Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-13T15:04:42Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Marcos da Silveira Neto.pdf: 2631812 bytes, checksum: b75b5dd740260c8e5df8486b6a787c94 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T15:04:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Marcos da Silveira Neto.pdf: 2631812 bytes, checksum: b75b5dd740260c8e5df8486b6a787c94 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / FACEPE / No Brasil as espécies D. flavipennella e D. saccharalis tem uma grande importância para o setor sucroalcooleiro por causar danos em cana-de-açúcar. Os estágios de ovo, larva, pupa e adulto são muito parecidos entre essas espécies e a identificação pode ser confusa. O Espaçador Interno Transcrito 2 (ITS2) do locus DNA ribossomal, que tem um papel importante no processamento do DNAr, vem sendo aplicado em estudos filogenéticos e populacionais por ter como característica divergência evolutiva. Este trabalho tem como objetivo compreender o grau de divergência evolutiva entre as espécies D. flavipennella e D. saccharalis com base no marcador ITS 2, analisar sua estrutura e características funcionais. O DNA foi extraído de amostras de ovo, lagarta e adulto. Foi realizada PCR e os amplicons foram purificados e sequenciados. As sequências foram analisadas com o programa MEGA 5.01. O tamanho do ITS 2 foi de 410 pb em D. flavipennella e 448 pb em D. saccharalis. O conteúdo de GC foi similar entre as duas espécies. As sequências apresentaram regiões conservadas intercaladas por regiões variáveis. Algumas regiões conservadas apresentavam motivos presentes também em espécies de diferentes grupos, provavelmente associados às estruturas participantes no processamento do RNA pós-transcricional. Três repetições microssatélites estavam presentes em D. saccharalis e ausentes em D. flavipennella, contribuindo para a diferença de tamanho entre as duas espécies. Apesar da divergência existente entre as sequências das espécies, existem regiões que são conservadas em níveis taxonômicos mais altos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-31Bitstream added on 2014-06-13T19:25:11Z : No. of bitstreams: 1 pinheiro_do_dr_botib.pdf: 3614579 bytes, checksum: 8d32e6b40dd93574285a32aebb7eb29d (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A Diatraea saccharalis (broca da cana) afeta a cultura da cana-de-açúcar e tem sido controlada pelo endoparasitóide Cotesia flavipes; pouco se sabe sobre a morfologia do intestino médio-IM da broca da cana, bem como sobre o efeito do endoparasitismo nesse órgão. O objetivo deste trabalho é, primeiramente, caracterizar morfológica e morfometricamente as células epiteliais ao longo do IM de D. saccharalis, além de verificar o efeito do endoparasitismo pelos mesmos parâmetros. Objetivamos, ainda, estudar a matriz peritrófica, a atividade específica de amilase, o processo de morte celular e o teor de óxido nítrico ao longo do IM, visando determinar o efeito do endoparasitismo nas diferentes regiões do IM. Fragmentos do IM de larvas de D. saccharalis não-parasitadas e parasitadas, subdividido em regiões, foram processados segundo técnica específica para cada tipo das seguintes análises: ao nível de microscopia de luz (histoquímica, morfometria, determinação de atividade enzimática de SDH e NADH-TR e técnica do TUNEL), de microscopia de fluorescência, de microscopia eletrônica (transmissão e varredura), além de determinação bioquímica de atividade específica de amilase e de teor de óxido nítrico em extratos do IM. Nossos resultados mostraram que a morfologia geral das células epiteliais ao longo do IM de larvas de D. saccharalis não parasitadas é semelhante à de outras larvas de Lepidoptera e que existem diferenças morfológicas e morfométricas nas células epiteliais apontando a existência de duas regiões morfo-funcionais distintas no IM, anterior e posterior, com área de transição. O desenvolvimento do endoparasita dentro da hemocele da broca da cana altera as células epiteliais do inseto hospedeiro. O estudo morfométrico mostrou que houve aumento citoplasmático e nuclear das células colunares da região posterior, e das células... / The Diatraea saccharalis (sugarcane borer) affect the sugarcane crop and has been widely controlled by the endoparasitoid Cotesia flavipes; however, very little is known about the midgut morphology of the sugarcane borer, as well as the effect of the endoparasitism in this organ. This work aims to characterize morphological