Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-09Bitstream added on 2014-06-13T18:09:03Z : No. of bitstreams: 1 martins_c_me_rcla.pdf: 494549 bytes, checksum: 956ee49fb3cabf6b959eecbb86566527 (MD5) / O gênero Solenopsis tem distribuição cosmopolita, mas espécies do grupo S. saevissima, são nativas da América do Sul e inclui as conhecidas formigas lava-pés. Elas foram introduzidas de forma acidental em diversas regiões biogeográficas do mundo. No Brasil possuem ampla distribuição, mas têm preferência por áreas de atividade humana. São formigas altamente agressivas e são responsáveis por acidentes que podem levar a choques anafiláticos e à morte. As formigas apresentam associações de diferentes tipos com outros organismos, inclusive com bactérias endossimbiontes como a Wolbachia, bactéria intracelular que também infecta as formigas do gênero Solenopsis. No presente trabalho, procurou-se caracterizar as populações de lava-pés (Solenopsis spp.) de ampla área do território brasileiro, analisando o parentesco dessas populações e inferindo sobre sua filogenia. Além disso, foi investigada a presença, frequência e distribuição do endossimbionte Wolbachia em populações de Solenopsis spp. no Brasil. A caracterização das lava-pés foi baseada na análise do gene citocromo oxidase I e em estudos filogenéticos. Observou-se desde completa coerência geográfica, até polifilia para as espécies S. invicta e S. saevissima, o que demonstra claramente a diversidade desse gênero de formigas no Brasil. Existe a possibilidade de ocorrer populações isoladas reprodutivamente, tendo como decorrência processos evolutivos de especiação. Além disso, clados com espécies divergentes agrupadas podem trazer evidências de espécies erroneamente identificadas morfologicamente, presente em bancos de dados. O levantamento da ocorrência de Wolbachia foi baseado no gene wsp do endossimbionte e análises filogenéticas foram realizadas para inferir a história evolutiva dessas bactérias nas populações de lava-pés do país. Foi encontrada uma grande... / The genus Solenopsis has a cosmopolitan distribution, but species of S. saevissima group are native from South America and include the known fire ant. They were accidentally introduced in several countries of the world. In Brazil they have wide distribution with preference for areas of human activity. Ants are highly aggressive and responsible for accidents that can lead to anaphylactic shock and death. The ants have different associations with other organisms, including bacteria endosymbionts such as Wolbachia, intracellular bacteria that also infect the ants of the Solenopsis genus. In this study, we sought to characterize the populations of fire ants (Solenopsis spp.) in a wide area of Brazil, analyzing the relationship of these populations and inferring their phylogeny. Furthermore, we investigated the presence, frequency and distribution of the endosymbiont Wolbachia in those populations of Solenopsis spp. in Brazil. The characterization of fire ants was based on analysis of the cytochrome oxidase I gene and on phylogenetic studies. It was observed that there were complete geographical coherence and polyphyly for the species S. invicta and S.saevissima, which clearly demonstrate the diversity of this genus of ants in Brazil. There is the possibility to occur reproductively isolated populations, leading to evolutionary processes of speciation. Furthermore, clustered clades with divergent species can bring evidences of species wrong morphologically identified, presents in databases. The survey of the occurrence of Wolbachia was based on the wsp gene of the endosymbiont and the phylogenetic analyses were performed to infer the evolutionary history of these bacteria in the populations of fire ants. There was a great diversity of Wolbachia in the genus Solenopsis, with 51% of the analyzed colonies presenting infection and the highest incidence was found in populations from... (Complete abstract click electronic access below)

