Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-11-24T16:26:34Z No. of bitstreams: 1 Jennifer Guimaraes.pdf: 774518 bytes, checksum: 992bf3a690cf42445cc397d5068f8f46 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T16:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jennifer Guimaraes.pdf: 774518 bytes, checksum: 992bf3a690cf42445cc397d5068f8f46 (MD5) Previous issue date: 2012-02-01 / Diatraea flavipennella (Box) is considered a major pest of economic importance to the culture of sugar cane in Northeast Brazil. Biological control with the fungus Metarhizium anisopliae (Metch.) Sorok., may be a viable alternative, as this pathogen is already used for other pests in this crop. This work aimed to evaluate the effects of this fungus at different concentrations, against the third instar larvae of D. flavipennella and to investigate the immune response, by analysing the types of hemocytes, and phenoloxidase, total protein and nitric oxide, tritation as well as the possible differences in the biochemical profile of hemocytes. It was observed the effect of M. anisopliae against larvae of D. flavipennella, sprayed at concentrations of 103, 104, 105 conidia/mL, which showed differences regarding to the larval period,which extended up to 72.0 days and 25.0 days in treatment the control, respectively The results for hemocytes revealed that the most common cells when sprayed at concentrations of 103, 105, 107 conidia/mL were prohemocytes, spherulocytes, plasma cells and granulocytes in relation to adipohemocytes and oenocytoids. The of nitric oxide titration was different between the control and the concentration 107 conidia/mL (24), while phenoloxidase activity was similar among treatments at 24h and was higher only at the concentration 107 conidia/mL after 60h. The total protein concentration in 107 conidia/ml (60h) was higher relatively to the control. In the biochemical profile of hemocytes there was an alteration in carbohydrates, lipids and total proteins contents at reating to the fungus. The results indicate that M. anisopliae may be used in Integrated Pest Management of D. flavipennella in northeastern sugar crops, because of the its pathogenicity and interfere with their development even when exposed to small concentrations. / Diatraea flavipennella (Box) é considerada uma das principais pragas de importância econômica para a cultura da cana-de-açúcar no nordeste brasileiro. O controle biológico com o fungo Metarhizium anisopliae (Metch.) Sorok., pode ser uma alternativa viável, considerando que esse entomopatógeno já é empregado para outras pragas nesta cultura. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos deste fungo, em diferentes concentrações, sobre lagartas do terceiro ínstar de D. flavipennella e investigar sua resposta imune, através da análise quantitativa dos tipos de hemócitos, da produção de fenoloxidase, proteína total e óxido nítrico, e possíveis diferenças no perfil bioquímico dos hemócitos. Foi observado o efeito de M. anisopliae sobre lagartas de D. flavipennella, pulverizado nas concentrações de 103, 104, 105 conídios/mL, no qual apresentou diferenças com relação ao período larval, prolongando até 72,0 dias nos tratamentos e 25,0 dias na testemunha. Os resultados referentes aos hemócitos revelaram que as células mais freqüentes quando pulverizado nas concentrações de 103, 105, 107 conídios/mL foram prohemócitos, esferulócitos, plasmócitos e granulócitos, em relação aos adipohemócitos e oenocitóides. O nível de oxido nítrico apresentou diferença entre a testemunha e a concentração 107 conídios/mL (24h), enquanto a atividade de fenoloxidase foi semelhante entre os tratamentos em 24h e superior na concentração 107 conídios/mL em 60 h. A proteína total na concentração 107 conídios/mL (60h) foi maior diferindo da testemunha. No perfil bioquímico dos hemócitos, houve uma alteração em carboidratos, lipídeos e proteínas em reação ao fungo. Os resultados indicam que o fungo M. anisopliae pode ser utilizado no Manejo Integrado de D. flavipennella nos canaviais nordestinos, por apresentar patogenicidade e interferir no seu desenvolvimento mesmo quando expostas a pequenas concentrações.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-12-02T13:08:37Z No. of bitstreams: 1 Wendel Jose Teles Pontes.pdf: 931365 bytes, checksum: 3be37ee2d65cbbb102520601b95203cb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-02T13:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wendel Jose Teles Pontes.pdf: 931365 bytes, checksum: 3be37ee2d65cbbb102520601b95203cb (MD5) Previous issue date: 2010-02-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / he reproduction in insects is affected by a wide array of factors that acts directly on the reproductive output, related with offspring quality and quantity: the interaction, by physical, chemical and visual cues, between insects and host plants; the larval growth rate affecting adult size and mating rate, as a mechanism of reproductive sucess. Thus, studies on insect reproduction are recommended to help estimate and to understand population dynamics, for both endangered species and to control crop pests. The tomato fruit borer Neoleucinodes elegantalis Guenée (Lepidoptera: Crambidae) is one of the most important pest species on Solanaceae in Brazil, and the aims of this works is to study this species regarding to: (i) the role of physical, chemical and visual cues on oviposition; (ii) the causes of sexual dimorphism and (iii) how male mating history affects his ability to obtain new matings. This work also propose an equation that can help to estimate the initial size of fragmented spermatophores found inside the reproductive tracts of females, based on measures of the fragments. The results showed: (i) that physical and chemical cues increase significantly the oviposition of N. elegantalis, as well showed that light intensityalso affect oviposition; (ii) that differences in dayly growth rate is the cause of the observedsexual dimorphism in this species, and (iii) that recently mated males are equally able to achieve new matings as virgin ones, within at least 24-h period. / A reprodução em insetos depende de diversos fatores que afetam diretamente o sucesso reprodutivo, em relação à qualidade e quantidade da progênie: a interação mediada por sinais químicos, físicos e visuais, entre o inseto e seu hospedeiro; taxa de crescimento larval relacionado com o tamanho final do adulto e a frequência de cópulas, como mecanismo de sucesso reprodutivo. Portanto, o estudo da reprodução de insetos é recomendado para se estimar e compreender a dinâmica de populações, tanto para a preservação de espécies em extinção, como para o controle de pragas agrícolas. A broca-pequena-do-tomateiro Neoleucinodes elegantalis Guenée (Lepidoptera: Crambidae) é uma das pragas mais importantes das solanáceas no Brasil, o que estimula o desenvolvimento de qualquer estudo voltado para a melhor compreensão de sua biologia e dinâmica populacional. Assim o objetivo deste trabalho é estudar (i) o efeito dos sinais físicos, químicos e visuais que afetam sua oviposição; (ii) as causas do seu dimorfismo sexual e (iii) o efeito da experiência de cópula de machos na sua capacidade de obter novosacasalamentos. Este trabalho ainda propõe uma equação que possa auxiliar em estimar o tamanho inicial de um espermatóforo já fragmentado, baseado nas medidas do fragmento encontrado no trato reprodutivo das fêmeas. Os resultados demonstram que: (i) os sinais físicos e químicos oferecidas estimulam significativamente a oviposição de N. elegantalis, bem como revela quepistas visuais afetam a oviposição; (ii) que a diferença na taxa diária de crescimento larval é responsável pelo dimorfismo sexual nesta espécie e (iii) que machos recém-copulados têm a mesma chance de conseguir uma nova cópula que um macho virgem, num período de 24 horas.

