Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biotype B is a cosmopolitan, devastating insect pest due to their direct damages and transmission of plant viruses. Entomopathogenic fungi comprise the most diverse group of pathogens regulating arthropod pest populations in agroecosystems. Anamorphic fungal entomopathogens, including Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea, and Lecanicillium spp., are among the main biocontrol agents of whitefly populations. Advances in research focusing on virulence, mass production, formulation, and storage stability of fungal propagules are imperative for the development of efficient mycopesticides toward whiteflies and other soft-bodied insects. Therefore, this study placed emphasis on screening for virulent fungal strains, enhancement of efficacy using nonionic surfactants in spray tank-mix, development of liquid culture conditions for rapid production and stabilization processes of single-yeast like cells known as blastospores. Firstly, we selected virulent strains of B. bassiana and I. fumosorosea displaying fastest speed of kill and inciting highest mortality levels of whitefly nymphs and adults along with their ability to produce high numbers of conidia on moistened parboiled rice. Secondly, insecticidal performance was enhanced by combining nonionic surfactants with spore suspensions rendering additive or synergistic effects. These surfactants also allowed reducing the volume application rate without altering fungal bioefficacy. Results from liquid fermentation studies using B. bassiana and I. fumosorosea revealed that appropriate amounts of inexpensive ingredients, such as cottonseed flour and glucose, are suitable for the rapid production of high yields of blastospores (3 days pre-culture and 2-3 days culture). The resultant blastospores of various strains survived well to desiccation and remained viable for more than one year under refrigeration. Moreover, these air-dried blastospores of both fungal species showed higher virulence against whitefly nymphs when compared with solid-substrate produced conidia. Optimized liquid culture production for B. bassiana blastospores was also achieved through the manipulation of oxygen rates and osmotic pressure in the liquid media. Furthermore, these blastospores produced in highly aerated and hyperosmotic liquid medium containing 140 g glucose L-1 were also more virulent to whitefly nymphs than those cells derived from low-osmotic medium amended with 40 g glucose L-1. These optimal conditions were also scaled up in 5-L bioreactor that yielded 1-2 × 1012 viable blastospores L-1 in 6 days at a cost of US$ 0.19 L-1. These blastospores were formulated with diatomaceous earth for air drying or for spray drying. Formulated blastospores of B. bassiana survived dehydration using both drying methods and showed improved shelf life when stored under vacuumpackaged at 4 °C rather than 28 °C. However, when these blastospores were actively packaged with dual action oxygen-moisture scavenging system, blastospores showed prolonged stability for up to 7 months at 28 °C and still remained virulent to whiteflies. Therefore, this low-cost production and stabilization method for the rapid production of shelf stable, virulent blastospores of B. bassiana and I. fumosorosea may expand the commercial use of mycopesticides for insect control in mainstream agriculture. / A mosca-branca, Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biótipo B, é uma praga cosmopolita e devastadora devido aos prejuízos oriundos dos seus danos diretos e transmissão de vírus. Fungos entomopatogênicos compreendem um grupo diversificado, que desempenha ação importante na regulação de populações de praga em agroecossistemas. Fungos ascomicetos anamórficos, como Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea e Lecanicillium spp., constituem relevantes agentes de biocontrole de moscas-brancas. Avanços na pesquisa focando virulência, produção massal, formulação e estabilização de propágulos fúngicos são fundamentais para o desenvolvimento de micopesticidas eficientes contra moscas-brancas e outros insetos. Desta forma, este trabalho objetivou selecionar isolados fúngicos virulentos à mosca-branca; aumentar a eficácia mediante uso de surfactants não-iônicos em suspensões conidiais; desenvolver meios de cultura para produção rápida e estável por fermentação líquida submersa de células leveduriformes conhecidas por blastosporos. Na primeira