A presente pesquisa teve por objetivo estudar a biologia de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) no milho MON810, que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner, bem como avaliar a interação tritrófica: milho MON810 vs S. frugiperda vs Trichogramma spp.. A biologia de S. frugiperda foi avaliada, por três gerações sucessivas em laboratório, utilizando-se o milho convencional e MON810. Os insetos mantidos em folhas de milho MON810 apresentaram maior duração do período larval e pré-pupaL, com menor viabilidade do que aqueles alimentados em milho convencional. A fase de pupa (fêmea e macho) foi similar entre os tratamentos, apesar da menor viabilidade e menor peso de pupas no milho MON810. Apesar da ação deletéria da proteína Bt, presente no milho geneticamente modificado para as fases imaturas de S. frugiperda, a longevidade dos adultos, o período de oviposição, o número de posturas, o número médio de ovos por postura e a duração da fase de ovo foram semelhantes entre os tratamentos. O número total de ovos por fêmea, no entanto, foi menor no milho geneticamente modificado. A duração média do ciclo biológico (ovo – adulto) foi maior em insetos mantidos em milho MON810, sendo a viabilidade total menor neste substrato. Foi observado que a taxa líquida de reprodução (Ro) e a razão finita de aumento (ë) foram menores nos insetos alimentados em milho MON810. As lagartas de S. frugiperda apresentaram comportamento canibal independente do substrato alimentar utilizado; porém, tal canibalismo foi mais acentuado no milho MON810, provavelmente devido a presença da proteína Bt. O consumo de área foliar por lagartas de S. frugiperda foi menor no milho MON810, sendo a eficiência do alimento digerido (ECD) menor e o custo metabólico maior neste substrato, em relação ao milho convencional. Em nível de campo, através de experimentos com infestações artificiais e naturais de S. frugiperda, observou-se que o milho MON810 determinou a redução populacional deste lepidóptero, nos diferentes estádios fenológicos estudados, protegendo a cultura do dano da praga. Os estudos de interação milho MON810 vs S. frugiperda vs Trichogramma atopovirilia (Oatman & Platner, 1983) foram efetuados por cinco gerações consecutivas do parasitóide e da praga em laboratório. Observou-se que não houve diferenças quanto a capacidade de parasitismo, a porcentagem de emergência, o número de parasitóides emergidos, a razão sexual e a longevidade do parasitóide quando T. atopovirilia foi criado em ovos de fêmeas que alimentaram-se de milho MON810 ou milho convencional. A qualidade nutricional dos ovos de S. frugiperda foi semelhante entre os tratamentos, não ocorrendo prejuízos ao parasitismo por T. atopovirilia. Em campo, a distribuição de posturas de S. frugiperda, em relação ao estádio fenológico da planta e superfície da folhas, foi semelhante entre os milhos MON810 e convencional. A porcentagem de ovos naturalmente parasitados por Trichogramma spp. também foi similar entre estes tratamentos, ocorrendo a predominância da espécie T. pretiosum (Riley, 1879) em relação a T. Atopovirilia condições de campo. / The objectives of this research were to study the biology of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) on MON810, that expresses the protein Cry1Ab from Bacillus thuringiensis Berliner, and to evaluate the tritrophic interactions: MON810 vs S. frugiperda vs Trichogramma spp.. The biology of S. frugiperda was evaluated under laboratory conditions for three consecutive generations on MON810 and conventional corn leaves. Insects that fed on MON810 showed longer larval and pre pupae stages duration and lower viability, compared to the larvae that fed on conventional corn. The duration of pupae stage (for both female and male) was similar for both treatments, however the viability of this stage was lower on MON810 and the pupae were smaller on this food source. Despite of the deleterious effect of the Bt protein expressed by MON810 to the larvae of S. frugiperda, the adult longevity, oviposition stage duration, number of egg laying, number of eggs per egg laying and egg stage duration were also similar for both treatments. However the total number of eggs was lower on genetically modified corn. The total biological life cycle (egg – adult) was longer for insects that fed on MON810, and the total viability was lower on this food source. It was observed that the net reproduction rate (Ro) and finite increase rate (ë) were also lower for insects that fed on MON810. The cannibalistic behavior of S. frugiperda occurred regardless of the food source (conventional corn or MON810); but this behavior was more pronounced when MON810 leaves were used as food source. The leaf area consumption by S. frugiperda was lower on MON810 and the insects had lower efficiency of conversion of digested (ECD) and higher metabolic cost than on conventional corn. Field experiments carried out with artificial and natural infestations of S. frugiperda showed that MON810 was very effective to reduce the population of this pest in different corn phenological stages. The studies on the interaction among MON810 vs S. frugiperda vs Trichogramma atopovirilia (Oatman & Platner, 1983) were carried out under laboratory conditions for five consecutives generations of both parasitoid and pest. It was not observed difference between both treatments for the parasitism, emergence, number of parasitoids, sexual ratio, and parasitoid longevity when T. atopovirilia was reared on eggs from females that fed on either MON810 or conventional corn. These data suggest that the nutritional quality of S. frugiperda eggs was similar between MON810 and conventional corn as food source, with no effect in the parasitism by T. atopovirilia. Field experiments showed that the distribution of S. frugiperda egg laying, according to the phenological stage and surface of the leaf, was similar between MON810 and conventional corn. The natural parasitism of S. frugiperda eggs by Trichogramma spp. was similar between MON810 and conventional corn, with the predominance of Trichogramma pretiosum (Riley, 1879), followed by T. atopovirilia in field conditions.