Submitted by Alisson Mota (alisson.davidbeckam@gmail.com) on 2015-07-10T20:24:13Z No. of bitstreams: 1 Tese - Simone Maria Costa de Oliveira Moreira.pdf: 1289049 bytes, checksum: 9344c925a8f9e3e24da8a85c9fd2b648 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T20:41:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Simone Maria Costa de Oliveira Moreira.pdf: 1289049 bytes, checksum: 9344c925a8f9e3e24da8a85c9fd2b648 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T20:46:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Simone Maria Costa de Oliveira Moreira.pdf: 1289049 bytes, checksum: 9344c925a8f9e3e24da8a85c9fd2b648 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-10T20:46:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Simone Maria Costa de Oliveira Moreira.pdf: 1289049 bytes, checksum: 9344c925a8f9e3e24da8a85c9fd2b648 (MD5) Previous issue date: 2012-09-03 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Interest in the use of entomopathogenic microorganisms in agriculture have increased significantly in recent years, faced with problems of inadequate use of pesticides, the accumulation of waste on the environment and ecological imbalances. Currently, the research institutions are concerned to identify a greater number of microorganisms with potential use in biological control of pests that are adapted to the local ecosystem. On economic issues, has increased the demand for technologies that contribute to sustainable agriculture and in response, microbial control, more precisely with entomopathogenic fungi is a promising alternative. Cacao is the main crop of the Trans Territory and Xingu, Pará, and the municipality of Medicilândia the largest Brazilian producer. The coffee is a crop that had great expression in the region, especially Coffea canephora cv. Conilon, and has the potential to become important culture due to availability of culturable areas. In this context, the study aimed to identify naturally occurring entomopathogenic fungi that could be used in biocontrol of insect pests of cultivated plants, seeking the lowest imbalance to the environment. The specific objectives aimed to: i) collect, isolate, identify and characterize the occurrence of entomopathogenic fungi in insect pest of coffee and cocoa, ii) evaluate the effectiveness of microbial agents identified as the pathogenicity and virulence under controlled conditions and iii) testing the production of chitinase enzymes, pectinases, amylases, cellulases and lipases in the isolates obtained and identify them by molecular and classical methods. The work began with several hits on pastures, barns and crops of cocoa and coffee in the municipalities of Altamira, Brazil and New Medicilândia. The parasitized insects were coffee borers (H. hampei) one insect of the order Hemiptera, unidentified, and M. annulipes (monalônio) in cocoa, all colonized by fungi. Where were found parasitized insects, soil was collected for possible identification of entomopathogenic isolates, except where it was found monalônio. We found 14 isolates of fungi colonizing insects, being the main species Verticillium spp., Penicillium citrinum, Hiphopichia burtonii and Fusarium sp. and soil Rhinocladiella sp., Cladosporium sphaerospermum, Verticillium sp. and Pseudallescheria boydii. The analysis of enzymatic activity observed that soil isolates showed the largest degradation of substrates. In bioassay performed against coffee berry borer, with 7 isolates, which have shown highest mortality two H. burtonii, and Icaf 5 were the most pathogenic. Monalônio against the isolated Fusarium sp, colonized 96% of the insects in the ten-day trial. Thus, it is considered that the strains showed significant potential to be introduced in biocontrol programs, with prospects promising results for microbial control of insect pests and enzyme activity. / O interesse pelo uso de microrganismos entomopatogênicos na agricultura vêm aumentando significativamente nos últimos anos, diante dos problemas inerentes à inadequada utilização de agrotóxicos, pelo acúmulo de resíduos no ambiente e desequilíbrios ecológicos. Atualmente, as instituições de pesquisa estão preocupadas em identificar um maior número de microrganismos com potencial de utilização no controle biológico de pragas que sejam adaptados ao ecossistema local. Por questões econômicas, tem aumentado a procura por tecnologias que contribuam para uma agricultura sustentável e como resposta, o controle microbiano, mais precisamente com fungos entomopatogênicos é uma alternativa promissora. O cacaueiro é a principal cultura do Território da Transamazônica e Xingu, Pará, sendo o município de Medicilândia o maior produtor brasileiro. O cafeeiro é uma cultura que teve grande expressão na região, especialmente Coffea canephora cv. Conilon, e apresenta potencial para se tornar grande cultura devido a disponibilidade de áreas. Neste contexto, o trabalho teve como objetivo a identificação de fungos entomopatogênicos de ocorrência natural que poderão ser utilizados no biocontrole de insetos-praga de plantas cultivadas, visando o menor desequilíbrio ao meio ambiente. Como objetivos específicos propôs-se a: i) coletar, isolar, identificar e caracterizar fungos entomopatogênicos de ocorrência em insetos-praga das culturas do cafeeiro e cacaueiro; ii) avaliar a eficácia de agentes microbianos identificados quanto à patogenicidade e virulência em condições controladas e; iii) testar a produção de enzimas quitinases, pectinases, amilases, celulases e lipases nos isolados obtidos e identificá-los por métodos clássico e molecular. O trabalho teve inicio com várias visitas em áreas de pastagens, capoeiras e lavouras de cacaueiros e cafeeiros nos municípios de Altamira, Brasil Novo e Medicilândia. Os insetos parasitados encontrados foram brocas-do-café (Hypothenemus hampei), no cafeeiro, um inseto da ordem Hemiptera, não identificado, e monalonium (Monalonium annulipes), no cacaueiro, todos colonizados por fungos. Nos locais onde foram encontrados os insetos parasitados, coletou-se solos para possível identificação de isolados entomopatogênicos, exceto onde foi encontrado o monalônio. Foram encontrados 14 isolados de fungos colonizando insetos, sendo as principais espécies Verticillium spp., Penicillium citrinum, Hiphopichia burtonii e Fusarium sp. e no solo Rhinocladiella sp., Cladosporium sphaerospermum, Verticillium sp. e Pseudallescheria boydii. Na análise da atividade enzimática observou-se que os isolados do solo apresentaram as maiores degradações dos substratos testados. No bioensaio realizado contra broca-do-café, com 7 isolados, os que apresntaram maior índice de mortalidade foram H. burtonii, e Icaf 5, com 96, 94 e 62%, respectivamente, sendo os mais patogênicos. Contra o monalônio, o isolado Icac 3, Fusarium sp, colonizou 96% dos insetos nos dez dias de avaliação. Assim, considera-se que os isolados estudados demonstraram potencial importante para serem introduzidos em programas de biocontrole, com perspectivas de resultados promissores para controle microbiano de insetos-praga e atividade enzimática.