Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01 - capa_abstract.pdf: 21561 bytes, checksum: 6b48a9a4c021bab8bbd84b5d506aecaa (MD5) Previous issue date: 2008-02-25 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Insecticides can affect the activity of enzymes of the digestive and energy metabolism of insects. Those enzymes can contribute indirectly in the detoxification process making available energy for maintenance of their defense apparatus against insecticide. The effect of the insecticide can have reflex in the metabolic rate and patterns behavior of the insects. In this study, insects of a population susceptible of the maize weevil, Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae), and two resistant populations to insecticides pyrethroid, with different demographic actings, were exposed to the cipermethrin to evaluate possible alterations in the enzymatic activity, in the metabolic rate and in the pattern behavior of this insects. Concentration-mortality bioassay were accomplished to verify the resistance level of the populations to the cipermethrin. The lethal concentration that it causes 10% of mortality of the insects susceptible (CL10), it was used in the treatment of the three populations for accomplishment of the assay. The enzymatic activity was certain for three enzymes of the energy metabolism (lypase, amylase and trehalase) and four enzymes of the digestive metabolism (cellulase, cysteine-proteinase and serine- proteinase (amydolitic and esterolytic). It was also certain the consumption of O2 and the pattern behavior of the exposed insects to the insecticide. The resistant populations had larger amylase activity, lypase and trehalase, reinforcing the hypothesis of the involvement of those enzymes with the mitigation of the costs physiologic associates to the resistance to insecticides in those populations. However, the treatment with insecticide reduced the specific activity of most of the studied enzymes. On the other hand, the consumption of O2 was similar among the populations and among exposed groups and no exposed to the cypermethrin. The insects of the resistant populations walked larger distances and they had larger medium walking speed, what can be reflex of the largest energy readiness in them. The reduction in the observed enzymatic activity can be resulted of the interference of the insecticide in the synthesis and neuropeptides liberation that affect the activity of the enzymes. Finally, the reduction of the activity of those enzymes might have affected the synthesis and liberation of a group of detoxification enzymes and the additional production of energy to mitigate the physiologic stress provoked by the insecticide. / Inseticidas podem afetar a atividade de enzimas do metabolismo digestivo e energético de insetos. Essas enzimas podem contribuir indiretamente no processo de destoxificação disponibilizando energia para manutenção do mecanismo destoxificativo. O efeito do inseticida pode ter reflexo na taxa metabólica e em padrões comportamentais dos insetos. Neste estudo, insetos de uma população susceptível do caruncho do milho, Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae), e duas populações resistentes a inseticidas piretróides, com desempenhos demográficos diferentes, foram expostas à cipermetrina para avaliar possíveis alterações na atividade enzimática, na taxa metabólica e no padrão comportamental de caminhamento dos insetos. Foram realizados bioensaios de concentração-mortalidade para verificar o nível de resistência das populações à cipermetrina. A concentração letal que causa 10% de mortalidade dos insetos susceptíveis (CL10), foi utilizada no tratamento das três populações para realização dos ensaios. A atividade enzimática foi determinada para três enzimas do metabolismo energético (lipase, amilase e trealase) e quatro enzimas do metabolismo digestivo (celulase, cisteíno-protease e serino- protease amidásica e esterásica). Foi também determinado o consumo de O2 e o padrão comportamental dos insetos expostos ao inseticida. As populações resistentes tiveram maior atividade de amilase, lipase e trealase, reforçando a hipótese do envolvimento dessas enzimas com a mitigação dos custos fisiológicos associados à resistência a inseticidas nessas populações. Entretanto, o tratamento com inseticida reduziu a atividade específica da maioria das enzimas estudadas. Por outro lado, o consumo de O2 foi semelhante entre as populações e entre grupos expostos e não expostos à cipermetrina. Os insetos das populações resistentes caminharam maiores distâncias e tiveram maior velocidade média de caminhamento, o que pode ser reflexo da maior disponibilidade energética neles. A redução na atividade enzimática observada pode ser resultado da interferência do inseticida na síntese e liberação de neuropeptídeos que afetam a atividade das enzimas. Por fim, a redução da atividade dessas enzimas pode ter afetado a síntese e liberação de enzimas destoxificativas e a produção adicional de energia para mitigar o estresse fisiológico provocado pelo inseticida.