and morphometrically the epithelial cells along the midgut of D. saccharalis, and verify the effect of the endoparasitism by the same parameters. Besides, we intend to study the peritrophic matrix, the specific amylase activity, the cell death process and the nitric oxide level along the midgut, to determine the effect of the endoparasitism in the different midgut regions. Fragments of the D. saccharalis midgut regions from nonparasitized and parasitized larvae were processed according by specific techniques for each analysis: light microscopy (histochemistry, morphometry, enzymatic activity of SDH and NADH-TR and TUNEL technique), fluorescence microscopy, electron microscopy (transmission and scanning), as well as the biochemical analyses of specific amylase activity and nitric oxide level in midgut extracts. Our results showed that the general morphology of the epithelial cells along the midgut of non-parasitized larvae is similar to the others Lepidoptera larvae, and that there are morphological and morphometric differences in the epithelial cells suggesting the existence of two distinct morpho-functional regions in the midgut, anterior and posterior, with transitional region. The endoparasite development into the sugarcane borer hemocoel affect the epithelial cells of the insect host. The morphometric study showed the cytoplasmic and nuclear increase in both the columnar cells at the posterior midgut region and goblet cells along the midgut length. The numerous mitochondria of the epithelial cells showed matrix... (Complete abstact click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4607_1.pdf: 1997478 bytes, checksum: a597005ed147a9e3dd65d44c6ef1581d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Espécies do gênero Beauveria são bastante estudadas e apresentam importância no controle biológico, são de ocorrência cosmopolita podendo ser isolados de insetos e do solo, onde podem subsistir por longo período. A patogenicidade de fungos a artrópodes está relacionada à atividade enzimática e variabilidade genética, como também condições ambientais favoráveis, podendo ser utilizados no controle de várias ordens de insetos de importância econômica. Este trabalho teve como objetivo avaliar linhagens do gênero quanto à morfologia, diversidade genética através de marcadores de ISSR e análise da seqüência da região ITS1-5.8S-ITS2, como também a ação patogênica e viabilidade destas linhagens sobre larvas de Diatraea saccharalis (Fabricius) (Lepidoptera: Crambidae), importante praga da cana-de-açúcar, visando novas perspectivas para o controle de insetos-praga. A partir dos resultados obtidos foi possível verificar que as linhagens apresentam características morfológicas compatíveis com as descritas para o gênero, a alta variabilidade genética, bem como ação patogênica sobre a broca da cana-de-açúcar, sugerindo que as mesmas possuem potencial para serem utilizadas em programas de controle da praga

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2018-05-24T20:32:41Z No. of bitstreams: 2 Charles Seuchuco.pdf: 1461597 bytes, checksum: d1fe07c8c4b16541956c362cc1acb19c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-24T20:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Charles Seuchuco.pdf: 1461597 bytes, checksum: d1fe07c8c4b16541956c362cc1acb19c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-05 / Diatraea saccharalis, known as a sugarcane borer, is a moth of the Lepidoptera order, being one of the main pests on sugarcane, responsible for damage to the sugar and alcohol industries. The fat body is the organ responsible for several functions during the larval phase of insects, mainly in charge of synthesizing molecules with metabolic actions. The success in insects’ adaptation is due to its efficient defense system, in which the fat body is able to synthesize antimicrobial peptides (AMP’s) and secrete them in the hemolymph, where they act as a defense mechanism against pathogens. AMP’s has a cationic character and present the capacity to interact with negative charge molecules of the bacteria, leading to the disintegration of their membranes. Considering the concerns regarding bacterial resistance to antibiotics and antimicrobial properties of AMP’s, such as fast-acting, varied mechanisms of action and wide range against Gram-positive and Gram-negative bacteria; it has become appropriate to carry out studies to use AMP’s as alternative or complementary antibiotic. In D. saccharalis, AMP’s with antimicrobial