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 2016-11-28T13:09:10Z No. of bitstreams: 1 Marco Aurelio Paes de Oliveira.pdf: 649606 bytes, checksum: 1014053255cef5243152ce143dc1a9b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-28T13:09:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marco Aurelio Paes de Oliveira.pdf: 649606 bytes, checksum: 1014053255cef5243152ce143dc1a9b7 (MD5) Previous issue date: 2006-07-04 / The sugarcane borer Diatraea saccharalis F. is considered one of the main pests in America, being responsible for direct and indirect damages to this culture. The use of entomophatogenic fungi for the control of pests has been a lot intensified in the last decades, and the fungi Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. and Metarhizim anisopliae (Metch.) Sorok were the most used. The objective of this research was to analyze the effects of these fungi, in different concentrations, on biological parameters of D. saccharalis and to analyze morphologically and quantitatively the types of hemocytes of that insect, on larvae of the 3th instar, challenged immunologically by the studied fungi, in different concentrations. It was analyzed period and viability larval and pupal, fecundity, viability of eggs and longevity of males and females of D. saccharalis, being sprayed concentrations of 103, 104, 105 conidia mL-1 on larvae. In relation to B. bassiana, the results showed that there was no difference for the larval and pupal period and pupal viability. The larval viability was reduced in the concentration of 105 conidia mL-1(56.6%). the fecundity, the viability of eggs and the longevity of males and females were affected, mainly in the concentration 105 conidia mL-1, where they presented averages of 237 eggs, 48.60%, 2.17 and 2.50 days, respectively. For M. anisopliae differences were observed in relation larval viability (56.67%), pupal period (7.86 days)pupal viability (53.33%), viability of eggs (52.34%) and longevity of males and females (2.17 and 2.50 days), in the concentration 105 conidia mL-1. The results relating to the analysis of the hemocytes revealed that the most frequent cells were the spherulocytes, plasmatocytes and granulocytes, with rates of 34.75%, 29.66% and 22.16%, respectively, while the least frequent hemocytes were the prohemocytes (8.33%), adipohemocytes (2.58%) and oenocytoids (2.41%). After inoculation with the fungus B. bassiana it was verified that differences happened only to the granulocytes in the concentration of 107 conídios mL-1 (24 and 36h) and to the plasmatocytes in the concentrations 105 conidia mL-1 (60h) and 107 conidia mL-1 (24 and 36h), where there was an increase of the granulocytes and a decrease of the plamatocytes in the largest concentration, and an increase of the plasmatocytes in the concentration 105 conidia/mL-1. M. anisopliae didn't interfere in the granulocytes and plasmatocytes. Relating to the spherulocytes a larger tendency to reduction of those cells was verified at an interval of 36h for both fungi. However a signicant difference only happened in the concentration of 105 conidia/mL-1 at an interval of 60h resulting in the smallest average for that type of hemocyte when challenged by the M. anisopliae. The obtained results indicated that B. bassiana and M. anisopliae, even being used in low concentrations, they have potential to be used in programs of control, considering that the same ones affected negatively indispensable biological parameters to the cycle of D. saccharalis. / A broca da cana-de-açúcar Diatraea saccharalis F. é considerada uma das principais pragas nas Américas, sendo responsável por danos diretos e indiretos a esta cultura. A utilização de entomopatógenos para o controle de pragas tem se intensificado bastante nas últimas décadas, sendo os fungos Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. e Metarhizim anisopliae (Metch.) Sorok. os mais utilizados. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos destes fungos, em diferentes concentrações, sobre parâmetros biológicos de D. saccharalis e analisar morfologica e quantitativamente os tipos de hemócitos desse inseto, em lagartas do terceiro ínstar, desafiados imunologicamente pelos fungos estudados, em concentrações diferentes. Foram avaliados período e viabilidade larval e pupal, fecundidade, viabilidade de ovos e longevidade de machos e fêmeas de D. saccharalis, pulverizando-se concentrações de 103, 104, 105 conídios mL-1 sobre lagartas do inseto. Com relação a B. bassiana, os resultados mostraram que para o período larval e pupal e viabilidade pupal não houve diferença. A viabilidade larval foi reduzida na concentração de 105 conídios mL-1 (56,67%). A fecundidade, a viabilidade de ovos e a longevidade de machos e fêmeas foram afetadas, principalmente na concentração 105 conídios mL-1, onde apresentaram médias de 237 ovos, 48,60 %, 2,17 e 2,50 dias, respectivamente. Para M. anisopliae foram observadas diferenças em relação viabilidade larval (56,67%), período pupal (7,86 dias), viabilidade pupal (53,33%), viabilidade de ovos (52,34%) e longevidade de machos e fêmeas (2,17 e 2,50 dias), na concentração 105 conídios mL-1. Os resultados referentes à análise dos hemócitos revelaram que as células mais freqüentes foram os esferulócitos, plasmócitos e granulócitos, com percentuais de 34,75%, 29,66% e 22,16%, respectivamente, enquanto que os hemócitos menos freqüentes foram os pró-hemócitos (8,33%), adipohemócitos (2,58%) e oenocitóides (2,41%). Após inoculação com o fungo B. bassiana verificou-se que diferenças só ocorreram para os granulócitos na concentração de 107 conídios mL-1 (24 e 36h) e para os plasmócitos nas concentrações 105 conídios mL-1 (60h) e 107 conídios mL-1 (24 e 36h), onde houve um aumento dos granulócitos e declínio dos plamócitos na maior concentração, e aumento dos plasmócitos na concentração 105 conídios/mL-1. M. anisopliae não interferiu nos granulócitos e plamócitos. No que se refere aos esferulócitos verificou-se uma maior tendência de redução dessas células no intervalo de 36h para ambos os fungos, porém diferença significativa só ocorreu na concentração de 105 conídios/mL-1 no intervalo de 60h resultando na menor média para esse tipo de hemócito quando desafiados pelo M. anisopliae. Os resultados obtidos indicaram que B. bassiana e M. anisopliae, mesmo sendo utilizados em baixas concentrações, têm potencial para serem utilizados em programas de controle, visto que, os mesmos afetaram negativamente parâmetros biológicos imprescindíveis ao ciclo de D. saccharalis.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-05T13:24:15Z No. of bitstreams: 2 Tese - Camila de Souza Queiroz Pinheiro de Belém - 2017.pdf: 1674649 bytes, checksum: 7cce47d8c14114cadc16e229e5212348 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-05T13:24:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Camila de Souza Queiroz Pinheiro de Belém - 2017.pdf: 1674649 bytes, checksum: 7cce47d8c14114cadc16e229e5212348 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T13:24:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Camila de Souza Queiroz Pinheiro de Belém - 2017.pdf: 1674649 bytes, checksum: 7cce47d8c14114cadc16e229e5212348 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / The sugarcane borer, Diatraea saccharalis (F.) (Lepidoptera: Crambidae), is an important pest of sugarcane (Saccharum spp.). Galleries are produced within the stalks as a result of the larval feeding. The holes allow the entry of microorganisms and fungi that can modify the technological quality of the raw material that goes to the industry. In this context, the objective was to estimate the influence of infestation intensity of D. saccharalis on the sugarcane technological quality and economic in different varieties. Two experiments were carried out. One with plants collected in September 2014 and another with plants collected in July 2015. In both of them was used completely randomized design with five repetitions. Treatments resulted of a factorial combination between three sugarcane varieties (IAC91-1099, RB86 7515 e CTC 4) and six infestation intensities of D. saccharalis (0%, 20%, 40%, 60%, 80% e 100%). Each plot corresponded to cane internodes with percent internodes with borer and rot corresponding to