Fitness of insecticide resistant insect populations can be different to susceptible insect populations regarding adaptive costs. Therefore, this study investigated the fitness of Eriopis connexa (Germar) (Coleoptera: Coccnellidae) population resistant to lambda-cyhalothrin, as well as its predation rate on Aphis gossypi (Glover) (Hemiptera: Aphididae). The insects used to run the bioassays were reared under laboratory conditions of 25 ± 1oC and 12:12h (L:D) photoperiod and fed with Anagasta kuehniella (Zeller) (Lepidoptera: Pyralidae) eggs. The field resistant population of E. connexa (RR) was maintained under selection pressure at each adult generation in the laboratory by exposing them to the LD50-dose (0.25 mg a.i./mL of lambda-cyhalothrin at technical grade) determined after 12 successive generations of selections in the laboratory. The susceptible population (SS) was reared at the same condition; however, without exposing the insects to the insecticide. Non-treated RR females and treated recovered females (RRr) after lambda-cyhalothrin topic treatment with 0.05, 0.10 and 0.25 mg a.i./mL produced on average 50% less eggs than SS females. All other adult life history characteristics were similar among SS, RR and RRr populations. Among the developmental characteristics for offspring produced by SS, RR, and RRr females was observed lower larval viability and weight of adult males for RRr offspring. Furthermore, females from SS, RR and RRr populations exposed to prey shortage between 3rd- and 13th-day in the adult stage exhibited statistically similar survival ranging from 48 to 63 days. However, egg production was significantly higher for females SS (average = 290 eggs), followed by females RR (180 eggs), and RRr (50 eggs) during this period. The average consumption of cotton aphid during five consecutive days was significantly higher for ladybeetles SS, followed by RR and RRr up to the third day of observation. However, after the fourth day, there was no difference in the aphid consumption among the three populations SS, RR, and RRr. The results show that females RR have lower reproductive output in comparison to females SS, and it is not related to the knockdown effect; however, the costs of recovering from knockdown interferes with egg production under food shortage, with larval viability and adults predation rate. Thus, we can conclude that E. connexa population resistant to the lambda-cyhalothrin exhibits adaptive costs which is increased when subjected to prey shortage. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O desempenho de populações de insetos resistentes a inseticidas pode diferir daquelas susceptíveis caracterizando um custo adaptativo. Assim, este estudo investigou o desempenho de uma população resistente de Eriopis connexa (Germar) (Coleoptera: Coccinellidae) à lambda-cialotrina, bem como sua taxa de predação sobre Aphis gossypii (Glover) (Hemiptera: Aphididae). Os insetos resistentes empregados nos estudos foram criados em laboratório a 25 ± 1oC, fotoperíodo de 12:12h (L:E) e alimentados com ovos de Anagasta kuehniella (Zeller) (Lepidoptera: Pyralidae). A população de campo de E. connexa resistente (RR) foi mantida sob pressão de seleção com tratamento tópico do adulto com 0,5 μl da concentração 0,25 mg i.a./mL de lambda-cialotrina em grau técnico correspondente a DL50 determinada na 12a geração após sucessivas seleções em laboratório. A população susceptível (SS) foi criada sob as mesmas condições sem exposição ao inseticida. Fêmeas RR não tratadas e fêmeas RR recuperadas (RRr) do knockdown após tratamento tópico com lambda-cialotrina nas concentrações 0,05; 0,10 e 0,25 mg de i.a./mL produziram em média 50% menos ovos, comparada as fêmeas SS independente da concentração usada do inseticida. As demais características da fase adulta não diferiram entre fêmeas SS, RR e RRr. Entre as características do desenvolvimento da progênie oriunda de fêmeas SS, RR e RRr observou-se menor viabilidade de larvas e peso de machos para descendentes de fêmeas RRr. Fêmeas submetidas à condição de escassez de presas do 3o ao 13o dia de vida apresentaram sobrevivência similar entre as populações SS, RR e RRr variando de 48 a 63 dias. Porém, a produção de ovos foi maior para fêmeas SS (290 ovos), seguida de fêmeas RR (180 ovos) e RRr (50 ovos) neste período. O consumo médio de pulgões durante cinco dias de observação foi significativamente superior para joaninhas SS que joaninhas RR e RRr, comportando-se desta maneira até o terceiro dia de observação. A partir do quarto dia, no entanto, não é detectada diferença na taxa diária de predação de pulgão entre as três populações SS, RR e RRr. Os resultados mostraram que fêmeas RR apresentam menor desempenho reprodutivo comparado a fêmeas SS, independente da ação knockdown, mas que o custo da recuperação do knockdown interfere na produção de ovos após escassez de alimento, na viabilidade larval e na taxa de predação. Estes resultados mostram que E. connexa possui um custo devido à resistência à lambda-cialotrina, e que o mesmo é aumentado em situações de escassez de presas.