Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-02-11T10:42:37Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 686211 bytes, checksum: 61adb69eee4945633365788501e8762f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-11T10:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 686211 bytes, checksum: 61adb69eee4945633365788501e8762f (MD5) Previous issue date: 2015-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Anticarsia gemmatalis é uma espécie da ordem Lepidoptera caracterizada pela capacidade de expressão diferencial de seu genótipo como parte de estratégias de adaptação às mudanças ambientais. O fenômeno é denominado plasticidade fenotípica e é considerado uma das principais razões do seu sucesso evolutivo. Os fenótipos ou “fases” descritas para as larvas de Anticarsia gemmatalis são: solitária, gregária e intermediária. Estas fases se diferenciam não só em parâmetros morfológicos, mas também em fisiológicos, ecológicos e comportamentais. No que respeita ao comportamento, diversos estudos confirmam que este é um componente básico da plasticidade fenotípica e uns dos primeiros em expressar-se quando ocorre uma mudança de fase. Para lepidópteros, embora se conheçam algumas pistas, os fatores que induzem e mantem o processo de mudança de fase não foram completamente elucidados. Diante disso os objetivos do nosso trabalho foram: descrever os repertórios comportamentais das fases solitária e gregária de Anticarsia gemmatalis e, testar se determinados estímulos mecânicos ou/e químicos induzem a mudança de fase nesta espécie. Para a descrição do repertório comportamental foram utilizadas 50 larvas em fase solitária e 50 em fase gregária. Em uma arena experimental cada uma das larvas foi observada durante 780s, registrando assim diferentes componentes do comportamento. Para a indução da mudança de fase foram selecionadas larvas em fase solitária e divididas em grupos nos quais foram aplicados estímulos. Para aplicar o estimulo mecânico foram selecionadas 120 larvas solitárias e divididas em quatro grupos de 30. Foram feitas uma serie de toques com nylon na cabeça, no terceiro segmento abdominal ou no último segmento abdominal, segundo o grupo. O grupo controle permaneceu sem estimulo. Para aplicar o estimulo químico foram selecionadas 160 larvas e divididas em quatro grupos de 40. Foram usados extratos de hidrocarbonetos cuticulares de: larvas em fase solitária de Anticarsia gemmatalis, larvas em fase gregária de Anticarsia gemmatalis e larvas de Spodoptera frugiperda, segundo o grupo. Para o grupo controle foi utilizado o solvente orgânico usado na extração dos hidrocarbonetos. As larvas selecionadas foram expostas aos hidrocarbonetos cuticulares colocando-as para caminhar sobre um papel filtro que continha os extratos durante 12 horas. Para o primeiro objetivo, os resultados indicaram que existe sim uma diferença entre o comportamento das larvas em fase solitária e fase gregária. As larvas em fase solitária se caracterizaram por apresentar comportamento mais sedentário e por realizar um maior número de movimentos com a cabeça; pelo contrário as larvas em fase gregária se caracterizaram por serem mais ativas na arena e por realizar um maior número de eventos de caminhada. Com respeito ao segundo objetivo, os resultados indicaram que nenhum dos tratamentos foi diferente significativamente (p<0.05), o seja nenhum dos estímulos aplicados induziu a mudança de fenótipo nesta espécie. Acreditamos que as diferenças nos padrões comportamentais poderiam estar refletindo processos adaptativos inerentes ao estilo de vida de cada fase e também, que estas diferenças podem ter um impacto sobre a biologia, ecologia e estratégias de distribuição de Anticarsia gemmatalis. / Anticarsia gemmatalis is a species of Lepidoptera characterized by the capacity to express differentially its genotype as part of adaptation strategies to environmental changes. This phenomenon is called phenotypic plasticity and is considered one of the main reasons for the evolutionary success. Phenotypes or "phases" described for larvae of Anticarsia gemmatalis are: solitary, gregarious and intermediary. These phases differ not only in morphological parameters but also in physiological, ecological and behavioural parameters. As regards the behaviour, many studies have confirmed that this is a basic component of phenotypic plasticity and the first to be expressed when there is a phase change. For Lepidoptera, although some clues are known, the factors that induce and maintain the phase change process have not been fully elucidated. Thus, the objectives of our study were to describe the behavioural repertoires of solitary and gregarious phases of Anticarsia gemmatalis and test if specific mechanical and/or chemical stimuli induce the phase change in this species. For the description of the behavioural repertoire were used 50 solitary and 50 gregarious phase