Phytoplasmas are bacteria with a persistent propagative transmission by insect vectors that generates direct and indirect interactions among them. In order to understand these interactions for maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) and the leafhopper vector Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), two research lines were addressed. The first one aimed to determine the indirect effects of maize infection by MBSP on some biological and behavioral parameters of the vector, whereas a second line investigated direct interactions of the phytoplasma with D. maidis during its movement through the vector body following acquisition from plants, and associated microbiota. Indirect effects were investigated in choice experiments in which alighting and oviposition preferences by D. maidis were compared on healthy vs. MBSP-infected plants with variable incubation time (diseased plants with early and advanced symptoms, or still asymptomatic). Likewise, indirect effect of MBSP on the D. maidis biology was determined in two life table experiments in which the vector was reared on healthy vs. MBSP-infected plants expressing advanced disease symptoms or still asymptomatic. Choice experiments showed that alighting and oviposition preferences of D. maidis on MBSP-infected plants compared to healthy plants depend on the pathogen incubation period in the plant. The leafhopper preferred MBSP-infected plants over healthy ones during the asymptomatic phase of the disease, but rejected infected plants with advanced symptoms. The vector was able to acquire MBSP from asymptomatic infected plants shortly (3 days) after inoculation, but transmission efficiency increased when acquisition occurred at later stages of the pathogen incubation period (≥14 days) in the source plants and the test plants showed disease symptoms faster. These results suggest that MBSP modulates D. maidis preference for asymptomatic infected plants in the early stages of the crop, allowing rapid spread of this pathogen. Maize infection by the phytoplasma had a neutral effect on most life table parameters of D. maidis; a lower net reproductivity rate (Ro) was observed in the cohort reared on MBSP-infected plants with advanced symptoms, which was compensated to some extent by a higher sexual ratio. MBSP acquisition by all vector nymphal stadia was confirmed by PCR, and the pathogen as detected in both male and female reproductive organs. Concerning direct MBSP-vector interactions, transmission electron microscopy analyses showed phytoplasma-like cells in the midgut lumen, microvilli and epithelial cells, suggesting that MBSP enters the epithelium midgut through the microvilli wall. Within the epithelial cells, mitochondria and bacteria-like cells (possibly endosymbionts) were observed together with masses of phythoplasma-like cells. In the hemocoel, phytoplasma-like cells grouped into a matrix were also observed in association with bacteria-like cells similar to those observed in the midgut epithelium. Similar associations were found in the salivary gland. Interestingly, in-situ hybridization (FISH) technique revealed a variation in diversity and abundance of the microbiota in intestine and salivary glands of D. maidis adults over time after MBSP acquisition from plants. Sulcia sp., Cardinium sp. and eubacteria increased their abundance over time, whereas Rickettsia sp. decreased. The frequent association of the vector microbiota with the phytoplasma in some tissues of D. maidis suggests that endosymbiotic bacteria may play some role in MBSP-vector interactions. / Fitoplasmas são bactérias transmitidas de forma persistente propagativa por insetos vetores, havendo interações diretas e indiretas envolvendo tais organismos. Para entender algumas dessas interações no caso do enfezamento vermelho do milho, associado ao \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBPS) e à cigarrinha vetora Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), foram desenvolvidas duas linhas de trabalho. Na primeira determinou-se o efeito indireto de MBSP no comportamento e biologia do vetor, enquanto que na segunda estudaram-se as interações diretas do fitoplasma com o vetor durante sua movimentação através de órgãos internos e associação com a microbiota do inseto. O efeito indireto no comportamento foi demostrado em testes de escolha nos quais se variou o período de incubação de MBSP na planta (plantas com sintomas iniciais ou avançados da doença, e plantas infectadas assintomáticas) sobre a preferência para pouso e oviposição pelo vetor. O efeito indireto na biologia do D. maidis foi estabelecido em dois experimentos de tabela de vida, alimentando o inseto durante seu ciclo de vida em plantas de milho sadias ou plantas infectadas com o fitoplasma em dois tempos de incubação (plantas com sintomas avançados da doença e plantas infectadas assintomáticas). Os testes de escolha mostraram que a preferência de D. maidis para pouso e oviposição em plantas infectadas por MBSP em relação a plantas sadias depende do período de incubação do patógeno na planta. A cigarrinha preferiu plantas infectadas por MBSP na fase assintomática da