action have been reported in recently published papers using proteomic methodology. Thereby, this study aimed to perform the differential analysis of the proteins and peptides of the fat body in the 5th instar of larvae challenged with Escherichia coli, Bacillus subtilis and Beauveria bassiana; using the two-dimensional electrophoresis technique (2-DE), with 12.5% SDS-PAGE tricine gels, MALDI-TOF type mass spectrometry and the research in protein databases (Mascot and TagIdent). After analysis, six defense proteins of the innate immune system were found using the TagIdent identification tool: apolipophorin-3, attacin, attacin-F, Peptidoglycan recognition protein (PGRPs), putative defense protein 1 and putative defense protein 3. The AMP attacin presented a positive regulation in relation to the control gel indicating that the B. bassiana septic challenge stimulated the immune system of D. saccharalis. This study provides the first reports of proteins of the immune system produced by the adipose tissue of D. saccharalis. / A Diatraea saccharalis, conhecida como broca-da-cana, é uma mariposa da ordem Lepidoptera, tratando-se de uma das principais pragas da cana-de-açúcar, responsável por prejuízos à indústria de açúcar e de álcool. O corpo gorduroso é o órgão responsável por várias funções durante a fase larval dos insetos, principalmente encarregado de sintetizar moléculas com ações metabólicas. O sucesso na adaptação dos insetos se deve ao seu eficiente sistema de defesa, no qual o tecido gorduroso é capaz de sintetizar peptídeos antimicrobianos (PAM’s) e secretá-los na hemolinfa, onde atuam como mecanismo de defesa contra patógenos. Os PAM’s têm caráter catiônico e apresentam capacidade de interagir com as moléculas de carga negativas das bactérias, levando a desintegração de suas membranas. Considerando as preocupações em relação à resistência bacteriana a antibióticos e às propriedades antimicrobianas dos PAM’s como ação rápida, mecanismos de ação variados e amplo espectro contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, têm se tornado atrativo para a realização de estudos para utilização de PAM’s como antibiótico alternativo ou complementar. Em D. saccharalis já foram relatados PAM’s com ação antimicrobiana em artigos recentemente publicados empregando metodologia proteômica. Desta forma, este trabalho teve como objetivo realizar a análise diferencial das proteínas e peptídeos do corpo gorduroso no 5° instar de larvas controles e desafiadas com Escherichia coli, Bacillus subtilis e Beauveria bassiana, utilizando eletroforese bidimensional (2-DE) com géis tricina SDS-PAGE 12,5%, espectrometria de massas do tipo MALDI-ToF e a pesquisa em bancos de dados de proteínas (Mascot e TagIdent). Após análise, foram encontradas seis proteínas de defesa do sistema imune inato utilizando a ferramenta de identificação TagIdent, sendo elas Apolipophorin-3, Atacina, Atacina-F, Proteína de reconhecimento de peptidoglicano (PGRPs), Provável proteína de defesa 1 e Provável proteína de defesa 3. O PAM Atacina apresentou regulação positiva em relação ao gel controle, indicando que o desafio séptico por B. bassiana estimulou o sistema imune da D. saccharalis. Este trabalho fornece os primeiros relatos de proteínas do sistema imune produzidas pelo corpo gorduroso de D. saccharalis.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-01T11:34:22Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 797009 bytes, checksum: 3153b0fa04e3d214b8abfb76f1716020 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T11:34:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 797009 bytes, checksum: 3153b0fa04e3d214b8abfb76f1716020 (MD5) Previous issue date: 2014-07-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A broca-da-cana Diatraea saccharalis Fab. (Lepidoptera: Crambidae) é a principal praga da cana-de-açúcar no Brasil. No entanto, apesar da importância dessa praga, não há métodos precisos para comparação da resistência de genótipos e seleção de genótipos resistentes a serem aplicado por programas de melhoramento genético de cana-de-açúcar. Esse estudo foi conduzido para determinar um método para comparar injúria causada por broca-da-cana no colmo de genótipos de cana-de-açúcar em casa-de- vegetação, investigar características de resistência presentes na folha, superfície e interior do colmo de seis genótipos de cana-de-açúcar e a relação entre esses fatores de resistência. Adicionalmente, foi feito um estudo sobre divergência genética