larvae. In an experimental arena, each larva was observed for 780s in order to register the different components of its behaviour. For the induction of phase change, solitary phase larvae were selected and divided into groups in which stimuli were applied. To apply the mechanical stimulus 120 solitary larvae were selected and divided into 4 groups of 30 which were stimulated with a nylon thread on the head, on the third abdominal segment or on the last abdominal segment, according to the group. The control group remained without stimulation. To apply chemical stimulus 160 larvae were selected and divided into four groups of 40. For the three stimulus groups cuticular hydrocarbon extracts of Anticarsia gemmatalis solitary phase larvae, Anticarsia gemmatalis gregarious phase larvae and Spodoptera frugiperda larvae were used, according to the group. For the control group we applied the organic solvent used in the extraction of cuticular hydrocarbons. The selected larvae were exposed to cuticular hydrocarbons by allowing them to walk on a filter paper containing the extracts for 12 hours. For the first objective, the results indicated that there is a difference between the behaviours of Anticarsia gemmatalis solitary and gregarious phases. The solitary phase larvae are characterized by having a more sedentary behaviour and perform a larger number of head movements; meanwhile, gregarious phase larvae are characterized by being more active in the arena and by perform a greater number of walking events. Regarding the second objective, the results indicated that none of the treatments differed significantly (p <0.05), so none of the applied stimuli induced a phase change in this species. We believe that differences in behavioural patterns could be reflecting adaptive processes inherent to lifestyles of the phases and that these differences can have an impact on the biology, ecology and distribution strategies of Anticarsia gemmatalis.

O presente trabalho foi subdividido em quatro capítulos com os seguintes objetivos: (i) apresentar revisão bibliográfica abordando as principais referências presentes na literatura sobre a cultura da batata, Solanum tuberosum L. (Solanaceae), os aspectos bioecológicos da traça-da- -batatinha, Phthorimaea operculella (Zeller) (Lepidoptera: Gelechiidae), os hormônios no desenvolvimento dos lepidópteros e a atuação de alguns reguladores de crescimento de insetos (RCIs); (ii) avaliar a ingestão dos carboidratos por adultos de P. operculella e sua influência na reprodução da espécie; (iii) testar parâmetros reprodutivos devido à ingestão de alguns ingredientes ativos presentes em RCIs; (iv) avaliar a ingestão de carboidratos aplicados sobre plantas de batata de maneira a ser possível a aplicação de RCIs como método de redução populacional da praga. Inicialmente, para comprovação da ingestão dos carboidratos, foi utilizada a técnica de marcadores coloridos, em que se ofereceu, por capilaridade via rolete dental, solução de mel a 10% contendo corante líquido artificial de coloração azul anis. Os insetos foram confinados em um recipiente cilíndrico construído com tubo de PVC rígido. Após três dias de oferecimento da alimentação, analisou-se a presença do corante no sistema digestivo dos insetos. Para verificação da ingestão de carboidrato em condições mais próximas ao ambiente das culturas agrícolas, foi realizada nova avaliação em recipientes com diferentes dimensões: 0,0018; 0,054 e 9,6 m3. Posteriormente, simulando um borrifamento na cultura, foi realizada uma terceira avaliação no ambiente de 9,6 m3, na qual a solução de mel foi oferecida aos insetos em gotas grandes no limbo foliar de plantas de batata. Para análise da influência dos carboidratos na reprodução da espécie, foram verificados os seguintes parâmetros reprodutivos: ritmo de postura, fecundidade, viabilidade dos ovos e índice de ovigenia. Para análise dos efeitos dos RCIs, foram utilizados quatro compostos com diferentes ingredientes ativos: azadiractina, lufenurom, metoxifenozida e piriproxifem. Estes compostos foram oferecidos aos insetos em solução de mel a 10%, nas concentrações de 5, 10 e 20 ppm. Durante 10 dias após o acasalamento, foram analisados os parâmetros reprodutivos. O corante colorido mostrou-se adequado para os estudos visuais do sistema digestivo de P. operculella. A ingestão dos carboidratos pelos insetos ocorreu somente quando estes foram confinados em ambientes menores, 0,0018 e 0,054 m3. No ambiente maior, de 9,6 m3, a ingestão ocorreu somente quando a solução foi oferecida via gotas em plantas de batata. Quanto aos efeitos dos RCIs, verificou-se diminuição significativa na fecundidade das fêmeas de P. operculella que ingeriram solução de mel contendo azadiractina e lufenurom à concentração de 5 ppm e piriproxifem à concentração de 20 ppm. Quanto aos parâmetros viabilidade dos ovos e período embrionário não foram verificadas