 2009), benzaldehído, salicilato de etilo (Gomes de Lima et al, 2004), 2 heptanona, 2 heptanol, fenil etil alcohol, salicilato de metilo, α-copaeno (Cruz-Roblero & Malo, 2013), conophtorin, chalcogran (Jaramillo et al, 2013); salicilato de metilo y linalool (Cruz-López et al, 2016).…”

Voláteis de flores de café com etanol e metanol são sinérgicos para a atração de <i>Hypothenemus hampei</i> (Ferrari) em cafezais

“…As poucas estratégias disponíveis para manejo de H. hampei têm sido baseadas, principalmente, no uso de inseticidas sintéticos, tais como aqueles do grupo do endosulfan (DAMON, 2000). Contudo, devido a toxicidade ao homem e poluição do meio ambiente, além do surgimento de casos de resistência de pragas relacionadas a estes produtos (BRUN et al, 1989, BRUN;MARCILLAUD;GAUDICHON, 1994, DAMON, 2000, seu uso foi banido em Estudos mais detalhados têm demonstrado respostas eletrofisiológicas em antenas de fêmeas colonizadoras a alguns compostos presentes nos voláteis de frutos de café (MENDESIL et al, 2009, JARAMILLO et al, 2013ROBLERO;MALO, 2013). Por outro lado, a incorporação destes voláteis em armadilhas não tem resultado em aumentos de capturas da broca-do-café em comparação as obtidas com etanol e metanol (NJIHIA et al, 2014).…”

Idade de fêmeas colonizadoras de Hypothenemus hampei (Ferrari) e sua resposta aos voláteis de flores de café, Coffea arabica L.

“…Giordanengo, Brun e Frérot (1993) demonstraram que voláteis produzidos pelos frutos de café exercem papel importante neste processo. Contudo, embora alguns compostos eletrofisiologicamente ativos nos frutos já tenham sido identificados (MENDESIL et al, 2009, JARAMILLO et al, 2013MALO, 2013), os resultados são ainda conflitantes, existindo lacunas sobre informações da ecologia química de H.…”

“…Dentro de um fruto de café infestado podem ser encontrados diferentes estágios de desenvolvimento do inseto (ovo, larva, pré-pupa, pupa e adultos) (BERGAMIN, 1943). Larvas e adultos são os responsáveis pelas perdas de peso e qualidade dos grãos de café, ao consumirem todos os tecidos da semente e abrirem entrada para microrganismos decompositores do fruto (SPONAGEL, 1994, DAMON, 2002 et al, 1996, MATHIEU;FRÉROT, 1998;ORTIZ et al, 2004, MENDESIL et al, 2009JARAMILLO et al, 2013;ROBLERO;MALO, 2013 06h" 07h" 08h" 09h" 10h" 11h" 12h" 13h" 14h" 15h" 16h" 17h" 18h" %"de"insetos" Horário"do"dia" (KARUNARATNE et al, 2008). Em contraste, alguns estudos têm demonstrado que metil salicilato é um dos compostos que alguns besouros da casca (Scolytinae) utilizam para identificar plantas não hospedeiras e assim evitá-las (HUBER et al, 2000;BYERS;BIRGERSSON, 2004;SHEPHERD et al, 2008;SHEPHERD;SULLIVAN, 2013).…”

“…Em contraste, Jaramillo et al (2013) determinaram que (5S,7S)-conofitorin e 1,6-dioxaspiro[4,5]-decano, frontalin e αpineno são os voláteis eletrofisiologicamente ativos dos frutos de café, sendo que apenas os dois primeiros são atrativos aos insetos. Por fim, Roblero;Malo (2013) verificaram nos voláteis destas estruturas que 2-heptanona, 2-heptanol, 3-etil-4metilpentanol, fenil-etil-álcool, metil salicilato e α-copaeno são eletrofisiologicamente ativos a fêmeas de H. hampei.…”