de genótipos de cana-de-açúcar para resistência à broca-da-cana através do uso de análises de agrupamento. A infestação de plantas individuais (não em touceiras) com sete meses de idade com 20 lagartas (3o ou 4o instar) por planta para avaliação do comprimento de galerias foi adequada para comparar a injúria entre genótipos. Os genótipos SP803280, RB928064 e RB835486 apresentaram as menores injúrias no colmo enquanto o genótipo SP891115 apresentou a maior injúria. As lagartas gastaram mais tempo para penetrar nos colmos do genótipo SP803280 em relação ao genótipo SP891115, indicando que esse genótipo apresenta alguma característica na superfície do colmo que atrasa a entrada da lagarta. As lagartas nos últimos instares apresentaram o menor ganho de massa ao se alimentarem no interior do colmo do genótipo SP813250, indicando que esse genótipo apresenta algum fator de resistência afetando o desenvolvimento da larva dentro do colmo. As análises de correlação entre os fatores de resistência indicam que o tempo gasto pelas lagartas para entrar no colmo das plantas está mais diretamente relacionado com a injúria no colmo do que a alimentação das lagartas no interior do colmo. Os genótipos RB867515 e SP891115 causaram a mais alta mortalidade de lagartas novas durante o período em que se alimentam na folha, indicando que a presença de fatores de antibiose na folha desses genótipos. As análises de agrupamento dividiram os genótipos em três grupos indicando divergência genética entre os genótipos. / The sugarcane stalk borer Diatraea saccharalis Fab. (Lepidoptera: Crambidae) is the most important pest of sugarcane in Brazil. However, despite the importance of this pest, there is a lack of efficient methods to compare the resistance of genotypes and select resistant sugarcane genotypes to be employed by sugarcane breeding programs. This study was conducted to determine a greenhouse method to compare stalk damage among sugarcane genotypes, investigate resistance factors present in the leaves, stalk surface and within the stalks of six Brazilian sugarcane cultivars and the relationship among these resistance factors. In addition, we assessed the genetic divergence of sugarcane genotypes to borer resistance by using cluster analysis. The infestation of 7- month-old single plants with 20 larvae (3rd - 4th instar) per plant for assessment of tunnel length was proved adequate to compare stalk damage among sugarcane genotypes. The genotypes SP803280, RB928064 and RB835486 had the lowest stalk damage while SP891115 had the highest damage. The larvae spent more time to enter the stalk of the genotype SP803280 compared to SP891115, indicating that this genotype has some resistance trait in stalk surface delaying the larvae entrance in the stalk. Late-stages larvae feeding in the stalk of SP813250 had the lowest weight gain indicating that this genotype present some resistance factor affecting larval development within the stalks. Correlation analysis among resistance factors indicated that the time spent by larvae to enter the stalk is more related to stalk damage than the larval feeding within the stalks. The genotypes RB867515 and SP891115 caused the highest mortality of early-stage larvae feeding on the leaves, which indicate the presence of antibiotic factors in the leaves of these genotypes. Cluster analysis divided the genotypes in three groups, indicating the genetic dissimilarity between genotypes. The results from this study may contribute in selection of resistant clones and choice of genitors for crossings in sugarcane breeding programs.

Studies were conducted to determine if corn stalk strength had an effect on southwestern corn borer (Diatraea grandiosella Dyar) survival during different growth stages. In 2006 southwestern corn borer larvae were placed on corn during the tassel stage near the ear and base of the plant. Survival was higher near the ear than near the base of the plant. In 2007, five varieties of corn were planted at three locations in Mississippi. Plants were infested with five 3rd instar larvae at the ear zone during tassel, dough and dent development stages. After five days stalk strength and borer survival were measured. Survival decreased as the corn progressed from tassel to dent stage. Survival varied among corn varieties. The relationship between stalk strength and borer survival was not consistent, indicating that there are likely factors more directly limiting borer survival than physical stalk strength.

Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2016-09-23T13:38:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese - Paulo Geovani Silva Martins - 2016.pdf: 11199647 bytes, checksum: e9d2a3a59d3656debcafdd36c106889f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T13:38:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese - Paulo Geovani Silva Martins - 2016.pdf: 11199647 bytes, checksum: e9d2a3a59d3656debcafdd36c106889f (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / CAPES / A cultura da cana-de-açúcar possui importância econômica para o Brasil pela produção de açúcar e etanol. No entanto, parte da produção é ameaçada pelo ataque de insetos-praga, destacando-se a broca da cana-de-açúcar (Diatraea saccharalis), que causa graves perdas econômicas. O controle biológico é alternativo ao controle químico e consiste no emprego de inimigos naturais como patógenos, que regulam a população de insetos-praga em níveis nãoprejudiciais. Dentre os patógenos destaca-se a bactéria Bacillus thuringiensis (Bt) que produz toxinas, codificadas pelos genes cry, no formato de cristais proteicos com atividade entomotóxica para diversas ordens de insetos. O presente trabalho teve como objetivo o isolamento e caracterização de novas estirpes de Bt com potencial entomotóxico para controle biológico da D. saccharalis em cana-de-açúcar. Amostras de solo coletadas possibilitaram o isolamento de 97 colônias bacterianas com características fenotípicas compatíveis para Bt. O DNA extraído foi amplificado com primers para os genes cry1, cry2 e cry9, ativos contra dípteros e lepidópteros. Em 11,4% e 12,4% dos isolados foram constatados os genes cry2 e cry9, respectivamente, e 10 destes patogenicidade variando entre 3,47% a 20,05% para D.saccharalis. Após comparação dos perfis proteômicos dos isolados Bt.Pri 4.7, Bt.Pri 4.29, Bt.CDi 1.3 e Bt.CDi 1.11, de maior e menor potencial patogênico de cada classe gênica, foram identificadas proteínas como a shikimato quinase, envolvida na produção de toxinas em Bt, e que auxiliam o entendimento da patogênese deste microorganismo. / Sugarcane production has economical importance to Brazil, especially due to production of sugar and ethanol. However, a proportion of the production is lost owing to damage of pest insects, including sugarcane borer (Diatraea saccharalis), which cause severe economical lost in the sugar/ethanol industry. Biological control, alternatively to chemical control, which cause damage to human health and environment, is based on use of natural enemies such as pathogens that regulated pest insects population to a non-prejudicial level. Among pathogens, especially bacteria Bacillus thuringiensis (Bt) that produce toxins, encoding by cry genes, which are protein crystal with entomotoxicity activity for diverse insect orders. The present work aims to isolate and characterize new strains of Bt with potential entomotoxicity to biological control of D. saccharalis in sugarcane. Soil samples collected allowed the isolation of 97 bacterial colonies phenotypically compatible to Bt. DNA extracted was used in PCR reaction using primers to amplify cry1, cry2 and cry9 genes, with activity against Lepidoptera and Diptera. In 11.4 and 12.4% of the strains was observed fragments with pattern expected for cry2 and cry9 genes, respectively, and ten isolated shown pathogenicity ranging from 3.47% to 15.62% for D.saccharalis. After comparing the proteomic profiles of the isolates Bt.Pri 4.7 Bt.Pri 4.29, Bt.CDi 1.3 and Bt.CDi 1.11 of major and minor pathogenic potential of every gene class proteins were identified as shikimate kinase, involved in the production of Bt toxins, and assist the understanding of the pathogenesis of this microorganism.

Diante da busca por abordagens mais sustentáveis para o controle de insetos, os inibidores de peptidases de plantas surgem como uma ferramenta promissora para a proteção de culturas via obtenção de plantas transgênicas. Efeitos nocivos da ingestão de inibidores de peptidases de soja (IPS) sobre o desenvolvimento de Diatraea saccharalis já foram reportados em trabalhos anteriores, entretanto, esses efeitos não foram estudados em nível molecular para essa espécie. Esse trabalho teve como objetivos identificar e analisar a expressão gênica e a atividade de serino peptidases intestinais de D. saccharalis em resposta à ingestão de um concentrado ativo de inibidores de peptidases de soja, relacionando essas informações com a presença ou não de algum mecanismo adaptativo desse inseto em resposta à ingestão desses inibidores. Para