etapa, isolados virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea foram selecionados pela rápida e elevada atividade inseticida a ninfas e adultos de mosca-branca, bem como alto rendimento de conídios em arroz parboilizado. A adição de surfactantes organosiliconados permitiu a redução do volume de calda aplicado com resultados aditivos ou sinérgicos de controle. Foi ainda verificado que altos rendimentos de blastosporos tanto de B. bassiana como I. fumosorosea foram obtidos em curto tempo de fermentação líquida (3 dias de précultivo e 2-3 dias de cultivo) usando nutrientes de baixo custo, como glucose e farelo de algodão. Esses blastosporos foram tolerantes à dessecação e mantiveram viabilidade por mais de um ano sob refrigeração (4 °C). Os blastosporos foram mais virulentos que conídios aéreos, o que coloca esta estrutura como a mais indicada como ingrediente ativo em bioinseticidas para moscas-brancas. Mediante manipulação nutricional e física do ambiente de fermentação, a produção de blastosporos de B. bassiana foi optimizada mediante aumento da aeração e pressão osmótica do meio líquido. Blastosporos produzidos em meio líquido altamente aerado e hiperosmótico (140 g glucose L-1) mostraram-se mais virulentos à mosca-branca em relação àqueles produzidos em meio hipo-osmótico (40 g glucose L-1). Esse processo foi reproduzido em escala piloto usando biorreator de 5 L resultando numa produção de 1-2 × 1012 blastosporos viáveis L-1 em apenas 3 dias a um custo de US$ 0,19 L-1. Blastosporos de B. bassiana formulados com terra de diatomáceas e secados em fluxo de ar contínuo, ou secados em spray dryer tiveram estabilidade extendida por até 8 meses a 4 °C e superior em relação a 28 °C. Durante empacotamento, o uso de sachês absorventes de oxigênio e umidade prolongou consideravelmente a viabilidade de blastosporos armazenados a 28 °C por até 7 meses sem afetar sua eficiência contra mosca-branca. Em suma, esses resultados demonstram a viabilidade técnica e econômica de produção de blastosporos virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea, tolerantes à dessecação e estáveis durante armazenamento. Esta tecnologia é uma nova opção que pode contribuir para expansão comercial de bioinseticidas à base de fungos entomopatogênicos.

Grapevine anthracnose is an important disease, responsible for severe yield losses in humid regions around the world. This study aimed to: i: identify the causal agents of grapevine anthracnose in Brazil; ii: characterize Elsinoë ampelina isolates from Brazil and Australia by means of phylogenetic analyses, morphological features and pathogenicity tests; iii: develop an efficient method for conidial production of E. ampelina; iv: develop and validate a standard area diagram set (SADs) for assessing anthracnose severity on grapevine leaves; and v: study the temporal and spatial progression of anthracnose in a Brazilian vineyard. To identify the causal agents of the disease, leaves, stems and berries with anthracnose symptoms were collected from 38 vineyards in southern and southeastern Brazil and 39 E. ampelina and 13 Colletotrichum spp. isolates were obtained. For E. ampelina isolates, the internal transcribed spacer (ITS), histone H3 (HIS3) and elongation factor 1-α (TEF) sequences were analysed. HIS3 was the most informative region with 55 polymorphic sites. Seven Colletotrichum species were identified: C. siamense, C. gloeosporioides, C. fructicola, C. viniferum, C. nymphaeae, C. truncatum and C. cliviae. In pathogenicity tests, only E. ampelina isolates caused anthracnose symptoms on Vitis vinifera \'Moscato Giallo\' and Vitis labrusca \'Niagara Rosada\'. To characterize E. ampelina from Brazil and Australia, 35 isolates were analysed. ITS and TEF sequences of all isolates were monomorphic. The haplotype network generated from HIS3 dataset showed four distinct haplotypes. High genetic variability was observed in two Brazilian isolates, haplotype EA4, which may have lost the intron region during species evolution. Colonies showed variable coloration, wrinkled texture, absence of spores and slow growth. Brazilian isolates produced conidia larger than conidia from Australian isolates. To induce the conidial production, mycelial fragments were shake-incubated in rainwater and distilled water for 7 days. Isolates produced different concentrations of conidia and the conidial germination was more than 88.5%. In infectivity tests, conidia caused typical anthracnose symptoms