diferenças significativas entre os tratamentos. Este fato sugere que a fertilidade não foi alterada, demonstrando que os RCIs não afetam os machos. A comprovação da ingestão dos carboidratos oferecido via gotas no limbo foliar de plantas de batata e os resultados obtidos na redução da fecundidade de P. operculella indicaram que esta técnica pode ser utilizada em programas de manejo integrado da traça-da-batatinha. / The present work has been subdivided into four chapters, with the following objectives: (i) to present a bibliographic review of the main aspects related to the potato crop, Solanum tuberosum L. (Solanaceae), the bioecological aspects of potato tuber moth, Phthorimaea operculella (Zeller) (Lepidoptera: Gelechiidae), the hormones related to lepidopterans development and the role of some insect growth regulators (IGRs); (ii) to evaluate the carbohydrate intake by P. operculella adults and its influence on the species reproduction; (iii) to test the effects of active ingredients of IGRs on reproductive parameters; (iv) to evaluate the ingestion of carbohydrates applied on potato plants, in order to allow IGRs application as a population reduction strategy for this pest. Initially, confirmation of carbohydrate consumption was by a means colored marker technique, which offers a 10% honey solution containing an artificial liquid food dye, blue anise, by capillarity via a dental roll wick. The insects were caged in a cylindrical container made of a rigid PVC tube. After three days of food offering, dye presence was analyzed within the insects digestive system. For confirmation of carbohydrate intake under simulated field conditions, an additional evaluation was conducted in containers with different sizes: 0.0018, 0.054 and 9.6 m3. Later, a third evaluation was carried out in the 9.6 m3 container, in which the honey solution was offered to insects as big drops applied on the leaf blade of potato plants, simulating a spray application. To analyze carbohydrate influence on species reproduction, the following reproductive parameters were assessed: oviposition rate, fertility, egg viability and ovigeny index. Four compounds with different active principles were utilized to analyze IGR effects: azadirachtin, lufenuron, methoxyfenozide and pyriproxyfen. These compounds were offered to the insects in a 10% honey solution at concentrations of 5, 10 and 20 ppm. During 10 days after mating the reproductive parameters were evaluated. The colored dye method proved to be efficient for visual studies of P. operculellas digestive system. Carbohydrate ingestion by the insects occurred only when they were caged in small environments, 0.0018 and 0.054 m3. In larger ones 9.6 m3, feeding occurred when the solution was offered by dripping over potato plants. Results showed a significant reduction of P. operculella fertility among females that ingested the honey solution containing azadirachtin and lufenuron, at 5 and 20 ppm, respectively. Regarding egg viability and embrionary period, no significant differences were found between the treatments. This fact suggests that fertility was not affected, thus demonstrating that IGRs did not affect males. Confirmation of carbohydrate ingestion offered by dripping over potato leaf blades and the results of fertility reduction in P. operculella, indicated that this technique may be utilized in integrated management programs against the potato tuber moth.

O presente trabalho foi subdividido em quatro capítulos com os seguintes objetivos: (i) apresentar revisão bibliográfica abordando as principais referências presentes na literatura sobre a cultura da batata, Solanum tuberosum L. (Solanaceae), os aspectos bioecológicos da traça-da- -batatinha, Phthorimaea operculella (Zeller) (Lepidoptera: Gelechiidae), os hormônios no desenvolvimento dos lepidópteros e a atuação de alguns reguladores de crescimento de insetos (RCIs); (ii) avaliar a ingestão dos carboidratos por adultos de P. operculella e sua influência na reprodução da espécie; (iii) testar parâmetros reprodutivos devido à ingestão de alguns ingredientes ativos presentes em RCIs; (iv) avaliar a ingestão de carboidratos aplicados sobre plantas de batata de maneira a ser possível a aplicação de RCIs como método de redução populacional da praga. Inicialmente, para comprovação da ingestão dos carboidratos, foi utilizada a técnica de marcadores coloridos, em que se ofereceu, por capilaridade via rolete dental, solução de mel a 10% contendo corante líquido artificial de coloração azul anis. Os insetos foram confinados em um recipiente cilíndrico construído com tubo de PVC rígido. Após três dias de oferecimento da alimentação, analisou-se a presença do corante no sistema digestivo dos insetos. Para verificação da ingestão de carboidrato em condições mais próximas ao ambiente das culturas agrícolas, foi realizada nova avaliação em recipientes com diferentes