doença, mas rejeitou plantas com sintomas avançados. Ocorreu aquisição do fitoplasma pelo vetor em plantas assintomáticas a partir de 3 dias após a inoculação, mas a eficiência de transmissão aumentou após 14 dias de incubação do patógeno na planta-fonte, e diminuiu o tempo para expressão de sintomas nas plantas-teste inoculadas. Os resultados sugerem que MBSP modula a preferência do vetor para plantas infectadas no estágio inicial da cultura de modo a permitir sua rápida disseminação. O efeito da infecção de plantas por MBSP na biologia de D. maidis mostrou ser neutro para a maioria dos parâmetros biológicos estimados; houve menor taxa líquida de reprodução (Ro), que foi compensada por maior razão sexual, para insetos criados em plantas com sintomas avançados. Verificou-se, por PCR, aquisição do fitoplasma por todos os estádios ninfais do vetor e sua presença em órgãos reprodutivos dos adultos. Por microscopia eletrônica de transmissão, observaram-se células do tipo fitoplasma no lúmen, microvilosidades e células epiteliais do mesêntero de D. maidis, sugerindo que o MBSP penetra no epitélio através das microvilosidades. No epitélio intestinal, foram observadas massas de células do tipo fitoplasma próximas a mitocôndrias e células bacterianas, possíveis endossimbiontes. Na hemocele, também foram observadas células do tipo fitoplasma agrupadas numa matriz, em associação com bactérias similares às observadas no intestino. Associações semelhantes foram observadas na glândula salivar. A técnica de FISH revelou uma variação na riqueza e abundância das espécies na da microbiota no mesêntero e glândula salivar de D. maidis em função do tempo após a aquisição de MBSP. A abundância de Sulcia sp., Cardinium sp. e eubacteria aumentou, enquanto que a de Rickettsia sp. decresceu. A associação frequente dessas bactérias com fitoplasma em alguns tecidos de D. maidis sugere que endossimbiontes possam ter um papel nas interações fitoplasma-vetor.

Phytoplasmas are bacteria with a persistent propagative transmission by insect vectors that generates direct and indirect interactions among them. In order to understand these interactions for maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) and the leafhopper vector Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), two research lines were addressed. The first one aimed to determine the indirect effects of maize infection by MBSP on some biological and behavioral parameters of the vector, whereas a second line investigated direct interactions of the phytoplasma with D. maidis during its movement through the vector body following acquisition from plants, and associated microbiota. Indirect effects were investigated in choice experiments in which alighting and oviposition preferences by D. maidis were compared on healthy vs. MBSP-infected plants with variable incubation time (diseased plants with early and advanced symptoms, or still asymptomatic). Likewise, indirect effect of MBSP on the D. maidis biology was determined in two life table experiments in which the vector was reared on healthy vs. MBSP-infected plants expressing advanced disease symptoms or still asymptomatic. Choice experiments showed that alighting and oviposition preferences of D. maidis on MBSP-infected plants compared to healthy plants depend on the pathogen incubation period in the plant. The leafhopper preferred MBSP-infected plants over healthy ones during the asymptomatic phase of the disease, but rejected infected plants with advanced symptoms. The vector was able to acquire MBSP from asymptomatic infected plants shortly (3 days) after inoculation, but transmission efficiency increased when acquisition occurred at later stages of the pathogen incubation period (≥14 days) in the source plants and the test plants showed disease symptoms faster. These results suggest that MBSP modulates D. maidis preference for asymptomatic infected plants in the early stages of the crop, allowing rapid spread of this pathogen. Maize infection by the phytoplasma had a neutral effect on most life table parameters of D. maidis; a lower net reproductivity rate (Ro) was observed in the cohort reared on MBSP-infected plants with advanced symptoms, which was compensated to some extent by a higher sexual ratio. MBSP acquisition by all vector nymphal stadia was confirmed by PCR, and the pathogen as detected in both male and female reproductive organs. Concerning direct MBSP-vector interactions, transmission electron microscopy analyses showed phytoplasma-like cells in the midgut lumen, microvilli and epithelial cells, suggesting that