on leaves. The SADs developed comprises six true colour diagrams with severity ranging from 1.1 to 27.4%. The use of the SADs improved the accuracy, precision, agreement and inter-rater reliability of the estimates conducted by 12 raters. The temporal and spatial dynamics of anthracnose was carried out in a \'Niagara Rosada\' vineyard in 2014 and 2015. The incidence of vines with diseased leaves, stems and berries and the severity disease on leaves were recorded. Anthracnose symptoms occurred rapidly after bud break and ontogenic resistance was observed for all organs assessed. The monomolecular model showed the best fit to the incidence progress. Temporal analyses suggest that the progress of anthracnose incidence and severity over time is governed mainly by the primary inoculum due to age-related resistance of the vine organs. Spatial analyses showed a predominantly random spatial pattern of diseased vines. In conclusion, this thesis presents a more in-depth understanding of the aetiology and epidemiology of an important grapevine disease. / Antracnose da videira é uma importante doença, responsável por severas perdas de produtividade em regiões húmidas em diversos locais do planeta. Este estudo objetivou: i: identificar o agente causal da antracnose da videira no Brasil; ii: caracterizar isolados de Elsinoë ampelina do Brasil e Austrália através de análises filogenéticas, morfologia e testes de patogenicidade; iii: desenvolver um método eficiente para produção de conídios de E. ampelina; iv: desenvolver e validar uma escala diagramática para avaliar a severidade de antracnose em folhas; e v: estudar o progresso temporal e espacial da antracnose em um vinhedo brasileiro. Para identificar os agentes causais da doença, folhas, ramos e bagas com sintomas de antracnose foram coletados em 38 vinhedos das regiões sul e sudeste do Brasil e 39 isolados de E. ampelina e 13 isolados de Colletotrichum spp. foram obtidos. Para isolados de E. ampelina, sequências de espaçador interno transcrito (ITS), histona H3 (HIS3) e fator de elongação 1-α (TEF) foram analisadas. HIS3 foi a região mais informativa com 55 sítios polimórficos. Foram identificadas sete espécies de Colletotrichum: C. siamense, C. gloeosporioides, C. fructicola, C. viniferum, C. nymphaeae, C. truncatum e C. cliviae. Nos testes de patogenicidade, somente isolados de E. ampelina causaram sintomas de antracnose em Vitis vinifera \'Moscato Giallo\' e Vitis labrusca \'Niagara Rosada\'. Para a caracterização de E. ampelina do Brasil e Austrália, 35 isolados foram analisados. Sequências de ITS e TEF de todos os isolados foram monomórficas. A rede de haplótipos gerada a partir de sequências de HIS3 resultou na formação de quatro haplótipos. Alta diversidade genética foi observada em dois isolados brasileiros, haplótipo EA4, sugerindo a perda do intron durante a evolução da espécie. Colônias apresentaram coloração variável, textura enrugada, ausência de esporos e lento crescimento. Isolados brasileiros apresentaram conídios maiores que conídios de isolados australianos. Para induzir a esporulação, fragmentos de micélio foram agitados e incubados em água da chuva e água destilada durante 7 dias. Isolados produziram diferentes concentrações de conídios e a germinação foi superior a 88,5%. Nos testes de infectividade, os conídios causaram sintomas de antracnose em folhas. A escala diagramática desenvolvida compreende seis diagramas em cores reais com severidade variando de 1,1 a 27,4%. O uso da escala diagramática melhorou a acurácia, precisão, concordância e reprodutibilidade das estimativas conduzidas por 12 avaliadores. A dinâmica temporal e espacial da antracnose foi conduzida em vinhedo de \'Niagara Rosada\' em 2014 e 2015. A incidência de videiras com folhas, ramos e bagas sintomáticos e a severidade em folhas foram registradas. Os sintomas de antracnose ocorreram rapidamente após a brotação sendo observada resistência ontogênica em todos os órgãos avaliados. O modelo monomolecular mostrou o melhor ajuste para o progresso da incidência. As análises temporais sugerem que o progresso da incidência e severidade durante o tempo é influenciado principalmente pelo inóculo inicial devido à resistência ontogênica dos órgãos. As análises espaciais mostraram um padrão espacial predominantemente aleatório de videiras sintomáticas. Em conclusão, esta tese apresenta uma compreensão mais aprofundada da etiologia e epidemiologia de uma importante doença da videira.

Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biotype B is a cosmopolitan, devastating insect pest due to their direct damages and transmission of plant viruses. Entomopathogenic fungi comprise the most diverse group of pathogens regulating arthropod pest populations in agroecosystems. Anamorphic fungal entomopathogens, including Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea, and Lecanicillium spp., are among the main biocontrol agents of whitefly populations. Advances in research focusing on virulence, mass production, formulation, and storage stability of fungal propagules are imperative for the development of efficient mycopesticides toward whiteflies and other soft-bodied insects. Therefore, this study placed emphasis on screening for virulent fungal strains, enhancement of efficacy using nonionic surfactants in spray tank-mix, development of liquid culture conditions for rapid production and stabilization processes of single-yeast like cells known as blastospores. Firstly, we selected virulent strains of B. bassiana and I. fumosorosea displaying fastest speed of kill and inciting highest mortality levels of whitefly nymphs and adults along with their ability to produce high numbers of conidia on moistened parboiled rice. Secondly, insecticidal performance was enhanced by combining nonionic surfactants with spore suspensions rendering additive or synergistic effects. These surfactants also allowed reducing the volume application rate without altering fungal bioefficacy. Results from liquid fermentation studies using B. bassiana and I. fumosorosea revealed that appropriate amounts of inexpensive ingredients, such as cottonseed flour and glucose, are suitable for the rapid production of high yields of blastospores (3 days pre-culture and 2-3 days culture). The resultant blastospores of various strains survived well to desiccation and remained viable for more than one year under refrigeration. Moreover, these air-dried blastospores of both fungal species showed higher virulence against whitefly nymphs when compared with solid-substrate produced conidia. Optimized liquid culture production for B. bassiana blastospores was also achieved through the manipulation of oxygen rates and osmotic pressure in the liquid media. Furthermore, these blastospores produced in highly aerated and hyperosmotic liquid medium containing 140 g glucose L-1 were also more virulent to whitefly nymphs than those cells derived from low-osmotic medium amended with 40 g glucose L-1. These optimal conditions were also scaled up in 5-L bioreactor that yielded 1-2 × 1012 viable blastospores L-1 in 6 days at a cost of US$ 0.19 L-1. These blastospores were formulated with diatomaceous earth for air drying or for spray drying. Formulated blastospores of B. bassiana survived dehydration using both drying methods and showed improved shelf life when stored under vacuumpackaged at 4 °C rather than 28 °C. However, when these blastospores were actively packaged with dual action oxygen-moisture scavenging system, blastospores showed prolonged stability for up to 7 months at 28 °C and still remained virulent to whiteflies. Therefore, this low-cost production and stabilization method for the rapid production of shelf stable, virulent blastospores of B. bassiana and I. fumosorosea may expand the commercial use of mycopesticides for insect control in mainstream agriculture. / A mosca-branca, Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biótipo B, é uma praga cosmopolita e devastadora devido aos prejuízos oriundos dos seus danos diretos e transmissão de vírus. Fungos entomopatogênicos compreendem um grupo diversificado, que desempenha ação importante na regulação de populações de praga em agroecossistemas. Fungos ascomicetos anamórficos, como Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea e Lecanicillium spp., constituem relevantes agentes de biocontrole de moscas-brancas. Avanços na pesquisa focando virulência, produção massal, formulação e estabilização de propágulos fúngicos são fundamentais para o desenvolvimento de micopesticidas eficientes contra moscas-brancas e outros insetos. Desta forma, este trabalho objetivou selecionar isolados fúngicos virulentos à mosca-branca; aumentar a eficácia mediante uso de surfactants não-iônicos em suspensões conidiais; desenvolver meios de cultura para produção rápida e estável por fermentação líquida submersa de células leveduriformes conhecidas por blastosporos. Na primeira