O contato com as cerdas da lagarta de Premolis semirufa (Pararama) desperta sintomas da inflamação aguda e nos indivíduos poliacidentados pode causar deformidades comuns às sinovites crônicas (pararamose). No presente estudo foi mostrado que o extrato das cerdas da lagarta apresenta intensa atividade proteolítica, sendo capaz de ativar o Sistema Complemento, promover hidrólise de C3, C4 e C5 e a geração de anafilatoxinas. Análises cromatográficas do extrato permitiram o isolamento de uma serinoprotease de 82 kDa capaz de promover tais atividades. Em modelo murino, foi verificado que o extrato é capaz de induzir altos títulos de anticorpos, pronunciada reação inflamatória, ativação de linfócitos T e APCs, bem como produção de citocinas pró-inflamatórias. Os dados obtidos demonstram a existência, no extrato das cerdas da pararama, de várias enzimas que podem atuar em conjunto na geração e desenvolvimento das manifestações clínicas da pararamose. / The contact with the Premolis semirufas caterpillar bristles (Pararama) causes symptoms of the acute inflammation and, in the individuals after multiple accidents, joint deformities common to chronic synovitis (pararamose) can occur. In the current study it was shown that caterpillar bristles extract has intense proteolytic activity, being able to activate the Complement System, induce cleavage of C3, C4 and C5, and the generation of anaphylatoxins. Chromatographic analysis of the extract allowed the isolation of a serine protease with Mr of 82 kDa able to promote such activities. In murine model, it was demonstrated that the extract is able to induce high antibody titers, a pronounced inflammatory reaction, activation of T lymphocytes and APCs, as well as the generation of proinflammatory cytokines. The data obtained demonstrate the existence, in the pararama bristles extract, of numerous enzymes that can act together in the generation and development of clinical manifestations of pararamose.

Tempestades acompanhadas por diferentes combinações de ventos, chuvas, variações bruscas de temperatura e de radiação solar são manifestações climáticas frequentemente associadas com queda na pressão atmosférica. Para os insetos, especialmente os pequenos insetos, estas condições de mau tempo são desfavoráveis e podem acarretar alta mortalidade na sua população. Neste trabalho foi demonstrado que as mudanças na pressão atmosférica influenciaram várias atividades do comportamento sexual nos insetos em ao menos três ordens, representados por Pseudaletia unipuncta (Haworth) (Lepidoptera: Noctuidae), Macrosiphum euphorbiae (Thomas) (Hemiptera: Aphididae) e Diabrotica speciosa (Germar) (Coleoptera: Chrysomelidae). Os parâmetros comportamentais observados foram: (i) Resposta de atração do macho ao feromônio sexual (para D. speciosa); (ii) comportamento de chamamento das fêmeas (para P. unipuncta e M. euphorbiae); e (iii) comportamento de cópula (para D. speciosa, P. unipuncta e M. euphorbiae). Estes parâmetros, por sua vez, foram analisados sob diferentes condições de pressão atmosférica no Brasil (Bra) e Canadá (Can). Levando-se em conta dados históricos nestes locais, foi definido como condições estáveis de pressão atmosférica variações de ±1,5mbar (Bra) e ±1,0mbar (Can); aumento de pressão variando de +2,0mbar (Bra) e +4,0mbar (Can); e queda de pressão variando de -2,0mbar (Bra) e -4,0mbar (Can), ao longo das seis horas anteriores a cada bioensaio. Os machos de D. speciosa responderam ativamente ao feromônio sexual em condições estáveis e de aumento da pressão atmosférica, porém permanecerem imóveis em condições de queda da pressão atmosférica. As fêmeas de P. unipuncta realizaram comportamento de chamamento sob condições estáveis e aumento da pressão atmosférica, reduzindo sensivelmente este comportamento quando houve queda da pressão atmosférica. As fêmeas de M. euphorbiae apresentaram comportamento de chamamento apenas em condições estáveis de pressão atmosférica, e permaneceram em repouso sob aumento e queda da pressão atmosférica. O comportamento de cópula em P. unipuncta e M. euphorbiae foi realizado preferencialmente sob condições estáveis de pressão atmosférica, e intensamente reduzidos em condições de queda e aumento de pressão atmosférica. Em D. speciosa, apesar dos casais terem realizado a cópula, independentemente das variações observadas de pressão atmosférica, o tempo investido e as sequências comportamentais durante essas cópulas foram encurtadas nas condições de queda da pressão atmosférica. Os resultados aqui apresentados