MBSP enters the epithelium midgut through the microvilli wall. Within the epithelial cells, mitochondria and bacteria-like cells (possibly endosymbionts) were observed together with masses of phythoplasma-like cells. In the hemocoel, phytoplasma-like cells grouped into a matrix were also observed in association with bacteria-like cells similar to those observed in the midgut epithelium. Similar associations were found in the salivary gland. Interestingly, in-situ hybridization (FISH) technique revealed a variation in diversity and abundance of the microbiota in intestine and salivary glands of D. maidis adults over time after MBSP acquisition from plants. Sulcia sp., Cardinium sp. and eubacteria increased their abundance over time, whereas Rickettsia sp. decreased. The frequent association of the vector microbiota with the phytoplasma in some tissues of D. maidis suggests that endosymbiotic bacteria may play some role in MBSP-vector interactions. / Fitoplasmas são bactérias transmitidas de forma persistente propagativa por insetos vetores, havendo interações diretas e indiretas envolvendo tais organismos. Para entender algumas dessas interações no caso do enfezamento vermelho do milho, associado ao \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBPS) e à cigarrinha vetora Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), foram desenvolvidas duas linhas de trabalho. Na primeira determinou-se o efeito indireto de MBSP no comportamento e biologia do vetor, enquanto que na segunda estudaram-se as interações diretas do fitoplasma com o vetor durante sua movimentação através de órgãos internos e associação com a microbiota do inseto. O efeito indireto no comportamento foi demostrado em testes de escolha nos quais se variou o período de incubação de MBSP na planta (plantas com sintomas iniciais ou avançados da doença, e plantas infectadas assintomáticas) sobre a preferência para pouso e oviposição pelo vetor. O efeito indireto na biologia do D. maidis foi estabelecido em dois experimentos de tabela de vida, alimentando o inseto durante seu ciclo de vida em plantas de milho sadias ou plantas infectadas com o fitoplasma em dois tempos de incubação (plantas com sintomas avançados da doença e plantas infectadas assintomáticas). Os testes de escolha mostraram que a preferência de D. maidis para pouso e oviposição em plantas infectadas por MBSP em relação a plantas sadias depende do período de incubação do patógeno na planta. A cigarrinha preferiu plantas infectadas por MBSP na fase assintomática da doença, mas rejeitou plantas com sintomas avançados. Ocorreu aquisição do fitoplasma pelo vetor em plantas assintomáticas a partir de 3 dias após a inoculação, mas a eficiência de transmissão aumentou após 14 dias de incubação do patógeno na planta-fonte, e diminuiu o tempo para expressão de sintomas nas plantas-teste inoculadas. Os resultados sugerem que MBSP modula a preferência do vetor para plantas infectadas no estágio inicial da cultura de modo a permitir sua rápida disseminação. O efeito da infecção de plantas por MBSP na biologia de D. maidis mostrou ser neutro para a maioria dos parâmetros biológicos estimados; houve menor taxa líquida de reprodução (Ro), que foi compensada por maior razão sexual, para insetos criados em plantas com sintomas avançados. Verificou-se, por PCR, aquisição do fitoplasma por todos os estádios ninfais do vetor e sua presença em órgãos reprodutivos dos adultos. Por microscopia eletrônica de transmissão, observaram-se células do tipo fitoplasma no lúmen, microvilosidades e células epiteliais do mesêntero de D. maidis, sugerindo que o MBSP penetra no epitélio através das microvilosidades. No epitélio intestinal, foram observadas massas de células do tipo fitoplasma próximas a mitocôndrias e células bacterianas, possíveis endossimbiontes. Na hemocele, também foram observadas células do tipo fitoplasma agrupadas numa matriz, em associação com bactérias similares às observadas no intestino. Associações semelhantes foram observadas na glândula salivar. A técnica de FISH revelou uma variação na riqueza e abundância das espécies na da microbiota no mesêntero e glândula salivar de D. maidis em função do tempo após a aquisição de MBSP. A abundância de Sulcia sp., Cardinium sp. e eubacteria aumentou, enquanto que a de Rickettsia sp. decresceu. A associação frequente dessas bactérias com fitoplasma em alguns tecidos de D. maidis sugere que endossimbiontes possam ter um papel nas interações fitoplasma-vetor.