etapa, isolados virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea foram selecionados pela rápida e elevada atividade inseticida a ninfas e adultos de mosca-branca, bem como alto rendimento de conídios em arroz parboilizado. A adição de surfactantes organosiliconados permitiu a redução do volume de calda aplicado com resultados aditivos ou sinérgicos de controle. Foi ainda verificado que altos rendimentos de blastosporos tanto de B. bassiana como I. fumosorosea foram obtidos em curto tempo de fermentação líquida (3 dias de précultivo e 2-3 dias de cultivo) usando nutrientes de baixo custo, como glucose e farelo de algodão. Esses blastosporos foram tolerantes à dessecação e mantiveram viabilidade por mais de um ano sob refrigeração (4 °C). Os blastosporos foram mais virulentos que conídios aéreos, o que coloca esta estrutura como a mais indicada como ingrediente ativo em bioinseticidas para moscas-brancas. Mediante manipulação nutricional e física do ambiente de fermentação, a produção de blastosporos de B. bassiana foi optimizada mediante aumento da aeração e pressão osmótica do meio líquido. Blastosporos produzidos em meio líquido altamente aerado e hiperosmótico (140 g glucose L-1) mostraram-se mais virulentos à mosca-branca em relação àqueles produzidos em meio hipo-osmótico (40 g glucose L-1). Esse processo foi reproduzido em escala piloto usando biorreator de 5 L resultando numa produção de 1-2 × 1012 blastosporos viáveis L-1 em apenas 3 dias a um custo de US$ 0,19 L-1. Blastosporos de B. bassiana formulados com terra de diatomáceas e secados em fluxo de ar contínuo, ou secados em spray dryer tiveram estabilidade extendida por até 8 meses a 4 °C e superior em relação a 28 °C. Durante empacotamento, o uso de sachês absorventes de oxigênio e umidade prolongou consideravelmente a viabilidade de blastosporos armazenados a 28 °C por até 7 meses sem afetar sua eficiência contra mosca-branca. Em suma, esses resultados demonstram a viabilidade técnica e econômica de produção de blastosporos virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea, tolerantes à dessecação e estáveis durante armazenamento. Esta tecnologia é uma nova opção que pode contribuir para expansão comercial de bioinseticidas à base de fungos entomopatogênicos.

Grapevine anthracnose is an important disease, responsible for severe yield losses in humid regions around the world. This study aimed to: i: identify the causal agents of grapevine anthracnose in Brazil; ii: characterize Elsinoë ampelina isolates from Brazil and Australia by means of phylogenetic analyses, morphological features and pathogenicity tests; iii: develop an efficient method for conidial production of E. ampelina; iv: develop and validate a standard area diagram set (SADs) for assessing anthracnose severity on grapevine leaves; and v: study the temporal and spatial progression of anthracnose in a Brazilian vineyard. To identify the causal agents of the disease, leaves, stems and berries with anthracnose symptoms were collected from 38 vineyards in southern and southeastern Brazil and 39 E. ampelina and 13 Colletotrichum spp. isolates were obtained. For E. ampelina isolates, the internal transcribed spacer (ITS), histone H3 (HIS3) and elongation factor 1-α (TEF) sequences were analysed. HIS3 was the most informative region with 55 polymorphic sites. Seven Colletotrichum species were identified: C. siamense, C. gloeosporioides, C. fructicola, C. viniferum, C. nymphaeae, C. truncatum and C. cliviae. In pathogenicity tests, only E. ampelina isolates caused anthracnose symptoms on Vitis vinifera \'Moscato Giallo\' and Vitis labrusca \'Niagara Rosada\'. To characterize E. ampelina from Brazil and Australia, 35 isolates were analysed. ITS and TEF sequences of all isolates were monomorphic. The haplotype network generated from HIS3 dataset showed four distinct haplotypes. High genetic variability was observed in two Brazilian isolates, haplotype EA4, which may have lost the intron region during species evolution. Colonies showed variable coloration, wrinkled texture, absence of spores and slow growth. Brazilian isolates produced conidia larger than conidia from Australian isolates. To induce the conidial production, mycelial fragments were shake-incubated in rainwater and distilled water for 7 days. Isolates produced different concentrations of conidia and the conidial germination was more than 88.5%. In infectivity tests, conidia caused typical anthracnose symptoms