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao parte1 Jacqueline Barbosa Nascimento.pdf: 1291521 bytes, checksum: ef55c75fec1063463f1ffa9e64823479 (MD5) Previous issue date: 2011-02-15 / Among the biotic stresses, insect pests are considered a major threat to to increasing world rice production and the stem borers are one of the most destructive pests. Due to the behavior of the caterpillar in D. saccharalis in staying inside the stems of rice plants and the difficulty to be controlled by chemicals, the use of cultivars resistant to this pest is in a viable method of controlling this not imposed because of production costs and is environmentally safe. This study had as main objective to observe the response of 34 accessions of rice to the attack of stem borer D. saccharalis, assessing and describing the morphological characteristics of plants associated with resistance to this rice-stem borer and analyze, using microsatellite markers, the genetic diversity of these accessions. The experiment was conducted in greenhouse condition at Embrapa Rice and Beans Research Center using randomized complete block design with four replications. During the assessment of some plants were determined quantitative and qualitative characters of rice accessions related to the attack of larvae of D. saccharalis. The quantitative characters were the number of living larvae/stem, weight of surviving worms, the inner diameter of the stem, stem attacked number and percentage of stems attacked. The qualitative characters were the kind of ligule and pubescence of the leaf. Accesses more favorable survival of larvae IAC 47 and Ti Ho Hung showed that on average 10.37 and 10.25 larvae. Larvae with greater weight (0,0986 g e 0,0862 g) were found in two VT "Canela de Ferro" (CA 780099 and CA 790164). The highest inner diameter of the stem was found in two VT "Canela de Ferro" (CA 790164 and CA 980007) that showed 3.18 mm. The accessions introduced Ti Ho Hung and Chiang an Tsao Pai Ku showed an average in the most damaged stalks (7,04 stems for both cultivars). The percentage of attack between the LCI ranged from 49% to 93% in accesses C 409 and Ti Ho Hung. Among the hits that make up the stratum of the LCB the percentage of attack ranged from 45% to 88% at Bonança and IAC 47. Among the VT "Canela de Ferro", the hits that showed the values smaller and larger numbers of stems were damaged CA 790167 and CA 810055 (95 and 57% respectively). The number of surviving worms showed significant positive correlation with the average weight of larvae and number of stems attacked. The inner diameter of the stem showed a significant positive correlation with the average weight of larvae. In this sense, the larvae were found in the heaviest hits with the largest stem diameter, showing the positive effect of this feature. The qualitative characters that predominated among accessions of rice was pubescence of the leaf type flat and shape of ligule type split. For molecular analysis of rice accessions were used 24 microsatellite markers. The PIC identified by this set of markers ranged from 0.10 (RM 171) to 0.87 (OG 106), averaging 0.63. The number of alleles was between four (RM 171) and 28 (RM 14), totaling 243 alleles with an average of 10.12 alleles/locus and between alleles 92 were private. The marker that detected the highest number of private alleles was RM 14 with thirteen alleles and the accessions with the highest numbers of private alleles were IR 42 and TKM 6. The combined value of PI was 1.005 x10-18 and by correspondence factor analysis (CFA) showed the spatial distribution of genetic variation within the set of accessions analyzed and verified that the LCI IR 42 and TKM 6 were distinguished from other accesses. The other cultivars and lines introduced formed a group with high genetic similarity between them, the same way, the traditional varieties and cultivars in Brazil found themselves closer. The dendrogram produced a cophenetic coefficient r = 0.82 and the average genetic distance of Rogers-W was 0.62 and this value was used as the cutoff point for identifying groups most similar. We observed the formation of five distinct groups. However, despite the presence of these five groups, four accessions remained non-grouped or isolated, which were Primavera, "Canela de Ferro - CA 220268, Su Yai 20 and TKM 6. With the exception of access Ti Ho Hung, the other LCI morphological traits (hairy leaves and stem inner diameter smaller than 2.5 mm) remained similar and grouped into the molecular analysis. Overall, the VT "Canela de Ferro" were similar for response to attack D. saccharalis. Plants of these accessions have smooth leaves and stems with an internal diameter larger than 2.5 mm. Only one access (CA 220268) had an inner diameter of the stem smaller than 2.5 mm and not associated with the group of "Canela de Ferro" in the molecular analysis. The LCB were less attacked the VT "Canela de Ferro". However, the morphological characteristics of plants of some accessions of LCB were similar to those of VT "Canela de Ferro", as in access IAC 47, Caiapó and Confiança showed that inner diameter greater than 2.5 mm stem and leaves with pubescence of the leaf type flat. The present results indicate that the morphological and molecular analysis were able to separate the accessions of rice in different groups. With