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5223.pdf: 14772341 bytes, checksum: f9288ce2d5f0b661781b49aa3722146b (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / Diabrotica speciosa is a pest insect which occurs in most Brazilian states, standing out as one of the most important polyphagous pest of in grain crops. The understand of the role of the microbiota present in the digestive tract and of this insect the identification of ways to interfer or even to eliminate this microbial flora they are knowlegdes that, may lead mode of action to control of the pest insect. In this context, this study aimed to evaluate the microbial diversity present in the digestive tract of larvae and adults of D. speciosa and in the sometime, to investigate the potential of C. sylvestris as an antimicrobial agent. As results, they were obtained 21 bacterial isolates and 8 fungal isolates. The proteic profile of these microrganisms were analyzed by using MALDI-TOF/MS. Afterwards, these data were grouped identifying clusters of isolates. A bacteria each groups was identified by rDNA sequencing, 16S region. Identified bacteria were: Pantoea agglomerans, Luteibacter sp., Serratia marcescens, and Pseudomonas temperans Acidovorax sp. Two isolated fungi were identified through morphological comparison with literature data, and identified as Cladosporium sp. and Penicillium sp. A further study was carried out with Luteibacter sp bacteria, which were isolated from D. speciosa larva. In this study was evaluated growth profile and the parameters to carry out the antimicrobial assay. Several kind of microbial assays were investigated such as agar diffusion and microdilution plate ELISA®. The second method showed the best results. Thus, a microdiluition methodology using fluorometric assay, was developed and validated, highlighting parameter such as linearity, specificity, accuracy, precision, robustness, recovery, limites of detection, quantification and detection, etc. This method was applied evaluating extracts, fraction and secondary molecules of cerrado plants. Phytochemical study of C. sylvestris leaves resulted in the isolation of an umpublished tricyclic sesquiterpene, the flavonoid catechin and a clerodane diterpene, which was used as a reference marker in chromatographic method to quality control of the extracts and fractions of C. sylvestris that were used in assays. / A Diabrotica speciosa é uma espécie que ocorre na maioria dos estados brasileiros, destacando-se como uma das principais pragas polífagas nas culturas de grãos. O entendimento da função da microbiota presente no trato digestivo deste inseto e a identificação de meios de interferir ou até mesmo destruir essa flora microbiana são conhecimentos que podem levar a um novo modo de ação para o controle de insetos praga. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade microbiana presente no trato digestivo de larvas e insetos adultos de D. speciosa e avaliar o potencial de Casearia sylvestris e extratos de plantas do cerrado como agente antimicrobiano. Como resultados, foram obtidos 19 isolados bacterianos e 8 fúngicos. Estes foram avaliados em termos de perfis protéico por MALDI-TOF/MS, e após a obtenção de agrupamentos estatísticos alguns microrganismos foram identificadas através do seqüenciamento de rDNA região 16S. As bactérias identificadas foram: Pantoea agglomerans, Luteibacter sp., Serratia marcescens, Acidovorax temperans e Pseudomonas sp. Dos isolados fúngicos, dois foram identificados através de comparação morfológica como dados da literatura, pertencendo aos gêneros; Cladosporium sp. e Penicillium sp. Um estudo mais aprofundado foi realizado com a bactéria Luteibacter sp isolada da larva, que teve seu perfil de crescimento avaliado, possibilitando o ajuste de parâmetros para realização de ensaios antimicrobiano. Para estes ensaios foram testadas metodologias de difusão em ágar e por microdiluição em placa de ELISA®, sendo na segunda metodologia obtido os melhores resultados. Assim, uma metodologia por microdiluição foi validada através da utilização do fluorímetro, analisando figuras de mérito como faixa linear de trabalho, precisão, exatidão, limites de quantificação e detecção, etc. O método por microdiluição foi aplicado ensaiando extratos, frações e metabólitos de plantas do cerrado. O estudo fitoquímico das folhas de C. sylvestris propiciou o isolamento de um sesquiterpeno tricíclico inédito na literatura, um flavonóide (catequina) e um diterpeno clerodânico que foi utilizado como marcador de referência para controle cromatográfico de qualidade de extratos e frações C sylvestris que foram submetidos a ensaios antimicrobianos.