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-04-19T11:06:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 594922 bytes, checksum: 31aa9d40b1b286e2bf1174ef2d55e775 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-19T11:06:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 594922 bytes, checksum: 31aa9d40b1b286e2bf1174ef2d55e775 (MD5) Previous issue date: 2005-02-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Diferenças na taxa respiratória e morfologia do corpo gorduroso foram investigadas em populações resistentes e susceptível de Sitophilus zeamais. Os resultados do estudo de citomorfologia do corpo gorduroso e taxa respiratória mostraram que existe relação entre produção de CO2, área de trofócitos e massa corporal, independente do sexo e população. Também existe relação entre a citomorfologia do corpo gorduroso e resistência a inseticidas através de incremento no acúmulo de reservas disponíveis para a resistência a inseticidas. A capacidade de acúmulo de reservas energéticas e mobilização destas, possivelmente compensam o custo de energia associado à resistência a inseticidas na população resistente de Jacarezinho, já que esta não apresenta custo fisiológico associado à resistência. O mesmo não acontece com a população resistente de Juíz de Fora. O segundo estudo desta tese objetivou determinar a existência de assimetria flutuante (AF) nas populações de Sitophilus zeamais, e a relação entre AF e resistência a inseticidas e suas conseqüências potenciais. Os resultados mostram que as populações resistentes a inseticidas possuem valores menores de AF com relação à população susceptível. A população resistente de Jacarezinho apresentou o menor valor de AF. Esta população parece apresentar maior capacidade adaptativa por não apresentar custo fisiológico associado à resistência. Os resultados também mostram que fêmeas das populações de Sete Lagoas e Jacarezinho parecem usar AF como parâmetro para seleção sexual. Por fim, a pressão de seleção exercida pela aplicação de inseticidas possivelmente promoveu na população de Jacarezinho a fixação de genes modificadores de performance adaptativa, revertendo a desvantagem adaptativa. / Differences in respiration rate and fat body morphology were investigated in insecticide susceptible and resistant populations of Sitophilus zeamais. The results of fat body citomorphology and respiration rate showed that there is a relationship between Co2 production, area of trophocytes and body mass, regardless of sex and population. There is also a relationship between fat body citomorphology and insecticide resistance through the accumulation of energy reserves for insecticide resistance. The hability to store and mobilize energy reserves probably compensates the energy cost associated with the insecticide resistance of the Jacarezinho population, which did not show physiological cost associated with the resistance. This does not take place for the population from Juiz de Fora. The second study of the present thesis aimed to determine the fluctuating assimetry (FA) in the populations of Sitophilus zeamais, and the relationship between FA and insecticide resistance with its likely consequences. The results showed that the insecticide resistant populations have lower levels of FA compared with the susceptible population. The resistant population from Jacarezinho showed the lowest FA values. This population seems better adapted for not showing physiological costs associated with insecticide resistance. The results also showed that females from Sete Lagoas and Jacarezinho may use FA as a parameter for sexual selection. It seems that the selection pressure imposed upon the insects from Jacarezinho by the intense insecticide application for a long period of time probably favored the fixation of fitness modifier genes in this population mitigating the adaptative advantage usually associated with insecticide resistance.

Submitted by AMANDA APARECIDA FERNANDES LEMES null (amanda.aflemes@gmail.com) on 2017-11-09T11:32:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Amanda_Aparecida_Fernandes_Lemes.pdf: 1634439 bytes, checksum: 3da6c1a6b018e117ef6f8d99907d3496 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-11-21T14:03:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lemes_aaf_me_jabo.pdf: 1634439 bytes, checksum: 3da6c1a6b018e117ef6f8d99907d3496 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-21T14:03:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lemes_aaf_me_jabo.pdf: 1634439 bytes, checksum: 3da6c1a6b018e117ef6f8d99907d3496 (MD5) Previous issue date: 2017-10-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Um dos principais problemas para o cultivo de brássicas é o dano causado pela traça-das-crucíferas, Plutella xylostella (Linnaeus, 1758) (Lepidoptera: Plutellidae), o que implica na aplicação de grandes volumes de agrotóxicos. Diversos inseticidas são empregados no controle de P. xylostella. Indoxacarbe foi o primeiro inseticida bloqueador de canais de sódio comercializado, com mecanismo de ação diferente do DDT e dos piretroides, apresentando várias vantagens, como baixa toxicidade aos organismos benéficos. Porém, aplicações frequentes de inseticidas para controle de P. xylostella, combinado com fatores biológicos da praga, podem favorecer a seleção de indivíduos resistentes. Até o momento, P. xylostella desenvolveu níveis de resistência a 95 ingredientes ativos, existindo na literatura mais de 55 relatos de resistência para o indoxacarbe, em sete países de diferentes continentes, inclusive no Brasil. Nesse sentido, este estudo objetivou determinar os efeitos subletais e residuais do indoxacarbe em duas populações de P. xylostella, sendo uma coletada no campo e outra de laboratório (suscetível), avaliando e comparando a toxicidade desse inseticida em diferentes concentrações e analisando o comportamento destas duas populações e assim formar uma base teórica para melhorar o manejo desta praga. Foram realizados bioensaios com duas populações (PC- de campo e PL- de laboratório-suscetível) de P. xylostella com o inseticida indoxacarbe na dose comercial (100mg.L-1), avaliando os efeitos residuais do produto 1, 3, 7, 14 e 21 dias após a aplicação. Também foi estimada a CL50 e avaliados os efeitos subletais desse produto aplicado e avaliado após 48 h utilizando-se as concentrações subletais de CL5 (0,37 e 1,01 mg.L-1), CL15 (0,87 e 2,06 mg.L-1) e CL25 (1,44 e 3,16 mg.L-1) para as populações PL e PC, analisando-se algumas características biológicas das populações. A dose comercial de indoxacarbe pulverizada em plantas de couve matou todas as larvas com 1 dia e 3 dias após a aplicação. Os bioensaios de imersão foliar mostraram