demonstraram que o comportamento sexual dos insetos foi influenciado pelas variações da pressão atmosférica, e aparentemente, a percepção antecipada dessas variações teria um valor adaptativo importante, selecionando os indivíduos mais aptos, permitindo assim sua sobrevivência em razão das mudanças bruscas nas condições atmosféricas. / Storms accompanied by different combinations of wind, rain, sudden changes in temperature and solar radiation are climatic events often associated with decreasing atmospheric pressure. For insects, especially small insects, these weather conditions are unfavorable and can cause high mortality in a population. This study showed that changes in atmospheric pressure affected various activities of the sexual behavior in insects of at least three orders, represented by Pseudaletia unipuncta (Haworth) (Lepidoptera: Noctuidae), Macrosiphum euphorbiae (Thomas) (Hemiptera: Aphididae) and Diabrotica speciosa (Germar) (Coleoptera: Chrysomelidae). The behavior parameters observed were: (i) male response to sex pheromone (for D. speciosa), (ii) calling behavior of females (for P. unipuncta and M. euphorbiae) and mating behavior (for D. speciosa, P. unipuncta and M. euphorbiae). These parameters were analyzed under different atmospheric pressure conditions in Brazil (Bra) and Canada (Can). According to historic data in these locations, the variations in atmospheric pressure were determined as stable when varying ±1,5mbar (Bra) and ±1,0mbar (Can); increasing when varying +2,0mbar (Bra) and +4,0mbar (Can) and decreasing when varying -2,0mbar (Bra) and -4,0mbar (Can), throughout six hours preceding each bioassay. D. speciosa males responded to the sex pheromone in stable and increasing atmospheric pressures, but remained still in decreasing atmospheric pressure. P. unipuncta females called under stable and increasing atmospheric pressures, and reduced its behavior considerably when there was a decrease in atmospheric pressure. M. euphorbiae females called only under stable atmospheric pressure, and remained still under increasing and decreasing atmospheric pressures. The mating behavior in P. unipuncta and M. euphorbiae occurred preferably under stable conditions, and was reduced in increasing and decreasing atmospheric pressures. D. speciosa, despite mating under variations in atmospheric pressure, invested less time and shortened the behavioral sequences under decreasing pressure. The results presented here demonstrated that the sexual behavior of insects was influenced by variations in atmospheric pressure and, apparently, the early perception of these changes may add an important adaptive value to them, since it selects those who respond to these conditions, allowing their survival under changes in climatic conditions.

Estudos de genética de populações de pragas agrícolas têm destacado a importância de se conhecer a estruturação genética e os padrões de fluxo gênico entre populações para o refinamento de estratégias de Manejo Integrado de Pragas (MIP). A lagarta-da-maçã do algodoeiro, Heliothis virescens (F.), é um inseto praga amplamente distribuído e importante economicamente por causar danos consideráveis à cultura do algodão no Brasil. O controle dessa praga tem sido feito principalmente pelo uso de inseticidas e de plantas geneticamente modificadas (GM) que expressam proteína(s) de Bacillus thuringiensis Berliner e o potencial de evolução da resistência é alto. O conhecimento de quanto as populações de H. virescens são capazes de trocar informação genética entre si é de fundamental importância para a implantação de estratégias de manejo dessa praga. No entanto, pouco se sabe sobre a estrutura genética e os padrões de fluxo gênico em H. virescens em escalas locais e regionais no Brasil. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a variabilidade genética em populações de H. virescens utilizando marcadores microssatélites. Foram amostrados indivíduos de H. virescens oriundos de populações coletadas nas safras de 2007/08, 2008/09 e 2009/10 nas principais regiões produtoras de algodão e soja no Brasil. Foram estudados nove locos polimórficos em 12 populações, em um total de 205 indivíduos. O número médio de alelos por loco foi de 14,11. Os valores de heterozigosidade média esperada (HE) e observada (HO) foram de 0,303 e 0,438, respectivamente. O coeficinete de endocruzamento da espécie f foi de 0,294 (IC 95% de 0,178 a 0,406). As estimativas de estruturação genética foram = 0,132 (IC 95% de 0,072 a 0,218) e RST = 0,252. Esses valores indicam uma