on leaves. The SADs developed comprises six true colour diagrams with severity ranging from 1.1 to 27.4%. The use of the SADs improved the accuracy, precision, agreement and inter-rater reliability of the estimates conducted by 12 raters. The temporal and spatial dynamics of anthracnose was carried out in a \'Niagara Rosada\' vineyard in 2014 and 2015. The incidence of vines with diseased leaves, stems and berries and the severity disease on leaves were recorded. Anthracnose symptoms occurred rapidly after bud break and ontogenic resistance was observed for all organs assessed. The monomolecular model showed the best fit to the incidence progress. Temporal analyses suggest that the progress of anthracnose incidence and severity over time is governed mainly by the primary inoculum due to age-related resistance of the vine organs. Spatial analyses showed a predominantly random spatial pattern of diseased vines. In conclusion, this thesis presents a more in-depth understanding of the aetiology and epidemiology of an important grapevine disease. / Antracnose da videira é uma importante doença, responsável por severas perdas de produtividade em regiões húmidas em diversos locais do planeta. Este estudo objetivou: i: identificar o agente causal da antracnose da videira no Brasil; ii: caracterizar isolados de Elsinoë ampelina do Brasil e Austrália através de análises filogenéticas, morfologia e testes de patogenicidade; iii: desenvolver um método eficiente para produção de conídios de E. ampelina; iv: desenvolver e validar uma escala diagramática para avaliar a severidade de antracnose em folhas; e v: estudar o progresso temporal e espacial da antracnose em um vinhedo brasileiro. Para identificar os agentes causais da doença, folhas, ramos e bagas com sintomas de antracnose foram coletados em 38 vinhedos das regiões sul e sudeste do Brasil e 39 isolados de E. ampelina e 13 isolados de Colletotrichum spp. foram obtidos. Para isolados de E. ampelina, sequências de espaçador interno transcrito (ITS), histona H3 (HIS3) e fator de elongação 1-α (TEF) foram analisadas. HIS3 foi a região mais informativa com 55 sítios polimórficos. Foram identificadas sete espécies de Colletotrichum: C. siamense, C. gloeosporioides, C. fructicola, C. viniferum, C. nymphaeae, C. truncatum e C. cliviae. Nos testes de patogenicidade, somente isolados de E. ampelina causaram sintomas de antracnose em Vitis vinifera \'Moscato Giallo\' e Vitis labrusca \'Niagara Rosada\'. Para a caracterização de E. ampelina do Brasil e Austrália, 35 isolados foram analisados. Sequências de ITS e TEF de todos os isolados foram monomórficas. A rede de haplótipos gerada a partir de sequências de HIS3 resultou na formação de quatro haplótipos. Alta diversidade genética foi observada em dois isolados brasileiros, haplótipo EA4, sugerindo a perda do intron durante a evolução da espécie. Colônias apresentaram coloração variável, textura enrugada, ausência de esporos e lento crescimento. Isolados brasileiros apresentaram conídios maiores que conídios de isolados australianos. Para induzir a esporulação, fragmentos de micélio foram agitados e incubados em água da chuva e água destilada durante 7 dias. Isolados produziram diferentes concentrações de conídios e a germinação foi superior a 88,5%. Nos testes de infectividade, os conídios causaram sintomas de antracnose em folhas. A escala diagramática desenvolvida compreende seis diagramas em cores reais com severidade variando de 1,1 a 27,4%. O uso da escala diagramática melhorou a acurácia, precisão, concordância e reprodutibilidade das estimativas conduzidas por 12 avaliadores. A dinâmica temporal e espacial da antracnose foi conduzida em vinhedo de \'Niagara Rosada\' em 2014 e 2015. A incidência de videiras com folhas, ramos e bagas sintomáticos e a severidade em folhas foram registradas. Os sintomas de antracnose ocorreram rapidamente após a brotação sendo observada resistência ontogênica em todos os órgãos avaliados. O modelo monomolecular mostrou o melhor ajuste para o progresso da incidência. As análises temporais sugerem que o progresso da incidência e severidade durante o tempo é influenciado principalmente pelo inóculo inicial devido à resistência ontogênica dos órgãos. As análises espaciais mostraram um padrão espacial predominantemente aleatório de videiras sintomáticas. Em conclusão, esta tese apresenta uma compreensão mais aprofundada da etiologia e epidemiologia de uma importante doença da videira.