que o indoxacarbe apresentou alto nível de toxicidade para as lagartas de P. xylostella e os valores de CL50 foram de 3,7 e 6,9 mg.L-1 para a população suscetível e de campo, respectivamente. Os efeitos subletais foram indicados por menor sobrevivência larval e pupal e diminuição das taxas de sobrevivência da prole, devido ao efeito crônico do inseticida para ambas as populações. Houve também um aumento no consumo foliar e diminuição na sobrevivência de adultos na população suscetível e diminuição da fecundidade na população de campo. Os valores médios das taxas reprodutiva líquida (R0), intrínseca de aumento (rm) e de crescimento finito (Λ) foram significativamente menores nos tratamentos do que no grupo controle para ambas as populações. Houve diferença significativa entre as respostas das duas populações. O indoxacarbe mostrou-se eficaz contra P. xylostella, sendo que suas concentrações subletais influem negativamente nas características biológicas do inseto. / The main problem for brassica crops is the damage caused by the diamondback moth, Plutella xylostella, which has led to the application of large volumes of pesticides. Several insecticides are employed in the control of P. xylostella. Indoxacarbe was the first commercially available sodium channel blocker insecticide, with a different mechanism of action than DDTs and pyrethroids, has several advantages, such as low toxicity to beneficial organisms. However, frequent applications of these insecticides to control P. xylostella, combined with biological factors of the pest are favoring the selection of resistant individuals. So far P. xylostella has developed levels of resistance to 95 active ingredients and there are in the literature more than 55 reports of resistance to indoxacarb in seven countries on different continents, including Brazil. In this sense, the objective was to determine the residual and sublethal effects of indoxacarb in two populations of P. xylostella, one collected in the field and the other in the laboratory (susceptible), evaluating and comparing the toxicity of this insecticide in different concentrations and analyzing the behavior of these two populations and thus form a theoretical basis to improve the management of this pest. Bioassays were performed with two populations (PC- field and PL- laboratory) of P. xylostella with the insecticide in commercial dose indoxacarb (100 mg.L-1), evaluating the effects of residual products 1, 3, 7, 14 and 21 days after spray. LC50 was also estimated and the sublethal effects of this product applied and evaluated after 48 h were evaluated using the sublethal concentrations of LC5 (0.37 and 1.01 mg.L-1), LC15 (0.87 and 2.06 mg. L-1) and LC25 (1.44 and 3.16 mg.L-1) for PL and PC populations by analyzing some biological characteristics of the individuals. The commercial dose of indoxacarb sprayed on cabbage plants killed all larvae up to 1 day and 3 days after spray. Leaf-dip bioassays showed that indoxacarb showed a high level of toxicity against P. xylostella larvae and the 48 h LC50 values were 3.7 and 6.9 mg.L-1 for the susceptible and field population, respectively. The sublethal effects were indicated by lower larval and pupal survival and decrease in offspring survival rates, due to the chronic effect of the insecticide for both populations. There was also an increase in foliar consumption and a decrease in adult survival in the susceptible population and decrease in fecundity in the field population. The mean values of net reproductive rate (R0), intrinsic rate of increase (rm), finite rate of increase (Λ) were significantly lower in the treatments than in the control group for both populations. There were significant differences between the responses of the two populations. The indoxacarb was effective against P. xylostella and its sublethal concentrations negatively influence the biological characteristics of the insect. / CNPq: 134536/2015-0

O inseticida spinosad tem sido um dos mais utilizados para o controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) no Brasil, devido à sua eficácia e ao seu mecanismo de ação único (modulador alostérico de receptores nicotínicos da acetilcolina). Para fornecer subsídios a um programa de manejo da resistência, foram realizados estudos para compreender as bases genéticas e moleculares da resistência de S. frugiperda a este inseticida. Inicialmente, foi selecionada uma linhagem de S. frugiperda resistente a spinosad (Spin-res) em laboratório por meio da técnica \"F2 screen\". A razão de resistência, baseada na CL50, foi de aproximadamente 890 vezes. A partir de cruzamentos recíprocos entre a linhagem suscetível (Sus) e Spin-res, constatou-se que o padrão de herança da resistência de S. frugiperda a spinosad é autossômica e incompletamente recessiva. Retrocruzamentos da progênie F1 de cruzamentos recíprocos com a linhagem Spin-res confirmaram a hipótese de herança poligênica da resistência, com número mínimo de segregações independentes variando de 1,86 a 2,45. Além disso, observou-se um elevado custo adaptativo associado à resistência de S. frugiperda a spinosad, baseado nos parâmetros da tabela de vida e fertilidade. A partir dos dados de seqüenciamento de quatro bibliotecas de cDNA de lagartas de quarto ínstar das linhagens Sus e Spin-res (expostas ou não a spinosad), utilizando a plataforma HiScan1000&reg; (Illumina&copy;), foi realizada a comparação do perfil de transcrição e expressão diferencial de genes entre as linhagens Sus e Spin-R. O transcritoma foi montado utilizando a estratégia de novo contendo cerca de 19 milhões de leituras single-end com qualidades de score acima de 30, gerando 42406 transcritos com o N50 de 598 pb. A busca por similaridade no banco de dados não-redundante (nr) do NCBI, possibilitou a anotação funcional de 24980 (59%) transcritos, alinhando-se a Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) e