estruturação genética moderada entre as populações. Estimativas do número de migrantes indicaram um pequeno fluxo gênico, principalmente no sentido Centro- Oeste Nordeste, embora a maioria dos indivíduos dentro das populações seja residente; adicionalmente, foi verificado que o estabelecimento das populações do algodão ocorre a partir de indivíduos migrantes da soja ou descendentes desses indivíduos. Análises de Componentes Principais e de atribuição usando inferência Bayesiana revelaram a formação de dois grupos, porém não foi possível identificar um padrão de agrupamento (por região, safra ou hospedeiro). Desta forma os resultados do presente trabalho sugerem uma estruturação genética incipiente para as populações de H. virescens no Brasil. Desse modo, é importante levar esses resultados em consideração para que o MIP em geral, e especificamente para que as abordagens para retardar a evolução da resistência sejam implementadas de forma efetiva para o manejo de H. virescens no Brasil. / Agricultural pests population genetics studies have emphasized the importance of genetic structure and patterns of gene flow knowledge for Integrated Pest Management (IPM) strategies. The tobacco budworm, Heliothis virescens (F.), is a widespread and economically important insect pest renowned for causing considerable damage in cotton fields in Brazil. This pest has been controlled by the use of insecticides and genetic modified plants (GM) expressing proteins from Bacillus thuringiensis Berliner, and it has already been shown to present a high potential to develop resistance to these control technologies. To a successful application of these strategies it is needed to know the capacity of the pest populations to exchange genetic information among them. However, for H. virescens a scarce amount of information about genetic structure and patterns of gene flow is available at local and regional scales in Brazil. In this way, the main objective of this study was to evaluate the genetic variability of H. virescens based on microsatellite markers. Specimens were sampled during 2007/08, 2008/09 and 2009/10 from the main cotton and soybean producers regions in Brazil. From this, nine polymorphic loci from 12 populations were studied in 205 specimens. The average number of alleles was 14.11. Expected (HE) and observed (HO) heterozygosity were 0.303 and 0.438, respectively. Inbreeding coefficient f was 0.294 (IC 95% 0.178 - 0.406). Genetic structure indices were: = 0.132 (IC 95% 0.072 0.218) and RST = 0.252. These values point to a moderate genetic structure among H. virescens populations. Migrants estimative indicate a low gene flow, mainly in the Center-Western Northern direction, although most individuals are residents within populations; additionally it was suggested that immigrants to cotton populations come from soybean fields. Genetic relationships inferred by Principal Component Analysis and Bayesian assignment tests identified two groups, although no group pattern was recognized, even by geographic region, year of sampling or host plant. These results suggest an incipient genetic structuring for H. virescens populations within Brazil. Thus, such results should be considered for IPM strategies aiming in an efficient control of H. virescens in Brazil.

O ataque de insetos herbívoros induz a emissão de voláteis pelas plantas que constituem sinais químicos importantes para os inimigos naturais em busca do hospedeiro/presa. Essas interações tritróficas mediadas pelos voláteis das plantas têm sido bem estudadas em sistemas que envolvem parasitóides larvais. Por outro lado, pouco se sabe a respeito do papel desses odores na localização hospedeira dos parasitóides de ovos. Dessa maneira, o presente estudo teve como objetivos: (i) avaliar o parasitismo, a preferência e o arrestamento de ovos de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) de diferentes idades para o parasitóide Telenomus remus Nixon (Hymenoptera: Scelionidae); (ii) verificar se ocorre a indução de voláteis induzidos pela oviposição de S. frugiperda na planta de milho atraentes ao parasitóide T. remus; (iii) avaliar o papel dos voláteis induzidos pela herbivoria de S. frugiperda no comportamento do parasitóide especialista T. remus e generalista Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae); e (iv) verificar se a oviposição de S. frugiperda altera as defesas diretas e indiretas induzidas pela herbivoria no milho. Os resultados desse trabalho mostraram que T. remus teve preferência em parasitar ovos de 1 e 2 