infestation intensities. The contents of Brix in the juice, Pol in the juice, fiber of the cane, Pol in cane, Purity of the juice, juice reducing sugars, stalk reducing sugar and total recoverable sugar were evaluated. The influence of the infestation intensity of D. saccharalis on sugarcane varies between the varieties and between the harvesting seasons. The presence of red rot in sugarcane does not necessarily imply loss of technological quality. The level of control should not be generalized and should be established taking into account varieties and harvesting carried out in the middle and at the end of the harvest. / A broca da cana, Diatraea saccharalis (F.) (Lepidoptera: Crambidae), é uma importante praga da cana-de-açúcar (Saccharum spp.). As lagartas abrem galerias no interior do colmo ao se alimentarem permitindo a entrada de microrganismos e fungos que podem alterar a qualidade tecnológica da matéria-prima que chega à indústria. Neste contexto, objetivou-se estimar a influência da intensidade de infestação de D. saccharalis na qualidade tecnológica e econômica de diferentes variedades de cana-de-açúcar. Foram realizados dois experimentos. Um com plantas coletadas em setembro de 2014 e outro com plantas coletadas em julho de 2015. Em ambos utilizou-se o Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC) com cinco repetições. Os tratamentos foram resultado da combinação fatorial entre três variedades de cana (IAC91-1099, RB86 7515 e CTC 4) e seis níveis de intensidade de infestação de D. saccharalis (0%, 20%, 40%, 60%, 80% e 100%). Cada parcela correspondeu a entrenós de cana com percentual de entrenós com broca e podridão correspondendo às intensidades de infestação. Foram avaliados os teores de Brix no caldo, Pol no caldo, fibra da cana, Pol na cana, Pureza do caldo, açúcares redutores do caldo, açúcares redutores na cana e açúcar total recuperável. A influência da intensidade de infestação de D. saccharalis na cana-de-açúcar varia entre as variedades e colheita realizada no meio e no final da safra. A presença de podridão vermelha na cana-de-açúcar não implica necessariamente em perda de qualidade tecnológica. O nível de controle não deve ser generalizado e deve ser estabelecido levando em consideração variedades e colheita realizada no meio e no final de safra.

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

Plants respond to insect and pathogen attack by inducing and accumulating a large set of defense proteins. Colonization of sugarcane stalk by opportunistic fungi, such as Fusarium verticillioides and Colletotrichum falcatum, usually occurs after Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Cambridae) caterpillars attack increasing the damage caused by the borer. Two homologous of BARWIN protein were identified in sugarcane, SUGARWIN1 and SUGARWIN2. Their gene expression is induced in response to wound and Diatraea saccharalis damage. However, the recombinant SUGARWIN protein does not affect insect development; but promotes significant morphological and physiological changes in Fusarium verticillioides and Colletotrichum falcatum, which lead to fungal cell death via apoptosis, indicating that SUGARWINs may work as a first layer of defense against the fungi infection. In this study, we deepen our understanding of the role of SUGARWINs in plant defense and the molecular mechanisms by which these proteins affect fungi by elucidating their molecular targets. Our results show that SUGARWINs play an important role in plant defense against opportunistic pathogens. We demonstrated that SUGARWINs are induced by C. falcatum, and the induction of SUGARWINs can vary among sugarcane varieties. The sugarcane variety exhibiting the highest level of SUGARWIN induction exhibited a considerable reduction in C. falcatum infection. Furthermore, SUGARWIN1 exhibited ribonuclease and chitinase activity, whereas SUGARWIN2 exhibited only chitinase activity. This variable enzymatic specificity seems to be the result of divergent amino acid composition within the substrate-binding site. Additionally, plants attacked by insects and pathogens display profound physiological, morphological