Spodoptera spp. com 22,5; 3,81 e 3,6% das sequências respectivamente. Foram identificados 2903 transcritos apresentando expressão diferencial (P <= 0,05, t-test; fold-change > 2) entre as linhagens Spin-res e Sus. Dentre os transcritos relacionados a enzimas do complexo metabólico, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathiona S-transferases, uma carboxilesterase e uma esterase foram superexpressas na linhagem Spin-res. Além disso, foi observada a superexpressão de 15 genes relacionados à produção energética na linhagem Spin-res, o que pode estar relacionada ao elevado custo adaptativo associado à resistência. Análises de PCR quantitativo em tempo real confirmaram que os padrões de expressão foram consistentes com os resultados de RNA-seq. Bioensaios com os sinergistas PBO e DEM mostraram pouco envolvimento de enzimas P450 e nenhum envolvimento de glutationa S-transferases na resistência de S. frugiperda a spinosad. O sequenciamento da subunidade &alpha;6 do receptor nicotínico de acetilcolina de ambas linhagens demonstrou a existência de uma mutação sinônima entre as duas linhagens (G567A), indicando que a subunidade &alpha;6 não é a única relacionada à resistência de S. frugiperda a spinosad. / Spinosad has been one of the most used insecticides to manage Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) in Brazil, due to its efficacy and unique mode of action (nicotinic acetylcholine receptor allosteric modulator). To support an insect resistance management program (IRM), we selected and characterized in laboratory a spinosad-resistant strain (Spin-res) of S. frugiperda using the F2 screen method. The resistance ratio, based on LC50, was &asymp; 890-fold. Based on reciprocal crosses between susceptible (Sus) and Spin-res, the inheritance of spinosad resistance in S. frugiperda was autosomal incompletely recessive. Backcrosses between the F1 from reciprocal crosses and the parental Spin-res revealed a polygenic resistance, with an estimation of at least 1.86 to 2.45 genes related to spinosad resistance. Furthermore, it was observed a strong fitness cost associated to spinosad-resistance in Spin-res strain, based on the life table and fertility parameters. The characterization of the transcriptional profile and the differential gene expression comparison between susceptible and spinosad-resistant strains of Spodoptera frugiperda were obtained from the sequencing of cDNA libraries from fourth instar larvae of Sus and Spin-res strains (exposed or not to spinosad) using a HiScan1000&reg; platform (Illumina&copy;). The transcriptome was de novo assembled using nearly 19 million single-end reads with quality score over 30, yielding 42,406 transcripts with a N50 of 598 bp. Based on similarity search in the non-redundant (nr) nucleotide database, 24,980 (59%) transcripts were annotated. Most of the transcripts aligned to Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) and Spodoptera spp., with 22.5%, 3.81, and 3.6, respectively. We identified 2,032 differentially expressed transcripts (P <= 0.05, t-test; fold-change > 2) between the susceptible and spinosad-resistant strains. Among metabolic enzyme transcripts, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathione S-transferases, one carboxylesterase and one esterase were up-regulated in the spinosad-resistant strain. In addition, it was observed 15 genes superexpressed in spinosad-resistant strain related to energy production, which can be related to the high fitness cost associated with resistance. Quantitative real-time PCR analysis showed that patterns of gene expression were consistent with RNA-seq results. Synergistic bioassays using PBO and DEM showed little involvement of P450s in spinosad-resistance and lack of involvement regarding the glutathione Stransferases. Furthermore, we sequenced and compared the subunit &alpha;6 from the nicotinic acetylcholine receptor of S. frugiperda Spin-res and Sus strains. Only one synonymous mutation within the two strains (G567A) was found, showing that the &alpha;6 is not the only subunit involved in S. frugiperda resistance to spinosad.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 526506 bytes, checksum: 599838531677d80fdf541112b66fb2cd (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objectives of the present study were to evaluate the ozone toxicity to populations of Tribolium castaneum, Rhyzopertha dominica and Oryzaephilus surimanensis, to determine if there is cross resistance between ozone and phosphine; to verify if there is relationship between the ozone toxicity and respiratory metabolism of the insects; to determine the reproductive standards of the populations in the absence of selective pressure and provide evidence of adaptive costs associated with phosphine resistance. Sixteen Brazilian populations of T. castaneum, 11 of R. dominica and nine of O. surinamensis were collected from the states of Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Paraná and São Paulo. In the toxicity bioassays, the concentration of the ozone was fixed in 150 ppm (2 L min-1 flow). The lethal exposure time for 50 or 95% of mortality (TL50 and TL95) of each insect population was estimated through time-response bioassays and used to calculate respective resistance ratios (RRs). The respiratory and instantaneous growth rates (ri) of each population of three species were evaluated. In addition, the development and population growth rate of two phosphine resistant and two susceptible populations of each specie were evaluated. None of the tested populations showed ozone resistance. The resistance ratios at TL50 of the populations of T. castaneum, R. dominica and O. surinamensis ranged, respectively, from 1.00 to 1.76, 1.03 to 1.32, and 1.0 to 1.58- fold. In contrast, some of these populations showed high resistance to phosphine, indicating that there was no cross resistance between ozone and