dias de idade em relação aos 3 dias. Entretanto, a emergência dos parasitóides foi reduzida em ovos de 2 e 3 dias. Todos os extratos hexânicos dos ovos exerceram efeito arrestante sobre T. remus em relação ao solvente, porém o tempo de permanência dos parasitóides foi maior em extratos de ovos de 1 e 2 dias em comparação ao de 3 dias. De acordo com esses resultados, foi avaliado se a planta de milho emite voláteis induzidos pela oviposição de S. frugiperda atraentes ao parasitóide T. remus nos intervalos 1, 2 e 3 dias. Os bioensaios comportamentais e a coleta de voláteis não mostraram que ocorre a indução de voláteis induzidos pela oviposição atraentes ao parasitóide, mas que a oviposição promoveu a supressão da emissão do linalol. Já os voláteis induzidos pela herbivoria do S. frugiperda constituem pistas químicas importantes para os parasitóides de ovos. O parasitóide especialista T. remus não apresentou o comportamento inato de atração pelos voláteis, porém, após a experiência com os mesmos, T. remus passou a ser atraído tanto por misturas compostas majoritariamente por voláteis de folhas verdes (VFVs), que são emitidas logo após o dano; como por misturas mais complexas, compostas por terpenos, emitidas algumas horas após a indução. Já T. pretiosum apresentou um comportamento de atração inato pelos VFVs, embora seja também capaz de aprender misturas compostas por terpenos. A oviposição de S. frugiperda não alterou as defesas diretas do milho, avaliadas pelo peso da lagarta alimentada na planta, porém, provocou a diminuição da liberação de terpenos induzidos pela herbivoria. Os resultados desse trabalho sugerem que a oviposição do herbívoro pode ter implicações relevantes nas interações tritróficas, pois promovem a supressão de voláteis do milho. Além disso, os voláteis induzidos pela herbivoria desempenham um papel importante no comportamento de parasitóides de ovos. / Attack of insect herbivores induces emission of plant volatiles that play an important role as chemical signals to natural enemies in host search. Tritrophic interactions mediated by plant volatiles have been well studied in systems that involve larval parasitoids. By contrast, little is known about the role of these odors in host searching by egg parasitoids. Thus, the current study aimed to: (i) assess parasitism, preference and arrestment of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) eggs with different ages to the parasitoid Telenomus remus Nixon (Hymenoptera: Scelionidae); (ii) verify if S. frugiperda oviposition induces attractive maize volatiles to the parasitoid T. remus; (iii) assess the role of herbivore-induced maize volatiles elicited by S. frugiperda to the specialist parasitoid T. remus and the generalist Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae); and (iv) verify if S. frugiperda oviposition alters direct and indirect herbivore-induced defenses on maize. Results showed that T. remus preferred to parasitize 1- and 2-day-old eggs in relation to 3-day-old. However, parasitoid emergence was reduced in 2- and 3-day-old eggs. All hexanic egg extracts promoted arrestment response for T. remus when compared to the solvent, although residence time was longer in 1- and 2-day old egg extracts in comparison with 3-day old. In view of these results, it was assessed if maize plant emits attractive oviposition-induced volatiles elicited by S. frugiperda to the egg parasitoid T. remus. Behavioral bioassays and volatile collection did not show that maize emits oviposition-induced volatiles elicited by S. frugiperda that are attractive to T. remus. Surprisingly, oviposition suppressed the emission of linalool. Hebivore-induced maize volatiles comprise important chemical cues for egg parasitoids. Specialist parasitoid T. remus was not innately attracted by herbivore-induced volatiles, though experienced wasps responded to blends comprised predominantly by green leaf volatiles (GLVs), which are emitted immediately after damage, or to more complex blends comprised by terpenes, emitted some hours after damage. While T. pretiosum showed an innate behavior towards VFVs, but wasps were also able to learn terpene blend. Oviposition of S. frugiperda did not alter direct defenses on maize, which were assessed by larval weight fed on the plant, however, it decreased emissions of herbivore-induced terpenes. These results suggest that herbivore oviposition can have relevant considerations in tritrophic interactions and herbivore-induced volatiles play an important role in egg parasitoid behavior.