Bacillus thuringiensis (Bt) é uma bactéria entomopatogênica utilizada como biopesticida contra insetos, principalmente Lepidoptera, Coleoptera e Diptera, e na produção de organismos geneticamente modificados. Com a descoberta da capacidade de Bt se movimentar sistemicamente em plantas, potencialmente atingindo insetos sugadores, surge uma nova possibilidade para o controle de Diaphorina citri Kuwayama, que transmite bactérias associadas ao Huanglongbing, uma séria doença da citricultura. O objetivo do trabalho foi desenvolver sistemas de aquisição de Bt por D. citri, in vitro e in planta, para estudos de patogenicidade. Uma estirpe de Bt transformada com o gene green fluorescent protein (Btk-gfp), cultivada em meio NYSM, foi usada como marcador de aquisição pelo inseto e movimentação nas plantas. Para o sistema de aquisição in vitro, selecionaram-se dietas com base na sobrevivência e atividade alimentar de D. citri. Btk-gfp foi adicionada à dieta selecionada, composta por uma solução de sacarose a 30% em água mineral com corantes alimentícios (verde 0,1% e amarelo 0,4%). A dieta foi acondicionada em um sachê formado por duas membranas de Parafilm®, sobre a parte inferior de uma placa de Petri de 40 mm de diâmetro (gaiola de alimentação). Dez insetos foram confinados em cada gaiola para períodos de acesso à aquisição (PAA) de até 48 h, estabelecendo-se 10 gaiolas por tratamento; como controle, utilizou-se a dieta sem Btk-gfp. Para testes de aquisição in planta, suspensões de Btk-gfp foram inoculadas em ramos novos cortados e no solo, próximo à haste de seedlings de laranja doce [Citrus sinensis (L.) Osbeck] e de murta [Murraya paniculata (L.) Jack], e em diferentes concentrações, avaliando-se a movimentação da bactéria após um período de 48 h. Posteriormente, adultos e ninfas de D. citri foram confinados nestas plantas para avaliar a aquisição de Btk-gfp, usando-se plantas inoculadas apenas com água como controle. Para os bioensaios de patogenicidade a D. citri, 21 estirpes de Bt foram testadas no sistema de aquisição em ramos cortados de murta e 5 estirpes em ramos cortados de laranja para ninfas de 3º. ínstar. In vitro, testaram-se 3 estirpes contra ninfas de 3º. ínstar e 9 contra adultos. Btgfp foi absorvido pelas raízes e ramos novos cortados de seedlings de laranja doce e de murta, e translocado até as folhas, mostrando movimentação sistêmica. Esta estirpe foi adquirida por adultos e ninfas de D. citri que se alimentaram nos ramos novos cortados, mantidos em suspensão bacteriana. O sistema de alimentação in vitro permitiu a aquisição de Bt-gfp (pellet ressuspendido na dieta de sacarose com corantes) por adultos de D. citri com apenas 12 h de PAA, mas 30 h é um período ótimo para exposição do inseto ao sistema. Nenhuma das nove estirpes testadas no sistema in vitro foi patogênica aos adultos de D. citri. Das 21 estirpes testadas contra ninfas de 3º. ínstar em ramos novos de murta, cinco causaram mortalidade de 24 a 45%, em 5 dias. Essas cinco estirpes também foram testadas contra ninfas dem ramos de citros cortados, causando mortalidade de 35 a 75% em 48 h. / Bacillus thuringiensis (Bt) is an entomopathogenic bacterium widely used as a biopesticide against insect pests, mainly Coleoptera, Lepidoptera and Diptera, or for engineering genetically-modified plants. The recent finding that Bt is able to move systemically within plants, potentially targeting piercing-sucking insects, suggests that the bacterium may be effective for microbial control of Diaphorina citri Kuwayama, the vector of Huanglongbing-associated bacteria, a serious citrus disease. The goal of this research was to develop in vitro and in planta acquisition systems of Bt by D. citri for pathogenicity assays. A transformed Bt strain with the green fluorescent protein gene (Btk-gfp), grown in NYSM medium, was used as a marker to demonstrate bacterial acquisition by the insect and movement within the plants. Artificial diets were selected for the in vitro acquisition system based on insect survival and feeding activity. Btk-gfp was added to the selected diet, a 30% sucrose solution in mineral water with