phosphine. Different respiratory standards were observed among the populations of each species, suggesting that ozone toxicity was not influenced by the respiratory metabolism of insects. Different reproductive standards were found in the development and populational growth rates, where some phosphine resistant populations showed adaptative costs in the absence of the insecticide. Since these populations did not show ozone resistance, independent of the resistance or susceptibility to phosphine, ozone can be one of the major eco-friendly alternative to phosphine for use in managing resistant pest populations. / Este trabalho teve por objetivos avaliar a toxicidade do ozônio a populações de Tribolium castaneum, Rhyzopertha dominica e Oryzaephilus surimanensis; determinar se existe resistência cruzada entre o ozônio e a fosfina; averiguar se há relação entre a toxicidade do ozônio e o metabolismo respiratório dos insetos; determinar os padrões reprodutivos das populações na ausência de pressão seletiva e prover evidências de custos adaptativos associados à resistência à fosfina. Foram utilizadas 16 populações brasileiras de T. castaneum, 11 de R. dominica e nove de O. surinamensis coletadas nos estados de Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Paraná e São Paulo. Nos bioensaios de toxicidade, fixou-se a concentração do ozônio em 150 ppm, em fluxo contínuo de 2 L min-1. Os tempos letais para causar 50 e 95% de mortalidade (TL50 e TL95) de cada população foram estimados por meio de bioensaios de tempo-resposta e usados para calcular as respectivas razões de resistência (RRs). Os padrões da taxa respiratória e do crescimento instantâneo (ri) de cada população das três espécies foram avaliados. Adicionalmente, foram avaliadas as taxas de desenvolvimento e de crescimento populacional de duas populações resistentes à fosfina e duas susceptíveis de cada espécie. Nenhuma das populações estudadas mostrou resistência ao ozônio. A razão de resistência para os TL50 das populações de T. castaneum, R. dominica e O. surinamensis variou, respectivamente, de 1,00 a 1,76; 1,03 a 1,32; e 1,0 a 1,58 vezes da população de maior para a de menor susceptibilidade. Por outro lado, algumas destas populações apresentam elevada resistência à fosfina, indicando que não há resistência cruzada entre o ozônio e a fosfina. Foram observados diferentes padrões respiratórios entre as populações de cada espécie, indicando que a toxicidade do ozônio não teve relação com o metabolismo respiratório dos insetos. Diferentes padrões reprodutivos foram verificados nas taxas de desenvolvimento e de crescimento populacional, onde algumas populações resistentes à fosfina apresentaram custo adaptativo na ausência do inseticida. Como essas populações não mostraram resistência ao ozônio, independentemente de serem resistentes ou susceptíveis à fosfina, é possível que o ozônio venha a se tornar uma alternativa ao uso da fosfina nos programas de manejo de resistência a esse fumigante.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 819713 bytes, checksum: bc07208206271366ce40b847926f6f9c (MD5) Previous issue date: 2009-02-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The maize weevil, Sitophilus zeamais Motschulsky, 1855 (Coleoptera: Curculionidae) is considered the main pest of stored maize in Brazil and its control is achieved mainly by insecticides. The massive and intensive use of these compounds may lead to selection of resistant populations and consequently compromise the control efficacy of this insect pest in Brazilian storage facilities. This work was a survey of physiological and behavioral resistance to the insecticides esfenvalerate, permethrin and the insecticide mixture esfenvalerate + fenitrothion in 27 populations of S. zeamais collected in several Brazilian counties and Paraguay, and also investigated possible costs associated with this phenomenon. The insects were subjected to concentration-mortality bioassays to determine the lethal concentrations LC50 and CL95. The populations were also subjected to two walking trials on surfaces treated and untreated with dried insecticide residues for detection of behavioral resistance. We also determined the instantaneous rate of population increase (ri), maize consumption and body mass of individuals of each population. We also determined the respiration rate, as well as amylase and lipase activity of the insects from each population as an indication of their metabolic rate. The concentrationmortality bioassays indicated resistance ratios ranging from 0.63 to 66.65x for esfenvalerate, 1.00 to 5.02x for the insecticide mixture esfenvalerate + fenitrothion from 0.79 to 69.59x for permethrin compared with the susceptible standard population (Sete Lagoas). These results indicate a decrease in pyrethroid resistance in Brazilian populations of maize weevil compared with previous studies. The behavioral characteristics of walking in treated area varied among populations and sex. There was avoidance to permethrin- and esfenvalerate- treated surfaces by females from different populations. There was no correlation between physiological and behavioral resistance, indicating that physiological resistance is independent of behavioral resistance in the populations tested. There was no significant difference in the instantaneous rate of increase (ri), body mass and respiration rate among the insects. In contrast, there were significant differences in food consumption and amylase and lipase activity among populations. Therefore, we conclude that there was no fitness cost associated with levels of resistance observed in the populations studied. / O caruncho do milho, Sitophilus zeamais Motschulsky, 1855 (Coleoptera: Curculionidae) é considerado a principal praga do milho armazenado no Brasil, sendo o seu controle realizado principalmente por inseticidas. A utilização maciça e intensa destes compostos