respect to morphological characteristics, we separated the accessions into groups that responded differently to the attack of stem borer D. saccharalis. Molecular analysis of the access allowed to evaluate high degree of detail the level of genetic variability among accessions, and allows the determination of the genetic relationship between them. The verification of the presence of significant genetic variability among 34 accessions provides evidence that these can be used by the rice breeding programs in Brazil as a way to increase the genetic base of Brazilian accessions of rice, allowing the emergence of new allele combinations and adaptations to specific environments, which can provide, for example, a reduction of vulnerability to insect pests. / Entre os estresses bióticos, os insetos-praga são considerados uma grande ameaça ao aumento da produção orizícola mundial e entre os grupos mais destrutivos encontra-se as brocas-do-colmo. Devido ao comportamento da lagarta D.saccharalis em alojar-se no interior do colmo de plantas de arroz e pela dificuldade de ser controlada por meio de produtos químicos, a utilização de cultivares resistentes a esta praga constitui-se em um método de controle viável isto porque não onera os custos de produção e é seguro ao ambiente. Este trabalho teve como principais objetivos observar a resposta de 34 acessos de arroz ao ataque da broca-do-colmo D. saccharalis, avaliando e descrevendo características morfológicas das plantas associadas à resistência de arroz a esta broca-docolmo e analisar, através de marcadores microssatélites, a diversidade genética destes acessos. O experimento foi conduzido em casa telada da Embrapa Arroz e Feijão utilizando delineamento experimental em blocos casualizados com quatro repetições. Durante a avaliação das plantas foram determinados alguns caracteres quantitativos e qualitativos dos acessos de arroz relacionados ao ataque de lagartas de D. saccharalis. Os caracteres quantitativos foram o número de lagartas vivas/colmo, o peso de lagartas sobreviventes, o diâmetro interno do colmo, o número de colmos atacados e a percentagem de colmos atacados. Já os caracteres qualitativos foram o tipo de lígula e pubescência do limbo foliar. Os acessos mais favoráveis a sobrevivência de lagartas foram IAC 47 e Ti Ho Hung que apresentaram em média 10,37 e 10,25 lagartas. As lagartas com maior peso (0,0986 g e 0,0862 g) foram encontradas em duas VT Canela de ferro (CA 780099 e CA 790164). O maior valor de diâmetro interno do colmo foi encontrado em duas VT Canela de ferro (CA 790164 e CA 980007) que apresentaram 3,18 mm. Os acessos introduzidos Ti Ho Hung e Chiang an Tso Pai Ku apresentaram em média os colmos mais danificados (7,04 colmos para as duas cultivares). A percentagem de ataque entre as LCI variou entre 49% a 93% nos acessos C 409 e Ti Ho Hung. Entre os acessos que compõe o estrato das LCB a percentagem de ataque variou de 45% a 88% em Bonança e IAC 47. Já entre as VT Canela de ferro , os acessos que apresentaram os valores de menor e maior número de colmos danificados foram CA 790167 e 810055 (95 e 57%, respectivamente). O número de lagartas sobreviventes apresentou correlação positiva e significativa com o peso médio de lagartas e número de colmos atacados. O diâmetro interno do colmo apresentou uma correlação positiva e significativa com o peso médio de lagartas. Neste sentido, as lagartas mais pesadas foram encontradas nos acessos com o maior diâmetro de colmo, mostrando o efeito positivo desta característica. Os caracteres qualitativos que predominaram entre os acessos de arroz foi pubescência do limbo foliar do tipo glabra e o formato da lígula do tipo fendida. Para análise molecular dos acessos de arroz foram utilizados 24 marcadores microssatélites. O PIC identificado por este conjunto de marcadores variou de 0,10 (RM 171) a 0,87 (OG 106), com média de 0,63. O número de alelos detectados ficou compreendido entre quatro (RM 171) e 28 (RM 14), totalizando 243 alelos e média de 10,12 alelos/loco e entre os alelos identificados 92 foram privados. O marcador que detectou o maior número de alelos privados foi o RM 14 com treze alelos e os acessos com os maiores números de alelos privados foram IR 42 e TKM 6. O valor combinado de P.I. foi de 1,005x10-18 e através da análise fatorial de correspondência (AFC) observou a distribuição espacial da variabilidade genética do conjunto de acessos analisados e verificou-se que as LCI TKM 6 e IR 42 distinguiram-se dos demais acessos. As demais cultivares e linhagens introduzidas formaram um grupo com maior similaridade genética entre si, da mesma maneira, as variedades tradicionais e as cultivares brasileiras encontraram-se mais próximas. O dendrograma obtido produziu um coeficiente cofenético r=0.82 e a distância genética média de Rogers-W foi de 0.62 e este valor foi utilizado como ponto de corte para a identificação de grupos mais similares. Observou-se a formação de cinco grupos distintos. Porém, apesar da presença destes cinco grupos, quatro acessos permaneceram não-agrupados ou isolados, que foram Primavera, Canela de Ferro - CA 220268, Su Yai 20 e TKM 6. Com exceção do acesso Ti Ho Hung, as demais LCI apresentaram características morfológicas (folhas pilosas e diâmetro interno do colmo menor que 2,5mm) semelhantes e se mantiveram agrupadas nas análises moleculares. De forma geral, as VT Canela de Ferro apresentaram-se semelhantes quanto à resposta ao ataque de D. saccharalis. As plantas destes acessos possuem folhas lisas e colmos com diâmetro interno maior que 2,5 mm. Somente um acesso (CA 220268) apresentou diâmetro interno do colmo menor que 2,5 mm e não se associou ao grupo das Canelas de Ferro nas análises moleculares. As LCB mostraram-se menos atacadas que as VT Canelas de Ferro . Porém, as características morfológicas das plantas de alguns acessos das LCB foram semelhantes as das VT Canela de Ferro , como nos acessos IAC 47, Caiapó e Confiança que apresentaram diâmetro interno do colmo maior que 2,5 mm e folhas com pubescência do limbo foliar do tipo glabra. Os resultados obtidos nesse trabalho indicam que as características morfológicas e análises moleculares foram capazes de separar os acessos de arroz em diferentes grupos. Com relação às características morfológicas, foi possível separar os acessos em grupos que responderam de forma diferente ao ataque da broca-do-colmo D. saccharalis. A análise molecular dos acessos permitiu avaliar com alto grau de detalhamento o nível da variabilidade genética existente entre os acessos, além de permitir a determinação da relação genética entre eles. A verificação da presença de variabilidade genética expressiva entre os 34 acessos fornece indícios de que estes podem ser utilizados pelos programas de melhoramento do arroz no Brasil como uma alternativa para aumentar a base genética dos acessos de arroz brasileiros, permitindo o surgimento de novas combinações alélicas e adaptações a ambientes específicos, o que pode proporcionar, por exemplo, uma redução da vulnerabilidade a insetos-praga.