Com o objetivo de avaliar o potencial de utilização de Trichogramma pretiosum Riley, 1879 (Hymenoptera: Trichogrammatidae) no manejo de Pseudoplusia includens (Walker, 1857) e Anticarsia gemmatalis Hübner, 1818 (Lepidoptera: Noctuidae), foram realizados diferentes bioensaios incluindo seleção de linhagens, avaliação das características biológicas, capacidade de parasitismo, exigências térmicas, determinação do número ideal de parasitóide a ser liberado por ovo da praga, capacidade de dispersão e tempo de permanência no campo do parasitóide e seletividade dos agroquímicos ao parasitóide. Através da seleção de espécies/linhagens de Trichogramma e Trichogrammatoidea verificou-se que T. pretiosum, linhagem coletada em Rio Verde, GO (RV) apresentou melhor desempenho biológico dentre as demais. A duração do período de desenvolvimento de T. pretiosum linhagem RV, criado em ovos de ambas as pragas apresentou relação inversa com o aumento de temperatura. A emergência da referida linhagem em ovos de A. gemmatalis não foi afetada na faixa de temperatura estudada, porém quando criada em ovos de P. includens, a temperatura de 32oC afetou tal parâmetro biológico. O limiar térmico inferior de desenvolvimento de T. pretiosum linhagem RV foi menor em ovos de P. includens (10,6ºC) quando comparado com o de A. gemmatalis (11,6ºC) e conseqüentemente, a constante térmica também variou sendo de 152 GD para P. includens e de 128 GD para A. gemmatalis. O número estimado de gerações de T. pretiosum linhagem RV, por ciclo da soja variou de 21 e 20 gerações para Rio Verde, GO e 22 e 21 gerações Barreiras, BA, em ovos de P. includens e A. gemmatalis, respectivamente. O ritmo de parasitismo de T. pretiosum linhagem RV foi influenciado pelas temperaturas testadas, com concentração do parasitismo nos primeiros dias de vida das fêmeas, exceto na temperatura de 18oC em ovos P. includens e nas temperaturas de 18 e 20oC para A. gemmatalis em que o parasitismo ocorreu durante toda a vida do parasitóide. O parasitismo total foi influenciado pelas temperaturas, com maiores valores entre as temperaturas de 22 a 28oC em ovos de P. includens e entre 25 e 28oC em ovos de A. gemmatalis. Em condições de semi-campo, determinou-se que o maior parasitismo foi obtido com uma proporção de 25,6 parasitóides por ovo da praga para as duas espécies de pragas. A capacidade de dispersão na cultura da soja é de 8,0 m, sendo a área de dispersão de 85,18m2. Assim, há a necessidade de 117 pontos de liberação do parasitóide por hectare para uma distribuição homogênea do parasitóides em toda a área. Após a liberação de T. pretiosum linhagem RV os parasitóides permaneceram na cultura da soja por doze dias, embora o parasitismo seja efetivo até o quarto dia. Os resultados básicos obtidos em ovos de P. includens e A. gemmatalis apontam para a possibilidade de controle conjunto destas duas pragas na cultura da soja, com utilização desse parasitóide de ovos. Os inseticidas, herbicidas e fungicidas utilizados na cultura da soja afetaram diferentemente o parasitismo e a viabilidade de T. pretiosum linhagem RV, sendo classificados desde seletivos até nocivos. / Different bioassays were carried out aiming to evaluate the potential of using Trichogramma pretiosum Riley, 1879 (Hymenoptera: Trichogrammatidae) to manage Pseudoplusia includens (Walker, 1857) and Anticarsia gemmatalis Hübner, 1818 (Lepidoptera: Noctuidae). Among those bioassays there were the strains selection, biological characteristics and parasitism capacity, thermal requirements, establishment of ideal number of parasitoids to be released per number of pest eggs, parasitoid dispersal capacity, amount of time that the parasitoids remain active in the field after releasing and pesticide selectivity to the parasitoid. Throughtout the species/strains selection of Trichogramma and Trichogrammatoidea it was possible to determine that Trichogramma pretiosum, strain collected in Rio Verde (RV), showed the best biological performance among the tested species/strains. Trichogramma pretiosum RV development time, when it was reared in eggs of both pest species, was inversely related to the increase in temperature. T. pretiosum RV reared in A. gemmatalis eggs had not its emergency (%) modified by temperature changes, however, when it was reared in P. includens eggs, it had a lower emergency (%) at 32oC. The lower temperature threshold (Tb) was lower for T. pretiosum RV in P. includens eggs (10.6oC) when compared to T. pretiosum in A. gemmatalis eggs (11.6oC) and