pode levar à seleção de populações resistentes e, conseqüentemente, à diminuição da eficiência do controle deste inseto-praga em armazéns brasileiros. Neste trabalho foi realizado um levantamento da resistência fisiológica e comportamental aos inseticidas esfenvalerato, permetrina e a mistura esfenvalerato + fenitrotiona em 27 populações de S. zeamais coletadas em várias cidades brasileiras e no Paraguai, investigando também, possíveis custos adaptativos relacionados ao fenômeno. Os insetos foram submetidos a bioensaios de concentração-mortalidade com determinação das concentrações letais CL50 e CL95. As populações foram também submetidas a dois ensaios de caminhamento em superfície tratada e não-tratada com resíduo seco de inseticida para detecção de resistência comportamental. Foram também determinados a taxa instantânea de crescimento populacional (ri), o consumo de grão de milho e massa corporal dos indivíduos de cada população estudada. Determinou-se ainda a taxa respiratória, a atividade de amilase e de lipase como indicativo da taxa metabólica dos insetos. Os resultados dos bioensaios de mortalidade indicaram variação da razão de resistência de 0,63 a 66,65 vezes para esfenvalerato, de 1,00 a 5,02 vezes para a mistura esfenvalerato + fenitrotiona e de 0,79 a 69,59 vezes para permetrina em relação à população padrão de suscetibilidade (Sete Lagoas). Estes resultados indicam uma diminuição da resistência a piretróides em populações brasileiras de caruncho do milho em relação a estudos anteriores. As características comportamentais de caminhamento na área tratada variaram entre as populações e sexo. Houve repelência de fêmeas para permetrina e esfenvalerato quando comparado entre as populações. Não foi detectada correlação entre a resistência fisiológica e a resistência comportamental, evidenciando que a resistência fisiológica é independente da resistência comportamental nas populações testadas. Não se detectou diferença significativa na taxa instantânea de crescimento (ri), na massa corpórea e na taxa respiratória dos insetos. Detectou-se diferenças no consumo alimentar e na atividade de amilase e atividade de lipase entre as populações testadas. Assim, podemos concluir que não houve custo adaptativo associado aos níveis de resistência verificados nas populações estudadas.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 316593 bytes, checksum: 9211416fdf4f9f4ea32b6492965b28a1 (MD5) Previous issue date: 2010-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The predatory mite Phytoseiulus macropilis (Banks) (Acari: Phytoseiidae) has great potential as a biological control agent of spider mite Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae). However, chemical control may adversely affect the effectiveness of this predator. An alternative that would exploit the potential presented by P. macropilis as natural enemy of spider mite would be the selection of individuals resistant to pesticides from major collections in the areas of cash crops, since these individuals would be under constant selective pressure of one or more pesticides. Thus, the objective was to identify individuals of P. macropilis resistant to acaricides abamectin and dimethoate and possible fitness cost linked to this resistance. It took account of these two pesticides with insecticide-acaricide action because they are more invested in strawberry crops in the state of Minas Gerais for the control of spider mite. To that end, this dissertation were evaluated: i) the lethal toxicity of the acaricides abamectin and dimethoate on two populations of P. macropilis, coming from a conventional farming in the region of Barbacena-MG and the other from a greenhouse on the campus of Universidade Federal de Viçosa, ii) the instantaneous rate of increase (ri), rate of predation on spider mite and capacity foraging to volatile plant infested with spider mite for the two populations of P. macropilis. It was concluded that the population collected in conventional system in the region of Barbacena showed resistance to dimethoate and that this resistance is not associated with fitness cost compared to susceptible individuals. / O ácaro predador Phytoseiulus macropilis (Banks) (Acari: Phytoseiidae) possui grande potencial como agente de controle biológico do ácaro-rajado Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae). No entanto, o controle químico pode interferir negativamente na efetividade deste predador. Uma alternativa que permitiria explorar o potencial apresentado por P. macropilis como inimigo natural do ácaro-rajado seria a seleção de indivíduos resistentes aos principais pesticidas a partir de coletas em áreas de cultivos comerciais, pois estes indivíduos estariam sob pressão seletiva constante de um ou mais pesticidas. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi identificar indivíduos de P. macropilis resistentes aos acaricidas abamectina e dimetoato e o possível custo adaptativo ligado a esta resistência. Levou-se em consideração estes dois pesticidas com ação acaricida-inseticida por serem os mais aplicados em cultivos de morangueiro no estado de Minas Gerais para o controle do ácaro-rajado. Para tanto, nesta dissertação foram avaliados: i) A toxicidade letal dos acaricidas abamectina e dimetoato sobre duas populações de P. macropilis, uma oriunda de cultivo convencional da região de Barbacena-MG e a outra proveniente de casa de vegetação do campus da Universidade Federal de Viçosa; ii) A taxa instantânea de crescimento populacional (ri), taxa de predação sobre o ácaro-rajado e capacidade de forrageamento a voláteis de plantas infestadas com o ácaro-rajado para as duas populações de P. macropilis. Concluiu-se que a população coletada em cultivo convencional na região de Barbacena apresentou resistência a dimetoato e que esta resistência não está associada a custo adaptativo em relação a indivíduos susceptíveis.

