Neste trabalho foram desenvolvidas metodologias para a determinação de substâncias de interesse, como metais pesados (micronutrientes e contaminantes), macronutrientes e pesticidas em solo e águas naturais com ultramicroeletrodo de irídio recoberto com filme de Hg eletrodepositado (UME Ir-Hg) e técnicas voltamétricas, utilizando uma cápsula porosa de cerâmica como cela eletroquímica. As metodologias de medidas com os ultramicroeletrodos foram desenvolvidas inicialmente em condições controladas e posteriormente aplicadas a medidas in-situ, com experimentos com águas naturais e solos, conduzidos em laboratório e também com posteriores medidas em amostras reais. Segundo os resultados obtidos foi possível explorar as metodologias voltamétricas, principalmente as de pulso e redissolução anódica, como ferramentas para estudos in-situ dos metais Cd(II), Pb(II) e Cu(II) e do inseticida organofosforado paration metílico, substâncias de grande interesse, obtendo-se um bom nível de repetibilidade e sensibilidade, com limites de detecção em amostras reais de centenas de ppb\'s. / In this work a methodology for determination of metallic ions (micronutrients and contaminants), macronutrients and pesticides in soil and natural waters was developed using an Hg plated iridium based ultramicroelectrode and voltammetric techniques, using a ceramic capsule as an electrochemical cell. The measurement procedures were developed initially in controlled conditions and therefore applied to in-situ measurements, in soil and natural waters, performed in lab and with real field samples. Regarding the obtained results it was possible do explore the voltammetric techniques, mainly the pulsed and stripping ones, as tools for in-situ determination of Cd(II), Pb(II), Cu(II) and the insecticide methyl parathion, with good reproducibility and sensibility, with detection limits in the order of hundreds of parts per billion.

Rhipicephalus (Boophilus) microplus é o parasito de maior importância econômica para a produção bovina. Há suspeita de resistência disseminada a ivermectina (IVM), droga amplamente utilizada para seu controle e seu diagnóstico preciso se faz necessário. Neste trabalho foram padronizados testes diagnósticos in vitro que, ao serem aplicados a campo no Brasil, diagnosticaram a resistência em 18 de 30 populações testadas. A resistência in vitro foi confirmada por teste in vivo. Testes com sinergistas sobre cepa resistente isolada indicaram que a destoxificação enzimática tem papel secundário na resistência. Não foram encontradas mutações associadas à resistência no trecho analisado do gene GluCl. Informações obtidas sobre evolução da resistência a campo e em laboratório poderão ser úteis para o uso de IVM no controle de R. (B.) microplus. Os estudos conduzidos sobre mecanismos de resistência podem servir para o desenvolvimento de marcadores moleculares diagnósticos de resistência a IVM. / Rhipicephalus (Boophilus) microplus is the most economically important parasite for cattle production. There is suspicion of widespread resistance to ivermectin (IVM), a drug widely used for their control and being necessary its accurate diagnosis. In this study were standardized in vitro diagnostic tests that, when applied to the field in Brazil, diagnosed resistance in 18 of 30 populations tested. The in vitro resistance was confirmed by a field trial. Tests with synergists on an isolated resistant strain indicated that enzyme detoxification has a secondary role in resistance. There were no mutations associated with resistance in the analyzed fragment of the gene GluCl. Information obtained about the evolution of resistance in field and laboratory may be useful for the use of IVM in the control of R. (B.) microplus. The conducted studies on resistance mechanisms may serve for the development of diagnostic molecular markers of resistance to IVM.

A magnitude do problema de Diatraea saccharalis (Fabricius) tem aumentado nos últimos anos, principalmente nas culturas de cana-de-açúcar e milho no Brasil. Tradicionalmente, D. saccharalis tem sido controlado com agentes de controle biológico, principalmente na cultura da cana-de-açúcar. No entanto, a intervenção química tem sido necessária para o controle de D. saccharalis em ambas as culturas. Visando estabelecer estratégias proativas para o manejo da resistência de D. saccharalis a inseticidas e integrar as táticas de controle químico e biológico, objetivou-se nesse trabalho avaliar a toxicidade de alguns inseticidas (triflumuron, lambdacyhalothrin e fipronil) a D. saccharalis e ao parasitóide Cotesia flavipes (Cameron). A caracterização das linhas-básicas de suscetibilidade de D. saccharalis a esses inseticidas foi realizada com bioensaio de ingestão, mediante contaminação da superfície da dieta artificial com o inseticida, utilizando-se lagartas de 2º instar. Baseado nas curvas de concentração-mortalidade da população suscetível de referência, foram definidas as concentrações diagnósticas de 320 µg de triflumuron /mL de água [I.A.(ppm)], 32 µg de fipronil /mL de água, e 3,2 µg de lambdacyhalothrin/ mL de água, correspondentes à CL99, para o monitoramento da resistência Foram verificadas diferenças significativas na suscetibilidade a inseticidas em populações de D. saccharalis coletadas em diferentes regiões produtoras de milho no Brasil e uma no Paraguai. Para triflumuron, as sobrevivências variaram de 0,85 e 34,2%; para fipronil de 0,21 e 2,71%; e para lambda-cyhalothrin de 0,21 a 7,9%. A toxicidade desses inseticidas sobre C. flavipes foi avaliada mediante determinações de efeitos letal e subletal desses inseticidas sobre adultos do parasitóide. Inicialmente foram avaliadas as concentrações recomendadas de 0,08 mg de triflumuron/L de água e 0,075 mg de lambda-cyhalothrin/L de água, além de 10 e 50% da concentração recomendada, mediante bioensaio de contato residual em discos de folha de canade- açúcar de resíduos com 0, 24 e 48 h de idade. A maior toxicidade foi observada com lambdacyhalothrin (mortalidade de até 100%). Triflumuron causou mortalidade de mortalidade de no máximo 32%. Observou-se também uma redução da longevidade de C. flavipes em todas as concentrações e idade de resíduos para ambos inseticidas. Posteriormente, para