consequently the thermal constant (K) was also different being 152 and 128 GD for P. includens and A. gemmatalis eggs, respectively. The estimated number of generations of T. pretiosum RV in eggs of both species varied along soybean crop season being 21 and 20 generations for Rio Verde, GO and 22 and 21 generations for Barreiras, BA in P. includens and A. gemmatalis eggs, respectively. The parasitism rhythm of T. pretiosum RV was changed by the tested temperatures, concentrating the parasitism during the first days except at 18oC in P. includens eggs and at 18 and 20oC in A. gemmatalis eggs when the parasitism occurred during the whole parasitoid lifespan. The total parasitism was influenced by the temperatures, being higher among 22 and 28oC in P. includens eggs and among 25 and 28oC in A. gemmatalis eggs. The higher parasitism rate is reached at 51.2 and 25.6 female parasitoid per P. includens and A. gemmatalis eggs, respectively, accordingly to what was established at greenhouse trials. T. pretiosum RV dispersing capacity in soybean fields is 8.0 m and its dispersal area is 85.18 m2. Therefore, it is required a minimum of 117 parasitoid releasing points per hectare in order to have a homogeneous parasitoid distribution in the field. After T. pretiosum RV release, parasitoids remained in the soybean crop for 12 days. However, the parasitism was effective up to 4 days. The results from this research for P. includens and A. gemmatalis eggs indicate that the control of both pests might be possible using the T. pretiosum RV. Insecticides, herbicides and fungicides commonly used in soybean fields impacted differently the parasitism of T. pretiosum RV, being classified since harmless (class 1) to harmful (class 4).

Na tentativa de reduzir a biodegradação dos compostos ativos do nim e melhorar seu efeito residual, extratos de nim foram nanoformulados com diferentes tipos de nanoparticulas e de polímeros. Estas nanoformulações foram testadas sobre Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) e sua eficiência comparada a um produto comercial. Os polímeros poli--caprolactona (PCL), poli-- hidroxibutirato (PHB) e polimetilmetacrilato(PMMA), foram utilizados nas quantidades 0,25, 0,50 e 0,75g, e em dois tipos de nanopartículas (cápsulas e esferas). Foram utilizados Tween®80 e polivinil álcool (PVA) como agentes tensoativos. As nanoformulações foram produzidas em suspensão aquosa e em pó, sendo diluídas para aplicação. Essas nanoformulações foram aplicadas sobre dieta artificial oferecida a lagartas de segundo instar de S. frugiperda, e em plantas de milho das quais as folhas foram cortadas e fornecidas a lagartas de primeiro instar. A eficiência de diferentes nanoformulações foi testada considerando a mortalidade e o peso 10 dias após o tratamento. Quando aplicado em dieta artificial foi observada redução no peso larval. Entretanto, quando aplicadas em folhas de milho, quatro nanoformulações causaram mortalidade entre 40 a 46%. Essas quatro nanoformulações foram avaliadas quanto à preferência alimentar e efeito residual. Foram conduzidos três bioensaios, nos quais as folhas de milho tratadas com as quatro nanoformulações foram oferecidas às lagartas aos 1, 3 e 7 dias após a pulverização (DAP), considerando-se mortalidade e peso das lagartas após 10 dias. Simultaneamente, foram realizados testes de preferência alimentar com dupla escolha (tratamento x controle) com discos foliares de milho aos 1, 3 e 7 DAP. A preferência alimentar foi determinada por meio de um índice de preferência, calculando-se a área foliar consumida pela lagarta após 24h. O efeito residual das nanoformulações foi menor que do produto comercial avaliado. Apenas uma nanoformulaçao e Organic Neem® apresentaram fagodeterrência a S. frugiperda, mas somente em 1 DAP. Embora as nanoformulações tenham causado mortalidade e redução de peso larval, sua eficiência foi inferior a do produto comercial. / Neem extracts were nanoformulated with several types of nanoparticles and polymers in a tentative to reduce the biodegradation of neem active compounds and improve their residual effect. These nanoformulations were tested against Spodoptera frugiperda and their efficacy compared to a commercial product. The polymers poly(-caprolactone) (PCL), poly(- hidroxibutirate) (PHB) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) were used in the quantities 0.25, 0.50 and 0.75g and two sorts of nanoparticles (capsules and spheres). Tween®80 and poly(vinyl alcohol) (PVA) were utilized as