and chemical changes or adaptations, which may result in organism attraction or avoidance. In this study, we also aimed to understand the insect-fungi association in sugarcane and the role of fungal volatile compounds in this association. Our results have shown that D. saccharalis positively influences C. falcatum infection on sugarcane, inducing a fast growing when compared to C. falcatum treatment without D. saccharalis attack. In addition, both fungi, C. falcatum and F. verticillioides, have been shown a double effect on D. saccharalis caterpillar, they promoted a strong attraction for insects due volatile organic compound emission and positively influenced D. saccharalis feeding and weight gain in diets supplemented with fungi. Fungal volatile organic compounds from C. falcatum and F. verticillioides were identified and quantified; acoradiene and acorenol were specifically induced by the fungi. These data suggest a synergistic interaction, mediated by organic volatile compounds, between D. saccharalis and the fungi C. falcatum and F. verticillioides in sugarcane. / As plantas respondem ao ataque de insetos e patógenos induzindo e acumulando um grande conjunto de proteínas de defesa. A colonização do caule de cana por fungos oportunistas, como Fusarium verticillioides e Colletotrichum falcatum, geralmente ocorre após o ataque de lagartas de Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Cambridae), resultando no aumento do dano causado pelo inseto. Dois homólogos da proteína BARWIN foram identificados em cana-de-açúcar, SUGARWIN1 e SUGARWIN2. A expressão desses genes é induzida em resposta ao ferimento mecânico e ao ataque de Diatraea saccharalis, entretanto, a proteína não afeta o desenvolvimento do inseto, mas promove alterações morfológicas e fisiológicas significativas em Fusarium verticillioides e Colletotrichum falcatum, causando a morte destes fungos por apoptose. Esses dados indicam que as SUGARWINs podem funcionar como uma defesa inicial contra a infecção fúngica. Neste estudo, aprofundamos nosso entendimento do papel das SUGARWINs na defesa de plantas e os mecanismos moleculares pelos quais essas proteínas afetam os fungos, elucidando seus alvos moleculares. Nossos resultados mostraram que as SUGARWINs desempenham um papel importante na defesa da planta contra patógenos oportunistas. Foi demonstrado que essas proteínas também são induzidas por C. falcatum em cana-de-açúcar, e sua indução pode variar entre as variedades de cana-de-açúcar. A variedade de cana-de-açúcar que apresentou o maior nível de indução de SUGARWINs apresentou uma redução considerável na infecção por C. falcatum. Além disso, SUGARWIN1 exibiu atividade de ribonuclease e quitinase, enquanto que SUGARWIN2 exibiu apenas atividade de quitinase. Esta especificidade enzimática parece ser o resultado da composição divergente de aminoácidos no sítio de ligação do substrato. Além disso, as plantas atacadas por insetos e patógenos exibem profundas alterações fisiológicas, morfológicas e químicas ou adaptações, que podem resultar em atração ou repelência do organismo, dessa forma, estudamos também a associação inseto-fungos na cana-de-açúcar, e o papel dos compostos voláteis fúngicos nessa associação. Nossos resultados mostraram que D. saccharalis influencia positivamente a infecção por C. falcatum em cana-de-açúcar, induzindo crescimento rápido do fungo quando comparado ao tratamento com C. falcatum sem ataque de D. saccharalis. Além disso, ambos os fungos, C. falcatum e F. verticillioides, mostraram um efeito duplo sobre lagartas de D. saccharalis, promovendo uma forte atração desses insetos devido à emissão de compostos orgânicos voláteis e influenciando positivamente a alimentação de D. saccharalis e ganho de peso em dietas suplementadas com fungos. Os compostos orgânicos voláteis fúngicos de C. falcatum e F. verticillioides foram identificados e quantificados; acoradieno e acorenol foram especificamente induzidos pelos fungos. Estes dados sugerem uma interação sinergistica, mediada por compostos orgânicos voláteis, entre D. saccharalis e os fungos C. falcatum e F. verticillioides em cana-de-açúcar.