isso, foi obtido o transcriptoma intestinal de lagartas de D. saccharalis no quinto ínstar do desenvolvimento, submetidas à ingestão crônica de IPS. Em seguida foram identificadas as sequências correspondentes a serino peptidases do tipo tripsinas e quimotripsinas nesse transcriptoma, as quais foram utilizadas para o estudo da expressão gênica relativa por RT-PCR quantitativo, em resposta à ingestão aguda (por 24 e 48 horas) e crônica e de 0,5% (m/v) de um concentrado ativo de IPS por lagartas de D. saccharalis no terceiro e no quinto ínstares do desenvolvimento larval. As mesmas sequências foram utilizadas para a proposição de filogenias, sendo comparadas inclusive com sequências de serino peptidases de Spodoptera frugiperda identificadas em outro estudo paralelo. Ensaios de atividade tríptica e quimotríptica foram realizados utilizando substratos específicos (BApNA e SApNA) para determinar o efeito da ingestão de IPS sobre a atividade enzimática e finalmente, a integridade e a atividade inibitória do IPS foram analisadas após sua passagem pelo trato digestório das lagartas. Os resultados obtidos permitiram concluir que, nas condições experimentais empregadas nesse estudo, as lagartas de D. saccharalis não foram capazes de modular a expressão gênica das serino peptidases em resposta à ingestão crônica ou aguda de IPS. Os resultados de atividade tríptica e quimotríptica em função da ingestão de IPS podem sugerir um sinergismo na ação dessas enzimas em lagartas do quinto instar. Não foram detectadas diferenças na atividade de tripsinas e quimotripsinas em lagartas do terceiro ínstar em função da ingestão de IPS. A separação eletroforética das proteínas das fezes de lagartas permitiu a visualização de uma banda com massa molecular em torno de 20 kDa possivelmente correspondente ao inibidor do tipo Kunitz presente em soja que, juntamente com os dados de atividade antitríptica das fezes, indicam que D. saccharalis não é capaz de hidrolisar esse inibidor como um mecanismo de adaptação à sua presença na dieta. / Given the importance of search for more sustainable approaches for pest control, plant peptidases inhibitors emerge as a promising tool for the protection of crops by obtaining transgenic plants. Harmful effects of soybean peptidases inhibitors (SPI) intake by Diatraea saccharalis on its development were already reported in previous studies, however, these effects have not been studied at the molecular level for this specie. This study aimed to identify and analyze the gene expression and the gut serine peptidases activity of D. saccharalis in response to the intake of an active extract of soybean peptidases inhibitors. These informations were related to the presence or absence of some adaptive mechanism of this insect in response to these inhibitors. The gut transcriptome of larvae of D. saccharalis in the fifth developmental instar was obtained, undergoing chronic intake of IPS. Then, sequences of serino peptidases like trypsin and chymotrypsin were identified and used for gene expression studies on a real-time PCR in response to acute (for 24 and 48 hours) and chronic intake of 0.5 % (w/v) of SPI active extract by larvae of D. saccharalis in the third and fifth instars of larval development. The same sequences were used to propose phylogenies, including comparisons with sequences of Spodoptera frugiperda serine peptidases identified in another parallel study. Tryptic and chymotryptic activity assays were performed using specific substrates (BApNA and SApNA) to determine the effect of the SPI intake on enzyme activity and finally, the integrity and the inhibitory activity of the SPI were analyzed after passing through the digestive tract of caterpillars. The results showed that under the experimental conditions employed in this study, the larvae of D. saccharalis were not able to modulate the gene expression of serine peptidases in response to acute or chronic SPI intake. The results of tryptic and chymotryptic activity due to the SPI intake can suggest a synergism in the action of these enzymes in larvae of the fifth developmental instar. SPI intake did not cause differences in enzymatic activity of third instar larvae. Electrophoretic separation of proteins from the feces of caterpillars enabled visualization of a band with a molecular mass around 20 kDa possibly corresponding to the Kunitz inhibitor present in soybean. The antitryptic activity of the feces indicates that D. saccharalis is not able to hydrolyze soybean peptidases inhibitor as a mechanism of adaptation to their presence in the diet.