avaliar os efeitos indiretos de inseticidas sobre C. flavipes, lagartas sobreviventes de D. saccharalis a CL25 de triflumuron, lambda-cyhalothrin e fipronil foram expostas a C. flavipes para parasitismo. A capacidade de parasitismo foi também avaliada para a geração F1 do parasitóide. Nenhum dos inseticidas afetou a emergência de adultos, a mortalidade de larvas e pupas, e a razão sexual do parasitóide. Por outro lado, lambda-cyhalothrin e fipronil afetaram negativamente a taxa instantânea de crescimento de C. flavipes. Portanto, as estratégias de uso destes inseticidas para o controle de D. saccharalis devem ser implementadas com cautela para preservar a vida útil desses importantes inseticidas em programas de manejo integrado de pragas. / The magnitude of Diatraea saccharalis (Fabricius) problem has increased in the past years, mainly in sugarcane and maize crops in Brazil. Traditionally, D. saccharalis has been controlled with biological control agents. However, chemical intervention has been necessary to control D. saccharalis in both crops. For establishing a proactive insecticide resistance management of D. saccharalis and integrating chemical and biological control tactics, the major objective of this work was to evaluate the toxicity of some insecticides (triflumuron, lambdacyhalothrin e fipronil) to D. saccharalis and to the parasitoid Cotesia flavipes (Cameron). The baseline susceptibility of D. saccharalis to these insecticides was characterized with diet surface treatment bioassay by using 2nd instar larvae. Based on concentration-mortality response of the susceptible reference population, diagnostic concentrations of 320 µg of triflumuron/mL of water [A.I. (ppm)], 32 µg of fipronil/mL of water, and 3.2 µg de lambda-cyhalothrin/mL of water, corresponding to LC99, were defined for monitoring resistance. Significant differences in susceptibilities to insecticides were found in populations of D. saccharalis collected from major maize-production regions and one population from Paraguay. For triflumuron, the survivorship varied from 0.8 to 34.2%; for fipronil, from 0.2 to 2.7%; and for lambda-cyhalothrin, from 0.2 to 7.9%. The toxicity of these insecticides to C. flavipes was evaluated by determining the lethal and sublethal effects of the insecticides to the adults of this parasitoid. Initially, commercial rates of 0.08 mg triflumuron/ L of water and 0.075 mg lambda-cyhalothrin / L of water, and 10% and 50% of commercial rates, were evaluated with residual contact bioassay by using sugarcane leaf disks of 0, 24 and 48 h-old residues. The highest toxicity was detected to lambda-cyhalothrin (mortality up to 100%). Triflumuron caused mortality up to 32%. Reduction in the longevity of C. flavipes was detected in all concentrations and residue ages of both insecticides. Then, to evaluate the indirect effect of the insecticides, D. saccharalis larvae that survived at LC25 of triflumuron, lambda-cyhalothrin and fipronil were exposed to C. flavipes. The parasitism capacity of F1 generation of the parasitoid was also evaluated. None of the insecticide affected the adult emergence, pupal and larval mortality, and sexual ratio of the parasitoid. On the other hand, lambda-cyhalothrin e fipronil negatively affect the instantaneous rate of growth of C. flavipes. Therefore, the strategies of the use of these insecticides for controlling D. saccharalis should be carefully designed to preserve their lifetime in integrated pest management programs.

A utilização de pesticidas organoclorados é motivo de preocupação das entidades ligadas à área de saúde em todo o mundo. Apesar de as formas de contaminação serem bem conhecidas, não há um controle eficaz na fiscalização do seu uso no Brasil. Sabe-se que altos níveis séricos destes compostos nos organismos de seres humanos e animais acarretam sérios problemas de saúde. Tendo em vista essa realidade, foi realizado, em 2009, o Projeto Piloto do I Inquérito Nacional de Populações Expostas a Substâncias Químicas, cujo subprojeto \"doadores de sangue\" teve como objetivo mensurar as concentrações de substâncias químicas no sangue de 547 residentes da região metropolitana de São Paulo, dentre elas os pesticidas organoclorados. Este trabalho teve como objetivos avaliar as concentrações dos pesticidas hexaclorobenzeno (HCB), alfa-HCH, ?-HCH, beta-HCH, beta-HCH, heptacloro, heptacloro epóxido, dieldrin, mirex, o,p\'-DDT, p,p\'-DDT, o,p\'-DDE, p,p\'-DDE, o,p\'-DDD e p,p\'-DDD nesta população e compará-las com as encontradas em outros países e determinar fatores associados aos níveis mais elevados destas substâncias. O método analítico utilizado foi de cromatografia a gás. Os resultados deste estudo indicam que a população adulta de São Paulo não está exposta a níveis preocupantes de pesticidas organoclorados, pois dentre os compostos analisados, apenas o beta-HCH e o p,p\'-DDE tiveram um número significante de amostras acima do limite de quantificação, 10,7% e 31,2% das amostras respectivamente. Quando utilizada a metade do limite de quantificação para substituir os valores abaixo do limite de quantificação do método, o valor médio encontrado para o beta-HCH foi de 0,028 ug/dL e para o p,p\'-DDE foi de 0,045 ug/dL. Este estudo propôs dois modelos multivariados para explicar os fatores associados aos compostos beta-HCH e p,p\'-DDE no sangue dos doadores. Segundo o modelo de Regressão Logística Ordinal Multivariado, os fatores associados a níveis mais altos de beta-HCH foram ter idade entre 26 e 45 anos e ser do sexo feminino. Para o p,p\'-DDE os fatores associados a níveis mais altos foram ter idade entre 26 e 45 anos, ser do sexo feminino e ter trabalhado com pesticidas, enquanto receber renda mensal de 3 a 5 salários mínimos e consumir derivados de origem animal uma ou mais vezes por semana foram associados a níveis mais baixos de p,p\'-DDE. Segundo o modelo de Regressão Linear Múltipla, os fatores associados a níveis mais altos de beta-HCH foram o sexo feminino, ter contato prévio com pesticidas na região agrícola, ter trabalhado com pesticidas em campanhas de saúde pública, ter trabalhado em empresas de capacitores ou transformadores, ter trabalhado em indústrias de solventes clorados, ter renda mensal de 3 