O inseticida spinosad tem sido um dos mais utilizados para o controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) no Brasil, devido à sua eficácia e ao seu mecanismo de ação único (modulador alostérico de receptores nicotínicos da acetilcolina). Para fornecer subsídios a um programa de manejo da resistência, foram realizados estudos para compreender as bases genéticas e moleculares da resistência de S. frugiperda a este inseticida. Inicialmente, foi selecionada uma linhagem de S. frugiperda resistente a spinosad (Spin-res) em laboratório por meio da técnica \"F2 screen\". A razão de resistência, baseada na CL50, foi de aproximadamente 890 vezes. A partir de cruzamentos recíprocos entre a linhagem suscetível (Sus) e Spin-res, constatou-se que o padrão de herança da resistência de S. frugiperda a spinosad é autossômica e incompletamente recessiva. Retrocruzamentos da progênie F1 de cruzamentos recíprocos com a linhagem Spin-res confirmaram a hipótese de herança poligênica da resistência, com número mínimo de segregações independentes variando de 1,86 a 2,45. Além disso, observou-se um elevado custo adaptativo associado à resistência de S. frugiperda a spinosad, baseado nos parâmetros da tabela de vida e fertilidade. A partir dos dados de seqüenciamento de quatro bibliotecas de cDNA de lagartas de quarto ínstar das linhagens Sus e Spin-res (expostas ou não a spinosad), utilizando a plataforma HiScan1000&reg; (Illumina&copy;), foi realizada a comparação do perfil de transcrição e expressão diferencial de genes entre as linhagens Sus e Spin-R. O transcritoma foi montado utilizando a estratégia de novo contendo cerca de 19 milhões de leituras single-end com qualidades de score acima de 30, gerando 42406 transcritos com o N50 de 598 pb. A busca por similaridade no banco de dados não-redundante (nr) do NCBI, possibilitou a anotação funcional de 24980 (59%) transcritos, alinhando-se a Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) e Spodoptera spp. com 22,5; 3,81 e 3,6% das sequências respectivamente. Foram identificados 2903 transcritos apresentando expressão diferencial (P <= 0,05, t-test; fold-change > 2) entre as linhagens Spin-res e Sus. Dentre os transcritos relacionados a enzimas do complexo metabólico, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathiona S-transferases, uma carboxilesterase e uma esterase foram superexpressas na linhagem Spin-res. Além disso, foi observada a superexpressão de 15 genes relacionados à produção energética na linhagem Spin-res, o que pode estar relacionada ao elevado custo adaptativo associado à resistência. Análises de PCR quantitativo em tempo real confirmaram que os padrões de expressão foram consistentes com os resultados de RNA-seq. Bioensaios com os sinergistas PBO e DEM mostraram pouco envolvimento de enzimas P450 e nenhum envolvimento de glutationa S-transferases na resistência de S. frugiperda a spinosad. O sequenciamento da subunidade &alpha;6 do receptor nicotínico de acetilcolina de ambas linhagens demonstrou a existência de uma mutação sinônima entre as duas linhagens (G567A), indicando que a subunidade &alpha;6 não é a única relacionada à resistência de S. frugiperda a spinosad. / Spinosad has been one of the most used insecticides to manage Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) in Brazil, due to its efficacy and unique mode of action (nicotinic acetylcholine receptor allosteric modulator). To support an insect resistance management program (IRM), we selected and characterized in laboratory a spinosad-resistant strain (Spin-res) of S. frugiperda using the F2 screen method. The resistance ratio, based on LC50, was &asymp; 890-fold. Based on reciprocal crosses between susceptible (Sus) and Spin-res, the inheritance of spinosad resistance in S. frugiperda was autosomal incompletely recessive. Backcrosses between the F1 from reciprocal crosses and the parental Spin-res revealed a polygenic resistance, with an estimation of at least 1.86 to 2.45 genes related to spinosad resistance. Furthermore, it was observed a strong fitness cost associated to spinosad-resistance in Spin-res strain, based on the life table and fertility parameters. The characterization of the transcriptional profile and the differential gene expression comparison between susceptible and spinosad-resistant strains of Spodoptera frugiperda were obtained from the sequencing of cDNA libraries from fourth instar larvae of Sus and Spin-res strains (exposed or not to spinosad) using a HiScan1000&reg; platform (Illumina&copy;). The transcriptome was de novo assembled using nearly 19 million single-end reads with quality score over 30, yielding 42,406 transcripts with a N50 of 598 bp. Based on similarity search in the non-redundant (nr) nucleotide database, 24,980 (59%) transcripts were annotated. Most of the transcripts aligned to Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) and Spodoptera spp., with 22.5%, 3.81, and 3.6, respectively. We identified 2,032 differentially expressed transcripts (P <= 0.05, t-test; fold-change > 2) between the susceptible and spinosad-resistant strains. Among metabolic enzyme transcripts, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathione S-transferases, one carboxylesterase and one esterase were up-regulated in the spinosad-resistant strain. In addition, it was observed 15 genes superexpressed in spinosad-resistant strain related to energy production, which can be related to the high fitness cost associated with resistance. Quantitative real-time PCR analysis showed that patterns of gene expression were consistent with RNA-seq results. Synergistic bioassays using PBO and DEM showed little involvement of P450s in spinosad-resistance and lack of involvement regarding the glutathione Stransferases. Furthermore, we sequenced and compared the subunit &alpha;6 from the nicotinic acetylcholine receptor of S. frugiperda Spin-res and Sus strains. Only one synonymous mutation within the two strains (G567A) was found, showing that the &alpha;6 is not the only subunit involved in S. frugiperda resistance to spinosad.