Cotesia flavipes é uma vespa endoparasitóide introduzida no Brasil para controlar biologicamente o hospedeiro Diatraea saccharalis, conhecida como a broca da cana-de-açúcar. Estes insetos são criados há mais de trinta anos no Brasil em laboratórios de criação massal. Em épocas de boa produtividade de fêmeas nos laboratórios de criação massal os parasitóides são utilizados logo após a emergência. Porém, em alguns períodos do ano, a produção de insetos apresenta com a razão sexual desviada para machos então, os insetos são utilizados após 24 horas, para tentar garantir a cópula. O objetivo deste trabalho foi comparar a eficiência de C.flavipes de três idades (0, 24 e 48h) no parasitismo de D. saccharalis de 5° instar e com a densidade de 3 hospedeiros. Três hospedeiros foram oferecidos à fêmea parasitóide para que a mesma realizasse as posturas em um curto intervalo de tempo e com densidade fixa. Verificou-se que C. flavipes das três idades foram capazes de parasitar os 3 hospedeiros oferecidos para oviposição e também de gerar prole nos mesmos. Porém, os hospedeiros que receberam a primeira postura das vespas com 0, 24 e 48 de idade tiveram o maior tamanho de prole. Houve diferença no tamanho da prole para as 3ª lagartas parasitadas de 24 e 48 horas de idade enquanto as vespas de 0 h parasitaram, mas não geraram prole no hospedeiro D. saccharalis. Mas, quando comparou-se estatisticamente o a média das três idades o tamanho da prole foi igual. A razão sexual tambémfoi estatisticamente igual em todas idades e nas três posturas. Concluí-se que C. flavipes de 0, 24 e 48 horas de idade são igualmente eficientes no parasitismo de Diatraea saccharalis. / Cotesia flavipes is an endoparasitoid wasp introduced in Brazil to biologically control the host Diatraea saccharalis, commonly known as the sugar cane drill. These insects have been reared for more than thirty years in Brazil, in massal rearing creation laboratories. In times of good female productivity in massal rearing creation laboratories, the parasitoids are used immediately after emergence. Though, in certain periods of the year, insect production presents a sex ratio towards males, so the insects are used after 24 hours in order to guarantee copulation. The objective of this work was to compare the efficiency of C. flavipes of three ages (0, 24 and 48h) in the parasitism of 5th instar D. saccharalis with a density of three hosts. Three hosts were offered to a female parasitoid so that she would deposit eggs in a short time interval with a fixed density. The study verified that C. flavipes of all three ages was capable of parasitizing the three hosts offered for oviposition and also of generating offspring from them. Though, the host which received the wasps first deposit with 0, 24 and 48h of age, had the largest number of offspring. There was a difference in the number of offspring for the third parasitized caterpillar for wasps? aged 24 and 48 h, while newly emerged (0h) wasps parasitized the host D. saccharalis without generating offspring. Although, when the means for the three ages were compared statistically, offspring sizes were equal. Sexual bias was also statistically equal in all three ages and in the three deposits. We conclude that C. flavipes aged 0, 24 and 48 h are equally efficient in the parasitism of D. saccharalis.

A cana-de-açúcar é uma gramínea C4 de alta biomassa que acumula grandes quantidades de sacarose e é utilizada para produção de etanol, um combustível de baixa emissão de carbono. Restrições bióticas e abióticas afetam significativamente a produtividade das culturas, pois elas podem prejudicar severamente o crescimento e desempenho da planta. Compreender as bases moleculares para essa perda de produtividade ajudará na investigação das estratégias de mitigação. Para estudar estes dois tipos de estresses, plantas jovens de cana-de-açúcar foram submetidas à herbivoria e à privação de água. Uma investigação foi realizada para estudar as mudanças transcricionais em cana-de-açúcar sujeita ao ataque da Diatraea saccharalis, usando macroarranjo para monitorar a seleção de transcritos, contendo sequências de ESTs de serina proteases e inibidores de serina proteases de cana-de-açúcar do banco de dados SUCEST. Análises do macroarranjo revelaram sequências diferencialmente expressas em resposta à herbivoria. PCR em tempo real confirmou que 10 ESTs homólogos à inibidores de protease (4 homólogos aos inibidores do tipo Bowman-Birk de arroz e milho (BBI), 5 homólogos à inibidores de proteinase de milho (MPI) e 1 homólogo ao inibidor de subtilisina) e 3 ESTs homólogos à serina proteases das famílias S1, S10 e S14 foram positivamente regulados pela herbivoria. Embora a função dos inibidores de protease na defesa está bem estabelecida, o envolvimento de proteases de planta na resposta à herbivoria ainda precisa ser elucidado. Neste trabalho nós mostramos que uma protease da família S14 foi induzida em resposta ao ataque da lagarta e ao ferimento mecânico em cana-de-açúcar. Curiosamente, sequências homólogas de arroz e Arabidopsis também responderam