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A cafeicultura representa uma das atividades agrícolas de maior importância para o Brasil e para a Colômbia e ultimamente tem sido impactada negativamente, devido às condições climáticas desfavoráveis com desvios da normalidade da precipitação pluviométrica e de altas temperaturas do segundo semestre do 2015 no caso do Brasil e na Colômbia, na safra 2015-2016, foi altamente impactada pelos efeitos do evento climático El Niño que aumentou os níveis de infestação da brocado- café e com a seca prolongada, que tem afetado a qualidade do grão. O presente trabalho tem como objetivo estabelecer o zoneamento de Hypothenemus hampei e Leucoptera coffeella, pragas no cafeeiro em Brasil e na Colômbia, com base nas suas exigências térmicas. Os resultados obtidos para H. hampei, mostraram que a praga se desenvolve na faixa térmica de 15 a 32°C; a 25°C foram observados os maiores valores de taxa liquida de reprodução (Ro) e da razão finita de aumento (λ); sendo que Ro foi maior nesta temperatura, pois, a cada geração a população de H. hampei aumentou 127,8 vezes. O estudo das exigências térmicas de H. hampei indicaram que o limite térmico de desenvolvimento ou temperatura base (Tb) é de 13°C e a constante térmica (K) de 312 GD. Com a determinação das exigências térmicas de H. hampei e mediante a utilização de um Sistema de Informação Geográfica, foi possível obter mapas de distribuição do desenvolvimento deste inseto para o estado de São Paulo no Brasil e para a região produtora de café na Colômbia. Assim, para o estado de São Paulo, podem ocorrer de 4,56 a 9,25 gerações/ano, levando-se em consideração as exigências térmicas desta praga. A maior incidência da praga deve coincidir com o aumento da temperatura e com a disponibilidade de frutos de café aptos a serem infestados. Para a Colômbia, o número de gerações/ano pode ser de 5,85 a 13,55; sendo que 93% da cafeicultura deste pais, pode apresentar a broca-do-café o ano todo. O bicho-mineiro do cafeeiro, L. coffeella, se desenvolve na faixa térmica de 15 a 32°C; a 28°C foram observados os maiores valores de taxa liquida de reprodução (Ro) e da razão finita de aumento (λ); o valor de Ro foi visivelmente maior nesta temperatura, pois, a cada geração a população de L. coffeella aumentou 22,23 vezes. O estudo das exigências térmicas de L. coffeella, mostrou que o limite térmico de desenvolvimento ou temperatura base (Tb) é de 13°C e a constante térmica (K) de 259 GD. Com a determinação, em condições de laboratório, das exigências térmicas de L. coffeella e mediante a utilização de um Sistema de Informação Geográfica (SIG), foi possível obter mapas de distribuição do desenvolvimento deste inseto para o estado de São Paulo no Brasil. Assim, podem ocorrer de 5,12 a 14,17 gerações/ano, levando-se em consideração as exigências térmicas desta praga. Os dados obtidos no presente trabalho poderão auxiliar na estimativa do número de gerações mensais e anuais para o fortalecimento dos programas de manejo integrado destes insetos. / Coffee culture is one of the main agriculture activities for Brazil and Colombia, with recently negative impacts due to unfavorable climatic conditions as the result of subnormal rain period and increased temperatures during the second half of 2015. In both the mentioned countries, 2015 -2016 yields has been affected by the dry climatic effect of the \"el Niño\" phenomena favoring the coffee berry borer infestation and the the grain quality decrease. The present research aimed to establish the climatic zoning for Hypothenemus hampei and Leucoptera coffeella based on their thermal requirements. Results showed for H. hampei developed into the thermal range between 15 and 32°C; at 25°C were observed the higher liquid net reproduction rate (Ro) and increase finite rate (λ), being the Ro 127,8 times. Thermal requirements estimated for H. hampei showed the temperature threshold (Tt) as 13°C and the thermal constant (K) as 312 DD. Estimation of the thermal requirements for H. hampei in laboratory and with the use of Geographic Information System tool (GIS), were obtained insect lifetime distribution maps at the Sao Paulo state and the coffee production region at Colombia. In this way, at Sao Paulo state 4,56 to 9,25 generations/year can be obtained. Higher pest incidence should be coincident with both temperature increases and coffee fruit availability to be infested. At the Colombian coffee crop region, 5,85 to 13,55 generations/year can be obtained between 18 to 24°C temperature range, with that 93% of the coffee crop can be infested with the coffee berry borer whole of the year. The leaf miner L. coffeella, develops at thermal requirements between 15 to 32°C, being the 28°C temperature with the higher net reproduction rate (Ro) and increase finite rate (λ ); showing a population increase per generation of 22,23 times. Thermal requirements for L. coffeella showed the temperature threshold (Tt) is 13°C and the thermal constant (K) of 259 DD. Using the before mentioned variables in laboratory and using the Geographic Information System tool, insect lifetime distribution maps were obtained at the Sao Paulo state in Brazil. 5,12 to 14,17 generations/ year can occur. Data obtained could contribute in the monthly and yearly generation pest generations determination for the integrated pest management programs of these pests.