a 5 salários mínimos, consumo de carnes uma ou duas vezes por semana e consumo de frutos do mar uma ou duas vezes por semana, enquanto consumo frequente de cerveja e ter renda mensal de 1 a 3 salários mínimos foram associado a níveis menores de beta-HCH. Já para o p,p\'-DDE, os fatores associados a níveis mais elevados foram ser do sexo feminino, ser não branco, ter trabalhado com pesticidas e consumir água de fontes que não sejam minerais ou de rede, enquanto o consumo frequente de bebidas alcoólicas foi associado a níveis mais baixos de p,p\'-DDE / The use of organochlorine pesticides is a cause of concern to the entities of the health field worldwide. Although the ways of contamination are well known, there is no effective surveillance of its use on Brazil. It\'s known that high levels of these compounds on human beings and animals entails serious health problems. Foreseeing this reality, a Pilot study of the 1st National Inquiry of Populations Exposed to Chemical Compounds was carried out in 2009, in a subproject called \"blood donors\" had the objective to measure the concentrations of chemical compounds on serum from 547 residents of the metropolitan area of São Paulo, among them, the organochlorine pesticides. This study had as objectives to evaluate the levels of the pesticides hexachlorobenzene (HCB), alfa-HCH, beta-HCH, beta-HCH, beta-HCH, heptachlor, heptachlor epoxide, dieldrin, mirex, o,p\'-DDT, p,p\'-DDT, o,p\'-DDE, p,p\'-DDE, o,p\'-DDD e p,p\'-DDD on blood donors and compare these with the ones found on other countries and to find out factors associated with higher levels of those compounds in the population. The analytical method used was gas chromatography. The results of this study indicate that, overall, the population in São Paulo is not exposed to high levels of these compounds because of all compounds analyzed, only beta-HCH and p,p\'-DDE had a significative number of samples above the quantification limit, 10,7% and 31,2% of the samples respectively. Using the half of the quantification limit to substitute the values below the quantification limit, the beta-HCH mean level was 0.028 ug/dL and p,p\'-DDE mean level was 0.045 ug/dL. This study proposed two multivariate models to explain the factors associated with beta-HCH and p,p\'-DDE blood levels. According to the Multivariable Ordinal Logistic Regression model, the factors associated with higher levels of beta-HCH were age between 26 and 45 years and female gender. For the p,p\'-DDE, the associated factors with higher levels were age between 26 to 45 years, female gender and previous work with pesticides while having income of 3 to 5 minimum wages and consumption of derivates of animal origin at least once per week were associated to lower levels of p,p\'-DDE. According to the Multiple Linear Regression model, the factors associated with higher levels of beta-HCH were female gender, previous contact with pesticides on agricultural region, working with pesticides on campaigns of public health, in companies of capacitators or transformers, in companies of chlorinated solvents, having income of 3 to 5 minimum wages, consumption of meat once or twice per week, and consumption of seafood once or twice per week, while frequent consumption of beer and income of 1 to 3 minimum wages lead to lower levels of beta-HCH. Factors associated with higher levels of p,p\'-DDE were female gender, being non-white, previous work with pesticides and consumption of water from sources that not mineral or mains, while frequent consumption of alcohol were associated with lower levels of p,p\'-DDE

Introdução A doença de Chagas (DC) ainda é considerada um importante problema de Saúde Pública em vários países da America Latina. Nessas áreas, pelo menos 12 a 14 milhões de pessoas estão infectadas por Trypanosoma cruzi Chagas, 1909 e cerca de 28 milhões encontram-se expostas ao risco de contaminação. Sem vacina e tratamento, o controle da transmissão da DC depende do combate aos insetos vetores com inseticidas residuais. Atualmente, há registros de focos de populações de Triatoma infestans Klug, 1834 resistentes a deltametrina, - cipermetrina e -ciflutrina, no norte da Argentina e sul da Bolívia. No Brasil, populações de T. sordida Stål, 1859 já foram detectadas com resistência inicial a deltametrina, nos municípios de Bocaiúva e Coração de Jesus, Estado de Minas Gerais. Objetivos Analisar os níveis de resistência de Panstrongylus megistus Burmeister, 1835; T. brasiliensis Neiva, 1911 e T. sordida ao inseticida deltametrina. Descrever a interação desse composto na cutícula dorsal de ninfas de 1º estádio. Padronizar bioensaios de campo para estudo de resistência em populações de triatomíneos. Métodos Nesta tese foram feitos bioensaios dose resposta com colônias de referência, comparando-as com populações de campo procedentes de onze estados endêmicos do Brasil. Complementarmente, a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi utilizada para estudar a cutícula das ninfas de 1º estádio tratadas com diferentes concentrações de deltametrina. Os bioensaios de campo foram realizados utilizando substratos de barro, tijolo e madeira. Os resultados obtidos dos bioensaios dose resposta foram estimados pela análise de Probitos. As diferenças entre as populações foram estabelecidas por Análise de Variância (ANOVA) e teste de Tukey. Resultados O nível de resistência a deltametrina de 38 populações de triatomíneos foi avaliado no biênio 2008-2009. Detectou-se pela primeira vez baixo nível de resistência para a população de P. megistus do município 8 de Serranópolis do Iguaçu/PR. Contudo, devido à ampla distribuição geográfica e às diferenças no comportamento de P. megistus, torna-se indispensável aumentar o número de amostras, principalmente da Região Nordeste do país. As populações de T. brasiliensis TbPIOeF (RR50=1,94) e TbPIOeS (RR50=2,17), do município de Oeiras/PI, apresentaram os maiores valores de RR50. Provavelmente, os valores obtidos sejam em função das aplicações sistemáticas de inseticidas químicos, desde a década de 70. No entanto, observa-se que as pequenas alterações de suscetibilidade a inseticidas, até agora, não contribuíram para a emergência de novos casos da DC. De modo geral, os níveis