aos mesmos tratamentos, sugerindo um papel conservado desta protease S14 na defesa contra herbívoros. Uma importante aplicação destes resultados é a identificação de genes para utilização em estratégias biotecnológicas para melhorar a resistência da cana-de-açúcar a insetos. Outra investigação foi realizada para estudar os parâmetros fisiológicos e perfis transcricionais de genes responsivos ao estresse hídrico em plantas jovens de cana-de-açúcar. Resultados deste trabalho indicaram que a interrupção da irrigação resultou em efeitos fisiológicos mensuráveis e análises de expressão de genes selecionados de resposta ao estresse revelaram expressão diferencial significativa entre os grupos irrigado e não irrigado. Resultados do RNA-Seq revelaram atividade transcricional de 24.142 transcritos de folhas de cana-de-açúcar submetidas à seca. Análises de expressão gênica em resposta à seca revelaram 68 (resposta precoce) e 2.390 (resposta tardia) transcritos diferencialmente expressos no 3º e 7º dia de tratamento, respectivamente. O decréscimo em vários parâmetros fisiológicos foi observado depois de seis dias de privação de água. Reduções na taxa de fotossíntese, condutância estomática e transpiração foliar ocorreram antes que fossem observadas alterações físicas visíveis, mas estas foram precedidas por mudanças significativas na expressão de genes com papel na fotossíntese. RNA-Seq identificou novos transcritos com papéis na defesa precoce e tardia à seca e a validação por PCR em tempo real confirmou os resultados obtidos pelo RNA-Seq. Isto irá incentivar mais pesquisas sobre a eficiência do uso da água em cana-de-açúcar, levando a identificação de variedades com maior tolerância às condições ambientais adversas. / Sugarcane is a high biomass tropical C4 grass crop which accumulates large quantities of sucrose and is used for bioethanol production, a low-carbon emission fuel. Biotic and abiotic constraints significantly impact crop productivity, because they can severely impair plant growth and performance. Understanding the molecular basis for this loss in productivity will aid in identifying strategies for mitigation. To study these two types of stresses, young sugarcane plants were subject to herbivore and water privation. An investigation was undertaken to study the sugarcane transcriptional changes following Diatraea saccharalis damage, using macroarrays to monitor a selection of transcripts, containing sequences of sugarcane ESTs of serine proteases and serine proteinase inhibitors from the SUCEST (Sugarcane EST Project) database. Macroarray analyses revealed differently expressed sequences in response to herbivory. Real-Time PCR confirmed that 10 ESTs homologous to proteinase inhibitors (4 homologous to maize and rice Bowman-Birk inhibitors (BBI), 5 homologous to maize proteinase inhibitors (MPI) and 1 homologue to subtilisin inhibitor) and 3 ESTs homologous to serine proteases of the S1, S10 and S14 family were positively regulated by herbivory. While the protease inhibitor\'s function in defense is well established, the involvement of plant proteases in response to herbivory still remains to be elucidated. In this work we show that a sugarcane encoding S14 family protease member was upregulated in response to both D. saccharalis damage and wound treatment. Interestingly, homologous sequences from rice and Arabidopsis also responded to the same treatments, suggesting a conserved role of this S14 protease in defense against herbivores. One important application of these results is the identification of genes for use in biotechnological strategies to improve sugarcane insect resistance. Another investigation was undertaken to study the physiological parameters and transcriptional profiles of genes responsive to water stress in young sugarcane plants. Results of this work indicated that termination of irrigation resulted in measurable physiological effects in sugarcane plants and analysis of the expression of the chosen stress-response genes revealed significant differential expression between the control and treatment groups. RNA-Seq results revealed transcriptional activity of 24.142 transcripts from sugarcane leaf subjected to water stress. Gene expression analyses in response to water deprivation revealed 68 (early response) and 2,390 (later response) differentially expressed transcripts on day 3 and day 7, respectively. Sustained decreases in various physiological parameters were observed in water-stressed sugarcane plants after six days of water deprivation. Reductions in photosynthesis rate, stomatal conductance and leaf transpiration occurred before visible physical changes were observed, but this was preceded by significant changes in expression of genes with roles in photosynthesis. RNA-seq identified novel transcripts with roles in early and late response to drought stress and Real-Time qPCR validation confirmed the RNA-Seq results. This will inform further research on water use efficiency in sugarcane, leading to identification of varieties with improved tolerance to adverse environmental conditions.