O primeiro passo para entender as funções da microbiota do trato digestivo na biologia dos insetos consiste na identificação dos membros destas comunidades. Neste trabalho, as bactérias presentes no mesêntero de lagartas da broca da cana-de-açúcar, Diatraea saccharalis e da lagarta-do-cartucho-do-milho, Spodoptera frugiperda, provenientes de diferentes localidades, espécies ou variedades de plantas hospedeiras, foram identificadas por isolamentos em meio de cultura TSA (Triptona de Soja Agar) e por técnicas moleculares que independem do cultivo dos microrganismos. As lagartas de D. saccharalis foram coletadas em nove variedades de cana-deaçúcar nos municípios paulistas de Bocaina, Tanabi e Luís Antônio. S. frugiperda foram coletadas diretamente no campo em milho em Piracicaba-SP e populações de campo e de laboratório foram também alimentadas com dieta artificial, milho, algodão, sorgo e arroz. Foram utilizadas 90 lagartas de D. saccharalis e 40 de S. frugiperda sendo a microbiota de cada lagarta avaliada individualmente. As bactérias isoladas foram testadas quanto à capacidade de degradação de celulose, hemicelulose, lignina e bagaço de cana. A caracterização molecular foi realizada por DGGE (Gel de eletroforese em gradiente desnaturante) usando-se a região 16S do RNA ribossômico amplificado de DNA metagenômico extraído do mesêntero de 57 lagartas de D. saccharalis e 26 de S. frugiperda. Posteriormente, 6 destas amostras de DNA metagenômico de cada uma das espécies de insetos foram clonadas e as 12 bibliotecas de clones foram sequenciadas. A comunidade de bactérias cultiváveis das duas espécies de insetos é composta por representantes dos filos Firmicutes, Proteobacteria e Actinobacteria. A afiliação filogenética das seqüências das bibliotecas de clones de rRNA 16S revelou a ocorrência, além destes filos, de Bacteroidetes em D. saccharalis e Bacteroidetes e Acidobacteria em S. frugiperda. Somente bactérias isoladas de D. saccharalis apresentaram resposta positiva nos testes de degradação in vitro para celulose, hemicelulose, lignina e bagaço de cana. A capacidade destes microrganismos de degradar celulose foi maior do que hemicelulose e poucos produziram enzimas para degradar lignina. Somente duas bactérias apresentaram resposta positiva aos testes de degradação para todas estas fontes de carbono. As seqüências de rRNA 16S destas se agrupam com representantes de Phyllobacterium trifolii e Bacillus subtilis. O maior número de sequências de bactérias cultiváveis pertence aos gêneros Bacillus (26,4 e 32.4% em D. saccharalis e S. frugiperda, respectivamente), Enterococcus (12,1 e 13%) e Microbacterium (18 e 12%). As análises das seqüências obtidas do DNA metagenômico revelaram que Klebsiella esteve presente em todas as amostras analisadas de D. saccharalis. As comunidades de bactérias em S. frugiperda apresentaram maior variação em função do alimento. Entretanto, Ralstonia e Hydrogenophilus estiveram presentes na maioria das lagartas. As variações das estruturas das comunidades bacterianas de S. frugiperda e de D. saccharalis estão diretamente relacionadas com a origem das populações e o tipo de alimentação dos insetos. A presença constante de algumas bactérias na maioria dos insetos indica que estas possam ser indispensáveis, exercendo alguma função vital para o inseto ou que apresentam alguma relação vantajosa para o hospedeiro. / The identification of members of the microbe communities is the first step to understand their roles on insect biology. We have characterized the midgut bacterial community of fifth ínstar caterpillars of sugarcane borer, Diatraea saccharalis, and of fall armyworm, Spodoptera frugiperda, through isolation on tryptic soy agar medium and through culture-independent molecular techniques. D. saccharalis caterpillars were collected on nine sugarcane varieties in Bocaina, Tanabi and Luís Antônio cities in São Paulo State. S. frugiperda were collected directly from corn fields in Piracicaba-SP and field and laboratory populations were reared on artificial diet, corn, cotton, sorghum and rice. Ninety D. saccharalis caterpillars and 40 S. frugiperda caterpillars were used. The microbiota community of each caterpillar was evaluated individually. The ability of bacterial isolates to degrade cellulose, hemicellulose, lignin and sugarcane bagasse was assessed. The molecular analyses were based on Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) of 16S ribosomal RNA sequences amplified from metagenomic DNA extracted from 57 individual midgut of D. saccharalis and 26 from S. frugiperda. Latter, 6 of these metagenomic DNA of each insect species were cloned and the 12 clone libraries were sequenced. The cultivable bacterial community of these two insect species is composed by representatives of the phyla Firmicutes, Proteobacteria and Actinobacteria. The phylotypes from the clone libraries of 16S rRNA were comprised by Bacteroidetes in D. saccharalis and Bacteroidetes and Acidobacteria in S. frugiperda, besides the three phyla found by culturing. Only bacteria isolated from D. saccharalis had ability to degrade cellulose, hemicelluloses, lignin and sugarcane bagasse in the in vitro tests. The ability to degrade cellulose was more common than the ability to degrade hemicelullose and just a few isolates had the ability to degrade lignin. The only two bacteria presenting a positive response to degradation of all carbon sources were clustered with Phyllobacterium trifolii and Bacillus subtilis. The greatest number of cultivable bacteria sequences belongs to genera Bacillus (26.4 and 32.4%, in D. saccharalis and S. frugiperda, respectively), Enterococcus (12.1 and 13%) and Microbacterium (18 and 12%). Sequence analysis from metagenomic DNA revealed the genera Klebsiella in all samples from D. saccharalis. Bacterial community varied according to S. frugiperda host plant; however, both Ralstonia and Hydrogenophilus genera were present in the digestive tracts of insects from most host plants. Community structure variation of S. frugiperda and D. saccharalis is related directly to insect population origin and type of insect food source. The constant presence of some bacteria in the majority of insects indicates that those microorganisms might either be indispensable, playing a vital role to the insect, or have some symbiotic or commensal relation with the insect.