de resistência de T. brasiliensis encontram-se baixos para os municípios avaliados. A elevada mobilidade espacial de T. brasiliensis pode ser considerada como principal obstáculo para a seleção de indivíduos resistentes. A outra explicação seria a eficiente ação toxicológica dos inseticidas da classe dos piretróides. Os valores de RR50 para as populações de T. sordida foram menores que três permitindo classificá-las como suscetíveis a deltametrina. Em MEV a cutícula dorsal de ninfas de 1º estádio de três espécies estudadas apresenta-se constituída por um conjunto de cavidades intercomunicantes formada por linhas de contorno sinuoso. Essa arquitetura tegumentar, provavelmente favorece a penetração e distribuição de inseticidas. Em P. megistus nota-se a formação de extrusões solidificadas aderidas na superfície das suturas intersegmentares. Confirma-se que a aplicação de deltametrina, na concentração de 25 mg i.a./m2, nos substratos de barro, tijolo e madeira elimina de modo uniforme (100 por cento), mesmo as populações que apresentaram as maiores frequências de resistência. Conclusões Os ensaios conduzidos mostraram que não há necessidade de substituição do inseticida utilizado nas campanhas de controle de vetores da DC no Brasil. Contudo, as alterações temporais de suscetibilidade deverão ser rigorosas e continuamente acompanhadas para orientar adequadamente o planejamento das estratégias de controle. Para isso deverá ser instituída a Rede Nacional de Monitoramento de Resistência de Triatomíneos a inseticidas visando o fortalecimento do Programa Nacional de Controle da Doença de Chagas, no Brasil / Introduction Chagas disease (CD) is still considered an important public health problem in several Latin American countries. In these areas, at least 12 to 14 million people are infected with Trypanosoma cruzi Chagas, 1909 and approximately 28 million are at risk of contamination. Without vaccines and efficient treatment, control of CD relies mostly on vector-control with residual spraying of insecticides. Currently, there are records of outbreaks of resistant populations of Triatoma infestans Klug, 1834 to deltamethrin, -cypermethrin and -cyfluthrin in northern Argentina and southern Bolivia. In Brazil, populations of Triatoma sordida Stål, 1859 has been detected with initial resistance to deltamethrin in the municipalities of Bocaiúva and Coração de Jesus in the State of Minas Gerais. Objectives - Analyze the levels of resistance of Panstrongylus megistus Burmeister, 1835; Triatoma brasiliensis Neiva, 1911 and T. sordida to deltamethrin. Describing the interaction of this compound in the dorsal cuticle of nymphs of the 1st stage. Standardize field bioassays for study of resistance in triatomine populations. Methods - In this thesis, dose-response bioassays were made with reference colony, comparing them with field populations originating from eleven endemic states of Brazil. In addition, the Scanning Electron Microscopy (SEM) was used to study the cuticle of first instar nymphs treated with different concentrations of deltamethrin. Field bioassays were conducted using substrates of mud, brick and wood. The results of dose response bioassays were estimated by Probit analysis. Differences between populations were established by ANOVA and Tukey test. Results The level resitance to deltamethrin of 38 triatomines populations were evaluated in the biennium 2008-2009. It was detected for the first time, low-level resistance to the population of P. megistus, 10 municipality of Serranópolis Iguaçu/PR. However, due to the wide geographical distribution and differences in the behavior of P. megistus, it is essential to increase the number of samples, mainly in the Northeast region of the country. The populations of T. brasiliensis TbPIOeF (RR50=1.94) and TbPIOeS (RR50=2.17), the municipality of Oeiras / IP, showed the highest values of RR50. Probably, the values obtained are in line with the systematic application of chemical insecticides since the 70s. However, it is observed that small changes in susceptibility to insecticides, so far not contributed to the emergence of new cases of CD. In general, levels of resistance in T. brasiliensis are low for the counties studied. The high spacial mobility of T. brasiliensis can be considered as the main obstacle to the selection of resistant individuals. The other explanation would be the efficient action of the toxicological class of pyrethroid insecticides. RR50 values for the populations of T. sordida were smaller than three, allowing to classify them as susceptible to deltamethrin. In SEM the cuticle of the dorsal first instar nymphs of all species is presented consisting of a set of interconnecting cavities formed by sinuous contour lines. This architecture cutaneous probably favors the penetration and distribution of insecticides. In P. megistus notices the formation of wax blooms adhered to the surface of intersegmental sutures. It is confirmed that the application of deltamethrin, 25 mg a.i./m2 concentration, in substrates of mud, brick and wood eliminates uniformly (100 per cent), same populations with the highest frequency of resistance. Conclusions The tests conducted showed that no need to replace the insecticide used in campaigns for vector control of DC in Brazil. However, the temporal changes of susceptibility should be rigorouslys and continuously monitored to adequately guide the planning of control strategies. To this must be established the National Network for Monitoring Insecticide Resistance of Triatominae aiming to strengthen the National Program for Control of Chagas disease in Brazil

L’utilisation intensive des insecticides pour lutter contre les insectes ravageurs de culture et vecteurs demaladies, a conduit à des polémiques sur le mode d’action des insecticides. Ces polémiques sont liéesau fait que le mode d’action des insecticides, notamment des néonicotinoïdes est mal connu. Ils agissentprincipalement sur les récepteurs à l’acétylcholine (ACh) de type nicotinique (nAChR) qui jouent un rôlefondamental dans la transmission synaptique cholinergique. Bien que ces récepteurs soient bien décritschez les mammifères, très peu d’études ont évalué l’effet des néoniotinoïdes sur un récepteur natifd’insecte.Au cours de cette thèse, nous avons pour la première fois exprimé en ovocytes de xénope un récepteurhomomérique ⍺7 de blatte et étudié ces propriétés pharmacologiques vis-à-vis des néonicotinoïdes,comparativement au récepteur a7 de rat. Nos résultats révèlent un récepteur atypique qui est insensibleà l’⍺-bungarotoxine et qui n’est pas activé par les néonicotinoïdes. Ainsi, bien que les gènes codantpour les sous-unités α7 de blatte et de rat forment un groupe monophylétique distinct des autres sousunitésd’insectes et de mammifères, les récepteurs homomériques obtenus semblent avoir despropriétés pharmacologiques différentes. Parallèlement, nous avons étudié les propriétéspharmacologiques des nAChR natifs et notamment l’effet modulateur d’un pyréthrinoïde, la permethrine,sur les courants induits par le dinotefurane. Ce travail a permis d’évaluer le mode d’action d’unantiparasitaire, le Vectra 3D. Enfin, nous avons également entrepris de développer la techniqued’extraction membranaire afin de l’utiliser comme alternative pour étudier le mode d’action desinsecticides.Pour conclure, cette thèse a permis une avancée sur l’étude de la caractérisation des propriétéspharmacologiques des récepteurs nicotiniques neuronaux des insectes et sur l’étude du mode d’actiondes insecticides néonicotinoïdes. / The intensive use of insecticides against crop pests and vectors of human and animal leads to several polemics about their mode of action. All these controversies are related to the fact that the mode of action of insecticides in insects is poorly unknown, in particular neonicotinoids which act on nicotinic acetylcholine (ACh) receptors (nAChR).During this PhD thesis, we characterized for the first time the pharmacological properties of a cockroach ⍺7 homomeric receptor in a xenopus oocyte. Our results revealed that cockroach ⍺7 in an atypical receptor that is insensitive to ⍺-bungarotoxin and not activated by neonicotinoids. Cockroach and rat ⍺7 receptors which are included in the same cluster have distinct pharmacological properties. We then studied the pharmacological properties of native receptors, in particular, the modulatory effect of permethrin on dinotefuran-induced currents. This work was included in the study of Vectra 3D. We also evaluated the use of insect central nervous system membrane extraction as a strategy to study the pharmacological properties of insect native nAChRs.To conclude, this PhD contribute to the study of the pharmacological properties of insect nAChRs and the study of the mode of action of neonicotinoids insecticides.

Thesis (MTech (Horticulture))--Cape Peninsula University of Technology, 2018. / Ticks and tick-borne diseases are important limiting factors to the attainment of sustainable animal and human health, affecting livelihood of resource poor farming communities in developing countries. Rhipicephalus appendiculatus and Amblyomma variegatum (Ixodidae) are among the most troubling tick species in Africa. While ticks can be controlled by applying chemical acaricides, these chemicals are quite expensive, especially, for small-scale famers in developing countries. Hence, the quest for alternative tick control over the years have revealed that entomopathogenic fungi (EPF) and plant extracts have huge prospects as sustainable alternatives for tick control. Beauveria bassiana (Hypocreales) is a fungal entomopathogen with the ability to colonize plants endophytically and induce secondary metabolite production in plants, and it has been found to be a potential biological control agent against a wide range of arthropods. Several plant species including plant species belonging to the family Alliaceae possess anti-tick activities (repellent and toxic); therefore, integrating the two strategies by inoculating Tulbaghia violacea with B. bassiana could enhance secondary metabolite contents in extracts obtained from the plant and increase medicinal materials. The primary purpose of the present study was to evaluate the effect of indigenous endophytic entomopathogens inoculation of T. violacea on the plant growth, tissue nutrient contents and secondary metabolites, and anti-tick activities of extracts of T. violacea. The specific objectives were: (i) to carry out a study on the effects of inoculating T. violacea with fungal strains of B. bassiana and Clonostachys rosea on plant growth and tissue nutrient contents in extracts of T. violacea with the view of selecting one of the two fungi for further investigation (ii) to compare secondary metabolite profiles of extracts obtained from plants exposed to fungus (EPF) inoculum and control treatment during cultivation, and (iii) to determine whether exposure of T. violacea to an endophytic fungus (B. bassiana) during cultivation affects the repellent and acaricidal activities of extracts of T. violacea on A. variegatum and R. appendiculatus. The study had two experiments, presented in chapters two and three. In the first experiment, eight weeks old potted seedlings of T. violacea were inoculated separately with B. bassiana (strain SM3) and C. rosea (strain SM8) conidia suspended at concentrations of 1 x 106 conidia mL-1. Plant growth parameters, such as number of leaves, plant height (aerial part), fresh weights of aerial parts, and tissue nutrient contents were assessed. Results indicated that B. bassiana induced higher growth of plants than C. rosea. Inoculation with B. bassiana did not significantly (P ˃ 0.05) influence most of the growth parameters, number of leaves, fresht weight of roots and of fresh weight aerial parts (leaves) of T. violacea assessed in the current study. However, mean plant heights and root lengths were significantly (P < 0.05) higher in favour of B. bassiana treated plants compared to those in C. rosea. Fe contents in the roots (1416.3 ± 305.10 mg/kg) were found to be positively influenced (P < 0.05) by the fungal inoculation. There was a significant difference in roots (P < 0.05) on the uptake of Mn in C. rosea treated plants (243 ± 19 mg/kg) compared to the control group (169 ± 16.37 mg/kg) and B. bassiana treated roots (161.3 ± 14.44 mg/kg). Macro nutrients up take did not differ significantly among treatments on both leaves and roots (P > 0.05).

Dichomeris famulata Meyrick, 1914 (Lepidoptera: Gelechiidae) é uma nova praga da espiga de milho no Brasil, sendo importante em áreas de produção de sementes porque os grãos atacados pelas lagartas não germinam. O objetivo deste trabalho foi estudar a sua biologia, descrever os danos causados pela praga e verificar o efeito de alguns tratamentos no controle dos adultos, por ingestão, em condições de laboratório (25 ± 2°C, UR de 65 ± 10% e fotofase de 14 horas). Os inseticidas foram fornecidos às mariposas com e sem isca a base de mel a 10%. Os inseticidas utilizados e suas respectivas doses foram: cloridrato de cartape (0,5 g i.a. L-1 calda), metomil (0,258 g i.a. L-1 calda), acetamiprido (0,2 g i.a. L-1calda), espinosade (0,24 g i.a. L-1 calda) e pirimifós-metílico (0,5 g i.a. L-1 calda), além da testemunha. O ciclo biológico (ovoadulto) foi de 35,2 dias. O período de incubação foi de 4,1 dias. A duração média da fase larval foi de 21,1 dias, sendo observados cinco ínstares larvais. A fase pupal durou 8,6 dias para os machos e 8,1 dias para as fêmeas. O peso de pupa de machos e fêmeas foi de 12,4 e 11,3 mg, respectivamente. As fêmeas colocaram, em média, 118 ovos, apresentando um período de préoviposição de 10,7 dias e de oviposição de 14,0 dias. A longevidade média de machos e fêmeas foi de 37,02 e 44,16 dias, respectivamente, e a razão sexual de 0,48. As iscas contendo cloridrato de cartape e metomil causaram 97,92 e 83,33% de mortalidade de adultos, respectivamente 24 horas após a exposição dos tratamentos, sendo promissores no controle desta praga e podendo ser utilizados alternadamente, caso necessário. Cloridrato de cartape sem atrativo alimentar causou mortalidade de 91,67% de adultos. As lagartas danificam os estilo-estigmas e os grãos em formação ou em estado leitoso por meio de pequenos orifícios de entrada, prejudicando o endosperma e principalmente a região do embrião, inutilizando-os para sementes. A visualização dos danos é difícil, sendo que esses passam despercebidos. Os resultados obtidos neste trabalho fornecem subsídios para o estabelecimento de estratégias de manejo do inseto, especialmente em áreas de produção de sementes. / Dichomeris famulata Meyrick, 1914 (Lepidoptera: Gelechiidae) is a new pest of corn in Brazil, and is important in seed fields. The work goals were to study the biology of this pest, describe the damages caused by this pest and evaluate the effect of some insecticides, with and without bait, to control adults by ingestion, under laboratory conditions (25 ± 2°C, 65 ± 10% of RH and 14-hours of photophase). Pesticides were provided to moth with and without honeybee 10%. The insecticides used and respective doses were: cartap (0.5 g a.i. L-1), methomyl (0.258 g a.i. L-1), acetamiprid (0.2 g a.i. L-1), spinosad (0.24 g a.i. L-1), pirimiphos-methyl (0.5 g a.i. L-1) and a control treatment. The biological cycle (egg-adult) was 35.2 days. The incubation period was 4.1 days. The mean time larval was 21.1 days and 5 instars were observed. The pupal period was 8.6 days for male and 8.1 days for female insects. The pupae weight was 12.4 and 11.3 mg for males and females, respectively. The females laid an average of 118 eggs with a preoviposition period of 10.7 days and an oviposition time of 14.0 days. The mean longevity of males and females was 37.02 and 44.16 days, respectively, and sex ratio was 0.48. The baits with cartap and methomyl caused 97.92 and 83.33% of adults mortality, respectively, 24 hours after exposure to the treatments. This is a promising way to control this pest and it may be used in rotation. Cartap without attractive caused 91.67% of adults mortality. The caterpillars damage the silks and beginning of grain development or grains at the milk stage through little entry orifices, damaging the endosperm and, more importantly, the embryo, which disenables them for seed. Therefore, it is difficult to visualize the damage, which is unnoticed without an accurate examination. These results can support the establishment of strategies to manage this new corn ear pest, especially in seeds field.

O ácaro purpúreo, Panonychus citri (McGregor) (Acari: Tetranychidae), ainda é considerado uma praga de importância secundária nos pomares cítricos brasileiros. No entanto, nos últimos anos, sua população vem aumentando consideravelvente devido a ocorrência de surtos populacionais do ácaro que, na maioria das vezes, causam danos consideráveis nas plantas e exige que medidas de controle sejam adotadas. Neste sentido, objetivou-se com esse estudo, avaliar os níveis de suscetibilidade de diferentes espécies e variedades de plantas cítricas no desenvolvimento e reprodução de P. citri; elucidar as causas biológicas, comportamentais e demográficas responsáveis pelo aumento populacional do ácaro após a aplicação de inseticidas piretroides; demonstrar os impactos desses inseticidas sobre o predador Iphiseiodes zuluagai Denmark & Muma (Acari: Phytoseiidae) e verificar a atividade de biopesticidas à base de azadirachtin, annonin e matrine como tática adicional de controle de P. citri. Os resultados demonstraram que as espécies e variedades de plantas cítricas apresentaram diferentes níveis de suscetibilidade ao ácaro P. citri. A maior taxa de crescimento populacional do ácaro ocorreu em laranjeira Valência e limoeiro Siciliano quando comparados as laranjeiras Pera, Natal e Hamlin e tangerineira Ponkan, demonstrando que esses hospedeiros podem contribuir para o aumento populacional do ácaro. Entre os hospedeiros avaliados, laranjeira Hamlin proporcionou menor taxa de crescimento de P. citri, demonstrando que essa variedade é menos favorável ao desenvolvimento e reprodução do ácaro quando comparado aos demais hospedeiros testados. Além das diferentes taxas de crescimento do ácaro proporcionado pelas plantas hospedeiras, o uso de inseticidas piretroides e neonicotinoides também contribuem para o aumento populacional do ácaro P. citri. Com base nos resultados, o aumento na dispersão e na deterrência de alimentação e oviposição dos ácaros proporcionados pelos inseticidas piretroides, a insensibilidade dos diferentes estádios de desenvolvimento do ácaros aos inseticidas neonicotinoides e ao efeito hormese, caracterizado pelo aumento na fecundidade das fêmeas expostas principalmente aos inseticidas piretroides deltamethrin e lambda-cyhalothrin e o neonicotinoide imidacloprid foram as principais causas biológicas e comportamentais associadas ao aumento populacional de P. citri. Por outro lado, os inseticidas esfenvalerate e thiamethoxam não ocasionaram aumento significativo nos parâmetros demográficos do ácaro quando comparado aos demais tratamentos avaliados. Além das alterações na abundância populacional de P. citri, os inseticidas piretroides ocasionaram redução na sobrevivência e/ou reprodução do predador I. zuluagai, demonstrando que esses produtos podem afetar a densidade e a efetividade do predador no controle biológico de artrópodes-praga nos pomares cítricos. Diante do aumento na abundância e na frequência de surtos populacionais do ácaro P. citri após a aplicação de inseticidas piretroides e neonicotinoides e dos impactos ocasionados sobre o predador I. zuluagai novas alternativas de controle de P. citri foram investigadas no presente estudo. Os resultados demonstraram que o uso de biopesticidas à base de azadirachtin, annonin e matrine apresentaram alta atividade contra P. citri e pode ser uma importante alternativa para uso no manejo do ácaro em substituição ou rotação com acaricidas sintéticos. As informações obtidas no presente estudo contribuirão para subsidiar os programas de manejo integrado de pragas nos pomares cítricos. / The citrus red mite, Panonychus citri (McGregor) (Acari: Tetranychidae), is still considered a pest of secondary importance in Brazilian citrus groves. However, in recent years, its population has been increasing considerably due to occurrence of mite outbreaks that, in most cases, cause considerable damage to the plants and requires the adoption of control measures. Thus, the purpose of this study was to evaluate the susceptibility levels of different species and varieties of citrus plants to the development and reproduction of P. citri; to elucidate the biological, behavioral and demographic causes responsible for mite population growth after application of pyrethroids and neonicotinoids insecticides; to demonstrate the impact of these pesticides on Iphiseiodes zuluagai Denmark & Muma (Acari: Phytoseiidae) predator and to verify the activity of azadirachtin-, annonin-, and matrine-based biopesticides as additional tactic of P. citri control. The results showed that the species and varieties of citrus plants showed different susceptibility levels to P. citri mite. The highest growth rates of mite population occurred in Valencia orange and Sicilian lemon compared to Pera, Natal and Hamlin oranges and Ponkan mandarin, demonstrating that these hosts can contribute to mite population growth. Among the hosts evaluated, Hamlin sweet orange showed lower growth rate of P. citri, showing that this variety is less favorable to the development and reproduction of the mite when compared to other hosts tested. In addition to the different growth rates of the mite provided by host plants, the use of pyrethroid and neonicotinoids insecticides also contributed to the P. citri population growth. Based on the results, the increase in dispersion and feeding and oviposition deterrence of the mites provided by the pyrethroids insecticides, the insensibility of the different development stages of mites to neonicotinoids insecticides and hormesis effect, characterized by increasing the fecundity of female exposed mainly to insecticides deltamethrin and lambda-cyhalothrin pyrethroids and imidacloprid neonicotinoid were the main biological and behavioral causes associated to population growth of P. citri. On the other hand, esfenvalerate and thiamethoxam insecticides did not cause a significant increase in the demographic parameters of the mite when compared to other treatments. Besides the changes in population abundance of P. citri, the pyrethroid insecticides caused reduction in survival and/or reproduction of I. zuluagai predator, demonstrating that these products can affect density and effectiveness of the predator in the biological control of arthropod pests in citrus groves. Given the increase in abundance and frequency of outbreaks of P. citri after application of pyrethroid and neonicotinoids insecticides and of impacts caused to I. zuluagai predator new management alternatives to P. citri control were investigated in this study. The results showed that the use of azadirachtin-, annonin-, and matrine-based biopesticides had high activity against P. citri and may be an important alternative in the management of the mite in replacement or rotation with synthetic acaricides. The information obtained in this study will contribute to support the integrated pest management programs of citrus groves.