green (0.1%) and yellow (0.4%) food coloring. The diet was placed inside a Parafilm® membrane sachet, covering the opening of the lower half of a 40-mm diameter culture plate, and forming the feeding cage. Ten D. citri adults or nymphs were introduced in each cage and allowed acquisition access periods (AAP) of up to 48 h on the diet; as a control, a diet without Btk-gfp was used. For testing the in planta acquisition system, Btk-gfp suspensions were inoculated in young stem cuttings or in the soil, near the stem of Citrus sinensis (L.) Osbeck and Murraya paniculata (L.) Jack seedlings, as well as in different concentrations, and bacterial movement was assessed after 48 h; plants inoculated with water were used as controls. D. citri adults and nymphs were confined on inoculated plants to verify Btk-gfp acquisition. In pathogenicity assays, 21 Bt strains were tested against 3rd instars of D. citri using the acquisition system with stem cuttings of M. paniculata and 5 strains were tested using citrus stem cuttings. The in vitro acquisition system was used to test pathogenicity of 3 and 9 Bt strains against 3rd-instar nymphs and adults, respectively. Bt-gfp absorbed by roots or young stem cuttings of inoculated C. sinensis and M. paniculata was detected in the leaves, showing systemic movement. Bt-gfp was isolated from groups of nymphs and adults that were fed on inoculated stem cuttings or on artificial diets with bacterial suspension, showing that both in planta and in vitro acquisition take place. D. citri adults can acquire Bt-gfp within 12 h of AAP to the artificial diet with bacterium inoculum, but 30 h is the optimum AAP. None of the nine Bt strains assayed in vitro were pathogenic to D. citri adults. Of 21 strains tested for pathogenicity against nymphs using inoculated stem cuttings of M. paniculata, five caused mortality rates varying from 24 to 45% mortality within 5 days. These five Bt strains were also tested against D. citri nymphs using young stem cuttings of C. sinensis, causing mortality rates of 35 to 75% within 48 h.

Bacillus thuringiensis (Bt) é uma bactéria entomopatogênica utilizada como biopesticida contra insetos, principalmente Lepidoptera, Coleoptera e Diptera, e na produção de organismos geneticamente modificados. Com a descoberta da capacidade de Bt se movimentar sistemicamente em plantas, potencialmente atingindo insetos sugadores, surge uma nova possibilidade para o controle de Diaphorina citri Kuwayama, que transmite bactérias associadas ao Huanglongbing, uma séria doença da citricultura. O objetivo do trabalho foi desenvolver sistemas de aquisição de Bt por D. citri, in vitro e in planta, para estudos de patogenicidade. Uma estirpe de Bt transformada com o gene green fluorescent protein (Btk-gfp), cultivada em meio NYSM, foi usada como marcador de aquisição pelo inseto e movimentação nas plantas. Para o sistema de aquisição in vitro, selecionaram-se dietas com base na sobrevivência e atividade alimentar de D. citri. Btk-gfp foi adicionada à dieta selecionada, composta por uma solução de sacarose a 30% em água mineral com corantes alimentícios (verde 0,1% e amarelo 0,4%). A dieta foi acondicionada em um sachê formado por duas membranas de Parafilm®, sobre a parte inferior de uma placa de Petri de 40 mm de diâmetro (gaiola de alimentação). Dez insetos foram confinados em cada gaiola para períodos de acesso à aquisição (PAA) de até 48 h, estabelecendo-se 10 gaiolas por tratamento; como controle, utilizou-se a dieta sem Btk-gfp. Para testes de aquisição in planta, suspensões de Btk-gfp foram inoculadas em ramos novos cortados e no solo, próximo à haste de seedlings de laranja doce [Citrus sinensis (L.) Osbeck] e de murta [Murraya paniculata (L.) Jack], e em diferentes concentrações, avaliando-se a movimentação da bactéria após um período de 48 h. Posteriormente, adultos e ninfas de D. citri foram confinados nestas plantas para avaliar a aquisição de Btk-gfp, usando-se plantas inoculadas apenas com água como controle. Para os bioensaios de patogenicidade a D. citri, 21 estirpes de Bt foram testadas no sistema de aquisição em ramos cortados de murta e 5 estirpes em ramos cortados de laranja para ninfas de 3º. ínstar. In vitro, testaram-se 3 estirpes contra ninfas de 3º. ínstar e 9 contra adultos. Btgfp foi absorvido pelas raízes e ramos novos cortados de seedlings de laranja doce e de murta, e translocado até as folhas, mostrando movimentação sistêmica. Esta estirpe foi adquirida por adultos e ninfas de D. citri que se alimentaram nos ramos novos cortados, mantidos em suspensão bacteriana. O sistema de alimentação in vitro permitiu a aquisição de Bt-gfp (pellet ressuspendido na dieta de sacarose com corantes) por adultos de D. citri com apenas 12 h de PAA, mas 30 h é um período ótimo para exposição do inseto ao sistema. Nenhuma das nove estirpes testadas no sistema in vitro foi patogênica aos adultos de D. citri. Das 21 estirpes testadas contra ninfas de 3º. ínstar em ramos novos de murta, cinco causaram mortalidade de 24 a 45%, em 5 dias. Essas cinco estirpes também foram testadas contra ninfas dem ramos de citros cortados, causando mortalidade de 35 a 75% em 48 h. / Bacillus thuringiensis (Bt) is an entomopathogenic bacterium widely used as a biopesticide against insect pests, mainly Coleoptera, Lepidoptera and Diptera, or for engineering genetically-modified plants. The recent finding that Bt is able to move systemically within plants, potentially targeting piercing-sucking insects, suggests that the bacterium may be effective for microbial control of Diaphorina citri Kuwayama, the vector of Huanglongbing-associated bacteria, a serious citrus disease. The goal of this research was to develop in vitro and in planta acquisition systems of Bt by D. citri for pathogenicity assays. A transformed Bt strain with the green fluorescent protein gene (Btk-gfp), grown in NYSM medium, was used as a marker to demonstrate bacterial acquisition by the insect and movement within the plants. Artificial diets were selected for the in vitro acquisition system based on insect survival and feeding activity. Btk-gfp was added to the selected diet, a 30% sucrose solution in mineral water with green (0.1%) and yellow (0.4%) food coloring. The diet was placed inside a Parafilm® membrane sachet, covering the opening of the lower half of a 40-mm diameter culture plate, and forming the feeding cage. Ten D. citri adults or nymphs were introduced in each cage and allowed acquisition access periods (AAP) of up to 48 h on the diet; as a control, a diet without Btk-gfp was used. For testing the in planta acquisition system, Btk-gfp suspensions were inoculated in young stem cuttings or in the soil, near the stem of Citrus sinensis (L.) Osbeck and Murraya paniculata (L.) Jack seedlings, as well as in different concentrations, and bacterial movement was assessed after 48 h; plants inoculated with water were used as controls. D. citri adults and nymphs were confined on inoculated plants to verify Btk-gfp acquisition. In pathogenicity assays, 21 Bt strains were tested against 3rd instars of D. citri using the acquisition system with stem cuttings of M. paniculata and 5 strains were tested using citrus stem cuttings. The in vitro acquisition system was used to test pathogenicity of 3 and 9 Bt strains against 3rd-instar nymphs and adults, respectively. Bt-gfp absorbed by roots or young stem cuttings of inoculated C. sinensis and M. paniculata was detected in the leaves, showing systemic movement. Bt-gfp was isolated from groups of nymphs and adults that were fed on inoculated stem cuttings or on artificial diets with bacterial suspension, showing that both in planta and in vitro acquisition take place. D. citri adults can acquire Bt-gfp within 12 h of AAP to the artificial diet with bacterium inoculum, but 30 h is the optimum AAP. None of the nine Bt strains assayed in vitro were pathogenic to D. citri adults. Of 21 strains tested for pathogenicity against nymphs using inoculated stem cuttings of M. paniculata, five caused mortality rates varying from 24 to 45% mortality within 5 days. These five Bt strains were also tested against D. citri nymphs using young stem cuttings of C. sinensis, causing mortality rates of 35 to 75% within 48 h.