Os inibidores inibidores de serino proteinases do tipo Bowman-Birk (BBI) possuem dois sítios ativos e são encontrados em plantas das famílias Fabaceae e Poaceae. Neste trabalho foi apresentada a estrutura primária e o padrão de expressão de 14 seqüências expressas (EST, expressed sequence tags) de BBI putativos encontradas no banco de dados do "Projeto Transcriptoma da Cana-de-açúcar" (SUCEST). Estas quatorze seqüências foram utilizadas em conjunto com outras 87 seqüências de BBI previamente descritas e depositadas no banco de dados "GenBank" para a construção de árvores filogenéticas da família BBI. A análise filogenética mostrou que os BBI de monocotiledôneas e dicotiledôneas podem ser claramente separados em diferentes grupos e a topologia das árvores filogenéticas sugere um padrão evolutivo diferente das famílias de BBI em plantas. Os inibidores de dicotiledôneas são bem conservados e acumularam diferenças sutis durante a evolução. Em contrapartida, os inibidores de monocotiledôneas são altamente variáveis, indicando a ocorrência de um processo evolutivo interessante, baseado em eventos de duplicação intragênica e mutação. Dois inibidores de serino proteinases, um de tripsina e outro de quimotripsina, derivados do gene que codifica o inibidor Bowman-Birk de soja, foram expressos na superfície do fago filamentoso M13 e utilizados para a construção de bibliotecas de variantes. Para tal foram feitas mutações em quatro aminoácidos do sítio ativo destes inibidores e duas bibliotecas de expressão na superfície de fagos filamentosos foram construídas. Posteriormente, estas bibliotecas foram utilizadas para a seleção de variantes que melhor interagiam com a tripsina bovina e de Diatraea saccharalis e com as enzimas digestivas presentes no extrato intestinal desta praga. Os variantes selecionados foram seqüenciados, analisados e caracterizados. Os resultados mostraram que a técnica de expressão na superfície de fagos filamentosos foi eficiente para selecionar novos inibidores. Além disto, com as mutações realizadas, foi possível transformar a alça de inibição de quimotripsina em uma alça de inibição de tripsina. / The Bowman-Birk inhibitors (BBIs) are double headed inhibitors of serine proteinase found in plants from Fabaceae and Poaceae families. We describe the primary structure and the gene expression profile of 14 putative BBIs from the sugarcane expressed sequence tag (SUCEST) database and show how we used these newly discovered sequences together with 87 previously described BBI sequences from the "GenBank" database to construct phylogenetic trees for the BBI family. Phylogenetic analysis revealed that BBI-type inhibitors from monocotyledonous and dicotyledonous plants could be clearly separated into different groups, while the overall topology of the BBI tree suggests a different pattern of evolution for BBI families in flowering plants. We also found that BBI proteinase inhibitors from dicotyledonous plants were well conserved, accumulating only slight differences during their evolution. In addition, we found that BBIs from monocotyledonous plants were highly variable, indicating an interesting process of evolution based on internal gene duplications and mutation events. Two serine-type proteinase inhibitors, a trypsin and a chymotrypsin, both derived from the soybean Bowman-Birk inhibitor, were expressed on the surface of a filamentous phage. Site mutations were made in four positions of the reactive sites of these inhibitors and two phage-display libraries were constructed. Later, these libraries were used to select better ligands to the bovine and Diatraea saccharalis trypsin and to the midgut enzymes of this insect pest. The selected variants were sequenced, analyzed and characterized. The results showed that the phage-display technique is efficient to select new proteinase inhibitors. Furthermore, it was possible to modify the chymotrypsin loop into a trypsin loop using the library constructed by the insertion of a degenerated primer.