dimensões: 0,0018; 0,054 e 9,6 m3. Posteriormente, simulando um borrifamento na cultura, foi realizada uma terceira avaliação no ambiente de 9,6 m3, na qual a solução de mel foi oferecida aos insetos em gotas grandes no limbo foliar de plantas de batata. Para análise da influência dos carboidratos na reprodução da espécie, foram verificados os seguintes parâmetros reprodutivos: ritmo de postura, fecundidade, viabilidade dos ovos e índice de ovigenia. Para análise dos efeitos dos RCIs, foram utilizados quatro compostos com diferentes ingredientes ativos: azadiractina, lufenurom, metoxifenozida e piriproxifem. Estes compostos foram oferecidos aos insetos em solução de mel a 10%, nas concentrações de 5, 10 e 20 ppm. Durante 10 dias após o acasalamento, foram analisados os parâmetros reprodutivos. O corante colorido mostrou-se adequado para os estudos visuais do sistema digestivo de P. operculella. A ingestão dos carboidratos pelos insetos ocorreu somente quando estes foram confinados em ambientes menores, 0,0018 e 0,054 m3. No ambiente maior, de 9,6 m3, a ingestão ocorreu somente quando a solução foi oferecida via gotas em plantas de batata. Quanto aos efeitos dos RCIs, verificou-se diminuição significativa na fecundidade das fêmeas de P. operculella que ingeriram solução de mel contendo azadiractina e lufenurom à concentração de 5 ppm e piriproxifem à concentração de 20 ppm. Quanto aos parâmetros viabilidade dos ovos e período embrionário não foram verificadas diferenças significativas entre os tratamentos. Este fato sugere que a fertilidade não foi alterada, demonstrando que os RCIs não afetam os machos. A comprovação da ingestão dos carboidratos oferecido via gotas no limbo foliar de plantas de batata e os resultados obtidos na redução da fecundidade de P. operculella indicaram que esta técnica pode ser utilizada em programas de manejo integrado da traça-da-batatinha. / The present work has been subdivided into four chapters, with the following objectives: (i) to present a bibliographic review of the main aspects related to the potato crop, Solanum tuberosum L. (Solanaceae), the bioecological aspects of potato tuber moth, Phthorimaea operculella (Zeller) (Lepidoptera: Gelechiidae), the hormones related to lepidopterans development and the role of some insect growth regulators (IGRs); (ii) to evaluate the carbohydrate intake by P. operculella adults and its influence on the species reproduction; (iii) to test the effects of active ingredients of IGRs on reproductive parameters; (iv) to evaluate the ingestion of carbohydrates applied on potato plants, in order to allow IGRs application as a population reduction strategy for this pest. Initially, confirmation of carbohydrate consumption was by a means colored marker technique, which offers a 10% honey solution containing an artificial liquid food dye, blue anise, by capillarity via a dental roll wick. The insects were caged in a cylindrical container made of a rigid PVC tube. After three days of food offering, dye presence was analyzed within the insects digestive system. For confirmation of carbohydrate intake under simulated field conditions, an additional evaluation was conducted in containers with different sizes: 0.0018, 0.054 and 9.6 m3. Later, a third evaluation was carried out in the 9.6 m3 container, in which the honey solution was offered to insects as big drops applied on the leaf blade of potato plants, simulating a spray application. To analyze carbohydrate influence on species reproduction, the following reproductive parameters were assessed: oviposition rate, fertility, egg viability and ovigeny index. Four compounds with different active principles were utilized to analyze IGR effects: azadirachtin, lufenuron, methoxyfenozide and pyriproxyfen. These compounds were offered to the insects in a 10% honey solution at concentrations of 5, 10 and 20 ppm. During 10 days after mating the reproductive parameters were evaluated. The colored dye method proved to be efficient for visual studies of P. operculellas digestive system. Carbohydrate ingestion by the insects occurred only when they were caged in small environments, 0.0018 and 0.054 m3. In larger ones 9.6 m3, feeding occurred when the solution was offered by dripping over potato plants. Results showed a significant reduction of P. operculella fertility among females that ingested the honey solution containing azadirachtin and lufenuron, at 5 and 20 ppm, respectively. Regarding egg viability and embrionary period, no significant differences were found between the treatments. This fact suggests that fertility was not affected, thus demonstrating that IGRs did not affect males. Confirmation of carbohydrate ingestion offered by dripping over potato leaf blades and the results of fertility reduction in P. operculella, indicated that this technique may be utilized in integrated management programs against the potato tuber moth.