Orientadores: Maria Imaculada Zucchi, Anete Pereira de Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T12:00:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pavinato_VitorAntonioCorrea_D.pdf: 6829608 bytes, checksum: 7fdb8c74593eb4dc2fe78e2302d3995f (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A associação entre subpopulações de insetos e plantas-hospedeiras pode ocorrer por adaptação e esta, pode ser uma etapa anterior ao surgimento de raças-hospedeiras e especialização. Pouco se sabe sobre o papel da mudança da composição da paisagem, mediada pela atividade agrícola recente, na divergência adaptativa e fluxo gênico de insetos fitófagos. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivos: i) desenvolver marcadores moleculares microssatélites para o estudo genético de um inseto fitófago, Diatraea saccharalis; ii) quantificar e caracterizar a estrutura genética, o fluxo gênico e os fatores que contribuem para a divergência genética das subpopulações da espécie; iii) identificar variação genética sob seleção natural que possa estar contribuindo para a divergência genética de subpopulações associadas a cana-de-açúcar e milho e; iv) desenvolver recurso genômico através de bibliotecas genômicas RADtag para a busca, desenvolvimento e caracterização de marcadores moleculares associados a genes candidatos. Dos 20 locos microssatélites, dez foram selecionados para serem utilizados no estudo de ecologia molecular. Os índices de diferenciação mostraram que, tanto a estruturação genética espacial, quanto a determinada pelo hospedeiro, foram significativas. Dos 301 locos AFLP utilizados para a genotipagem de quatro subpopulações, 19 foram identificados como outliers nas comparações par-a-par e desses, cinco locos foram identificados pelos dois métodos empregados na detecção de outliers, e podem, desta forma, estar associados à adaptação à planta-hospedeira. Os resultados das análises de agrupamento utilizando os locos outliers mostraram o agrupamento dos indivíduos em grupos que representam a planta-hospedeira onde foram coletados. Os mesmos resultados foram obtidos com uma amostra dos SNPs isolados através do protocolo de RADtag. Os dados genômicos obtidos até o momento estão sendo utilizados, juntamente com o estudo de genômica comparativa, na identificação e desenho de primers específicos para genes candidatos. Os resultados mostraram os efeitos da expansão e mudança recente da paisagem agrícola na diversidade genética de uma espécie de inseto fitófago. A atividade agrícola pode ser fonte de seleção divergente suficiente para levar à especialização e especiação de insetos. Os resultados deste trabalho sugerem estar havendo divergência ecológica entre as subpopulações de D. saccharalis coletadas em milho e cana-de-açúcar e que esta divergência, por ser recente, não é completa. Além disso, esses resultados mostram a necessidade de estudos complementares para isolar as fontes de seleção divergente, os mecanismos de isolamento reprodutivo, e a arquitetura genética que liga a seleção divergente ao isolamento reprodutivo / Abstract: The association between subpopulations of insects and their host plants can occur by adaptation and this may lead to host-races formation and specialization. Little is known about the role of the changing landscape composition mediated by recent agricultural activity in adaptive divergence and gene flow of phytophagous insects. This study aimed to: i) develop microsatellite markers for the genetic study of a phytophagous insect, Diatraea saccharalis; ii) quantify and characterize the genetic structure, gene flow and the factors that contribute to the genetic divergence of subpopulations of the species; iii) identify genetic variation that may be experiencing natural selection and thus be contributing to genetic divergence of subpopulations associated with sugarcane and maize; iv) develop genomic resource through RADtag libraries to search, characterize and develop molecular markers linked to candidate genes. Ten of 20 microsatellite loci were selected for use in the study of molecular ecology. The genetic differentiation showed that both spatial genetic structure and that determined by the host-plant were significant. Of the 301 AFLP loci used for genotyping four subpopulations, 19 were identified as outliers in pairwise comparisons and five were identified by the two methods employed for outliers detection and thus, can be associated with host-plant adaptation. Cluster analysis using outlier loci showed the grouping of individuals into groups that represent the host plant where they were collected. Data from a sample of SNPs isolated by RADtag protocol showed the same results. The genomic data obtained so far are being used together with the study of comparative genomics for the identification and design of specific primers for candidate genes. The results showed the effects of expansion and recent changes in agricultural landscape in genetic diversity of phytophagous insect species. Farming can generate enough source for ecologically based divergence that could lead to specialization and speciation in insects species. The results of this study suggest that there is ecological divergence between subpopulations of D. saccharalis collected from corn and sugarcane, but it is not complete. In addition, these results showed the need for further studies to isolate the sources of divergent selection, the mechanisms of reproductive isolation, and the genetic architecture linking the divergent reproductive isolation with selection / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular