Top-down control of a herbivore and pathogen by generalist predatory mites on tomato plants

Abstract

The widespread use of pesticides in agriculture poses significant challenges to human health and ecosystems globally. There is therefore a growing need for alternative pest control strategies to reduce pesticide usage. Augmentative biological control, which involves releasing natural enemies into crops to suppress pests, is a promising approach within integrated pest management programs. While there have been successful cases of augmentative biological control, factors such as pesticide use, the selection of natural enemies and plant defence mechanisms can impact its effectiveness. In this thesis, I investigate the use of predatory mites as natural enemies to control two important tomato pests, Bemisia tabaci (whitefly) and Aculops lycopersici (tomato russet mite), as well as the disease caused by Oidium neolycopersici (powdery mildew). The focus is on three species of predatory mites associated with tomato plants: Amblyseius herbicolus, Amblyseius tamatavensis, and Homeopronematus anconai. In Chapter 1, I examine the potential of A. herbicolus and A. tamatavensis to control B. tabaci on tomato plants supplemented with alternative food sources, and evaluate their adaptation to the tomato plant. In Chapter 2, I investigate the population dynamics of A. lycopersici in the presence of A. herbicolus and H. anconai, as well as the ability of H. anconai to mitigate the progression of O. neolycopersici. Based on the results of Chapter 2, I explore the occurrence of reciprocal intraguild predation between A. herbicolus and H. anconai in the last chapter, and investigate the potential impact of this interaction on biological control. I discuss the importance of considering factors such as predator adaptation, plant defence mechanisms (e.g., trichomes), and interactions among predators in optimizing biological control strategies. The findings here can contribute to the development of sustainable pest management practices that reduce pesticide use. Keywords: Biological control. Phytoseiidae. Ionilidae. Whitefly. Tomato russet mite. Powdery mildew.O uso generalizado de pesticidas na agricultura apresenta desafios significativos para a saúde humana e os ecossistemas em todo o mundo. Atualmente, há uma necessidade crescente de estratégias alternativas de controle de pragas que reduzam o uso de pesticidas. O controle biológico aumentativo, que envolve a liberação de inimigos naturais nas lavouras para suprimir as pragas, é uma abordagem promissora dentro dos programas de manejo integrado de pragas. Embora existam casos bem-sucedidos de controle biológico aumentativo, fatores como o uso de pesticidas, a seleção de inimigos naturais e os mecanismos de defesa das plantas podem afetar sua eficácia. Nesta tese, investigo o uso de ácaros predadores como inimigos naturais no controle de duas importantes pragas do tomateiro, Bemisia tabaci (mosca branca) e Aculops lycopersici (ácaro do bronzeamento do tomateiro), bem como a doença causada por Oidium neolycopersici (oídio). O foco está em três espécies de ácaros predadores associados ao tomateiro: Amblyseius herbicolus, Amblyseius tamatavensis e Homeopronematus anconai. No Capítulo 1, examino o potencial de A. herbicolus e A. tamatavensis em controlar B. tabaci em plantas de tomate suplementadas com fontes alternativas de alimento, e avalio a adaptação desses predadores à planta de tomate. No Capítulo 2, investigo a dinâmica populacional de A. lycopersici na presença de A. herbicolus e H. anconai, bem como a capacidade de H. anconai de mitigar a progressão de O. neolycopersici. Com base nos resultados do Capítulo 2, exploro a ocorrência de predação recíproca intraguilda entre A. herbicolus e H. anconai no último capítulo, investigo o potencial impacto dessa interação no controle biológico. Discuto a importância de considerar fatores como adaptação de predadores, mecanismos de defesa da planta (por exemplo, tricomas) e interações entre predadores na otimização de estratégias de controle biológico. As descobertas aqui podem contribuir para o desenvolvimento de práticas sustentáveis de manejo de pragas que reduzem o emprego de pesticidas. Palavras-chave: Controle biológico. Phytoseiidae. Ionilidae. Mosca-branca. Ácaro do bronzeamento do tomateiro. Oídio.