Orientador: Maria Lígia Rodrigues Macedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T23:07:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DesireeSoaresda_D.pdf: 3168437 bytes, checksum: b863b3429e08cd7ff7926b540a4d69b5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Inibidores de peptidases (IPs) são proteínas vegetais envolvidas nos mecanismos de defesa contra herbívoros e patógenos. São considerados agentes antimetabólicos, uma vez que sua presença na dieta de insetos compromete seu desenvolvimento normal. Este efeito se dá através da formação de complexos entre os IPs e as enzimas digestivas, comprometendo assim o processo digestivo dos insetos. Neste trabalho, investigamos efeitos do inibidor de tripsina de sementes de Adenanthera pavonina (ApTI) sobre o desenvolvimento de dois insetos-praga, a broca-da-cana (Diatraea saccharalis) e a lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda). Bioensaios, estudos bioquímicos e de proteômica, foram realizados a fim de determinar o efeito de ApTI sobre o desenvolvimento destes insetos. A exposição aguda de larvas de D. saccharalis ao ApTI diminuiu a atividade das tripsinas e quimotripsinas em 87% e 63%, respectivamente. ApTI afetou o desenvolvimento deste inseto como observado através da diminuição na viabilidade larval (55%) e pupal (20,6%). Larvas oriundas da geração F1 apresentaram efeitos similares aos observados na geração F0, como redução no peso (23%) e na taxa de sobrevivência (33%). Análises bioquímicas revelaram que o inibidor foi refratário à digestão pelas peptidases de D. saccharalis e que o perfil de enzimas digestivas permaneceu sensível à inibição por quantidades crescentes de ApTI. Entretanto, não foi possível realizar a identificação das proteínas do intestino desta lagarta por espectrometria de massas. Larvas de S. frugiperda foram criadas em dieta contendo 0,5% de ApTI. Ao final dos experimentos, uma redução no peso médio larval de 30% foi observada. Porém, diferentemente dos resultados obtidos para D. saccharalis, as enzimas das larvas alimentadas com ApTI mostraram-se resistentes à inibição, sugerindo que esta espécie adapta-se à dieta contendo inibidor. O sequenciamento das proteínas presentes nos fluidos intestinais de S. frugiperda permitiu a identificação de 41 proteínas. Dentre elas foi possível identificar serinopeptidases do tipo tripsina e quimotripsina, proteínas estruturais, enzimas quinases e fosfatases. Nossos resultados demonstram que são necessários novos estudos para obtenção de mais informações acerca das proteínas presentes no fluido intestinal de S. frugiperda, para correlacionarmos sua expressão diferencial em larvas submetidas a diferentes tratamentos, conhecendo desta maneira um novo indício sobre os mecanismos adaptativos desta espécie contra os IPs / Abstract: Peptidase inhibitors (PIs) are plant proteins involved in defense mechanisms against herbivores and pathogens. They are considered antinutritional compounds, since their presence in insect diet hinder the normal larval development. This effect is due the complexation between PIs and peptidases, affecting the insect digestive process. In this work, we investigated the effects of trypsin inhibitor from Adenanthera pavonina seeds (ApTI) on the development of two pest insects: the sugarcane borer (Diatraea saccharalis) and the fall armyworm (Spodoptera frugiperda). Biochemical and proteomic studies were carried out in order to determine the ApTI effects on the development of these insects. The acute exposure of sugarcane borer to ApTI reduced the trypsin and chymotrypsin activities in 87% and 63%, respectively. The effect of ApTI on development of sugarcane borer was noticed by reduced larval (23%) and pupal viability (33%). Biochemical analysis revealed that the inhibitor was refractory to digestion by D. saccharalis peptidases and the enzymes maintained sensibility to inhibition by increasing amounts of ApTI. However, it was not possible to identify proteins from sugarcane borer gut through mass spectrometry approach. S. frugiperda larvae were reared in artificial diet containing 0.5% ApTI and a reduction in average larval weight of 30% was noticed. But, differently of D. saccharalis, S. frugiperda midgut enzymes became resistant to inhibition by ApTI, showing that this species adapted to ApTI-diet. From the sequencing of S. frugiperda gut fluid proteins we identified 41 proteins. Among them, we identified trypsin and chymotrypsin enzymes, structural proteins and quinases and phosphatases enzymes. Our results demonstrated that further researches are necessary in order to obtain more information about proteins from S. frugiperda gut fluid. The correlation between differential expressed proteins in larvae submitted to different treatments is crucial to reach new indicatives about the adaptive mechanisms this species evolve against PIs / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

In this dissertation, we study integrodifference equations in patchy landscapes. Specifically, we provide a framework for linking individual dispersal behavior with population-level dynamics in patchy landscapes by integrating recent advances in modeling dispersal into an integrodifference equation. First, we formulate a random-walk model in a patchy landscape with patch-dependent diffusion, settling, and mortality rates. We incorporate mechanisms for individual behavior at an interface which, in general, results in the probability-density function of the random walker being discontinuous at an interface. We show that the dispersal kernel can be characterized as the Green's function of a second-order differential operator and illustrate the kind of (discontinuous) dispersal kernels that arise from our approach. We examine the dependence of obtained kernels on model parameters. Secondly, we analyze integrodifference equations in patchy landscapes equipped with discontinuous kernels. We obtain explicit formulae for the critical-domain-size problem, as well as, explicit formulae for the analogous critical size of good patches on an infinite, periodic, patchy landscape. We examine the dependence of obtained formulae on individual behavior at an interface. Through numerical simulations, we observe that, if the population can persist on an infinite, periodic, patchy landscape, its spatial profile can evolve into a discontinuous traveling periodic wave. We derive a dispersion relation for the speed of the wave and illustrate how interface behavior affects invasion speeds. Lastly, we develop a strategic model for the spread of the emerald ash borer and its interaction with host trees. A thorough literature search provides point estimates and interval ranges for model parameters. Numerical simulations show that the spatial profile of an emerald ash borer invasion evolves into a pulse-like solution that moves with constant speed. We employ Latin hypercube sampling to obtain a plausible collection of parameter values and use a sensitivity analysis technique, partial rank correlation coefficients, to identify model parameters that have the greatest influence on obtained speeds. We illustrate the applicability of our framework by exploring the effectiveness of barrier zones on slowing the spread of the emerald ash borer invasion.