O uso de praguicidas vem sendo a principal forma de combater os ectoparasitas dos viveiros de peixes, sendo que os mais utilizados na bacia do rio Mogi-Guaçu são o diflubenzuron (DFB), e os organofosforados paration metílico (PM) e triclorfon (TCF), cujo principal subproduto é o diclorvós (DDVP). O uso indiscriminado destas substâncias nos cultivos de peixes pode ocasionar danos aos ecossistemas aquáticos que recebem os efluentes dos tanques comprometendo a qualidade ambiental, além de representar risco aos consumidores destes pescados. Conhecer o padrão de acumulação destes praguicidas, bem como o efeito em espécies não-alvo são fundamentais para a correta gestão desta atividade. Foram analisadas quanto à presença de DFB (CLAE-DAD), PM e DDVP (CG-NPD), amostras de água, sedimentos e peixes (Oreochromis niloticus) coletadas em três pesqueiros do município de Socorro, SP (junho de 2005) e em 4 tanques experimentais (10.000 L de água, 10 cm de sedimento arenoso, localizados no CRHEA - USP, Itirapina, SP) os quais foram utilizados num experimento de simulação de tratamento contra ectoparasitas de peixes (junho a agosto de 2005). Neste caso, antes e após uma única aplicação das formulações Dimilin (1,0 g/\'M POT.3\' DFB), Folisuper (0,25 g/\'M POT.3\' PM) e Neguvon (0,25 g/\'M POT.3\' TCF), amostras de água sedimentos, peixes e comunidades fitoplanctônica, zooplanctônica e de macroinvertebrados bentônicos foram coletadas nos tempos zero, 5 horas, 1, 2, 5 e 7 dias após as aplicações. Não foram detectados resíduos dos praguicidas em nenhuma das amostras coletadas nos três pesqueiros do município de Socorro, SP. Foram detectados resíduos nos compartimentos e efeitos nos grupos de organismos analisados nos tanques experimentais. O DFB é persistente nos compartimentos água e sedimentos, assim como o PM o qual possui menor persistência. O DDVP não é persistente nestes compartimentos. Houve acúmulo de DFB e PM nos filés de peixes submetidos ao tratamento com Dimilin e Folisuper, respectivamente, em todos os tempos amostrados. Estes valores excederam os limites máximos recomendados para alimentos segundo o Codex Alimentarius. As aplicações dos praguicidas causaram efeitos na composição e densidade das comunidades biológicas os quais variaram em função do produto aplicado e do tempo de exposição. De maneira geral, os macroinvertebrados bentônicos foram mais sensíveis aos organofosforados, enquanto que o zooplâncton foi mais sensível ao DFB. Os cladóceros mostraram alto grau de sensibilidade para todos os praguicidas aplicados. Com relação à comunidade fitoplanctônica, aparentemente os praguicidas causaram efeitos indiretos na composição e densidade deste grupo. / The use of pesticides has been the foremost course of action to combat the ectoparasites of farmed fee fishes, in which diflubenzuron (DFB) and the organophosphates methyl parathion (PM) and trichlorfon (TRC) (witch the main sub product is dichlorvos - DDVP) are the most widely used in the Mogi-Guaçu river catchments. The indiscriminate use of such compounds on aquaculture can cause damage to the aquatic ecosystems that receive the pond\'s effluents, hence endangering environmental quality and consumer\'s health. The knowledge of understanding the environmental fate, accumulation rate, as well as their effect upon non-target species, is particularly important for the correct aquaculture management. Samples of water, sediments and fishes (Oreochromis niloticus) from three fee fishing enterprises from Socorro, SP, Brazil (June, 2005), were analyzed to verify residues of DFB (HPLC-DAD), PM and DDVP (GC-NPD). In addition, four experimental ponds (10.000 L, 10 cm of sediment, localized on CRHEA - USP, Itirapina, SP, Brazil) were used to simulate a treatment against fish ectoparasites (June to August, 2005). In this case, before and after a single application of Dimilin (1,0 g/\'M POT.3\' DFB), Folisuper (0,25 g/\'M POT.3\' PM) and Neguvon (0,25 g/\'M POT.3\' TCF), samples of water, sediments, fishes, phytoplankton, zooplankton and benthonic macro invertebrates were collected on zero, 5 hours, 1, 2, 5 and 7 days after contamination. No pesticides residues in the samples of the three fee fishing enterprises from Socorro were detected. Pesticides residues in the compartments and effects in all of the organism groups analyzed were detected on the experimental ponds. The DFB is persistent in water and sediments, as well as the PM, which was comparatively less persistent. However, DDVP is not persistent on those compartments. There was DFB and PM accumulation on fish filets subjected to treatment with Dimilin and Folisuper, respectively, which were detected in all sampled times. These values exceed maximal level limits proposed by the Codex Alimentarius. The pesticides applications caused effects on the biological community composition and density, which varied due to the formulation applied and time exposition. Overall, the benthonic macro invertebrates were more sensitive to organophosphorates, while zooplankton were more sensitive to DFB. The cladocerans indicated high degree of sensitivity to all pesticides applied. With respect to phytoplankton, apparently, pesticides caused only indirect effects upon the composition and density of this group.