surfactants. The nanoformulations were produced as aqueous suspension and powder and further diluted before application. These nanoformulations were sprayed on artificial diet offered to second instars of S. frugiperda, and on corn plants which had their leaves offered to first instars. The efficacy of the different formulations was tested by assessing larval mortality and weight 10 days after treatment. When applied to artificial diets, reduced larval weight was observed, but four of them caused 40 to 46% mortality when applied on corn plants. The four most effective nanoformulations were further tested to evaluate their effects on S. frugiperda larval feeding preference and their residual effect. Three bioassays were set up using corn leaves treated with these, wich were offered to larvae at days 1, 3 and 7 after spraying (DAS), having the larval mortality and weight assessed 10 days after larval exposure. Simultaneously, choice tests for larval feeding preference (treatment x control) were carried out using corn leaf discs 1, 3 and 7 DAS. Feeding preference was evaluated by using a preference index calculated after the assessment of the leaf area fed by the larva 24h after exposure. The residual effect of the neem nanoformulations was lower than the commercial product evaluated. Only one nanoformulation and Organic Neem® were feeding deterrents to S. frugiperda, but only in the first day after the treatment. Although the nanoformulations caused larval mortality and weight reduction, their efficacy was not any better than that of the commercial product tested.

A presente pesquisa teve por objetivo estudar a biologia de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) no milho MON810, que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner, bem como avaliar a interação tritrófica: milho MON810 vs S. frugiperda vs Trichogramma spp.. A biologia de S. frugiperda foi avaliada, por três gerações sucessivas em laboratório, utilizando-se o milho convencional e MON810. Os insetos mantidos em folhas de milho MON810 apresentaram maior duração do período larval e pré-pupaL, com menor viabilidade do que aqueles alimentados em milho convencional. A fase de pupa (fêmea e macho) foi similar entre os tratamentos, apesar da menor viabilidade e menor peso de pupas no milho MON810. Apesar da ação deletéria da proteína Bt, presente no milho geneticamente modificado para as fases imaturas de S. frugiperda, a longevidade dos adultos, o período de oviposição, o número de posturas, o número médio de ovos por postura e a duração da fase de ovo foram semelhantes entre os tratamentos. O número total de ovos por fêmea, no entanto, foi menor no milho geneticamente modificado. A duração média do ciclo biológico (ovo - adulto) foi maior em insetos mantidos em milho MON810, sendo a viabilidade total menor neste substrato. Foi observado que a taxa líquida de reprodução (Ro) e a razão finita de aumento (ë) foram menores nos insetos alimentados em milho MON810. As lagartas de S. frugiperda apresentaram comportamento canibal independente do substrato alimentar utilizado; porém, tal canibalismo foi mais acentuado no milho MON810, provavelmente devido a presença da proteína Bt. O consumo de área foliar por lagartas de S. frugiperda foi menor no milho MON810, sendo a eficiência do alimento digerido (ECD) menor e o custo metabólico maior neste substrato, em relação ao milho convencional. Em nível de campo, através de experimentos com infestações artificiais e naturais de S. frugiperda, observou-se que o milho MON810 determinou a redução populacional deste lepidóptero, nos diferentes estádios fenológicos estudados, protegendo a cultura do dano da praga. Os estudos de interação milho MON810 vs S. frugiperda vs Trichogramma atopovirilia (Oatman & Platner, 1983) foram efetuados por cinco gerações consecutivas do parasitóide e da praga em laboratório. Observou-se que não houve diferenças quanto a capacidade de parasitismo, a porcentagem de emergência, o número de parasitóides emergidos, a razão sexual e a longevidade do parasitóide quando T. atopovirilia foi criado em ovos de fêmeas que alimentaram-se de milho MON810 ou milho convencional. A qualidade nutricional dos ovos de S. frugiperda foi semelhante entre os tratamentos, não ocorrendo prejuízos ao parasitismo por T. atopovirilia. Em campo, a distribuição de posturas de S. frugiperda, em relação ao estádio fenológico da planta e superfície da folhas, foi semelhante entre os milhos MON810 e convencional. A porcentagem de ovos naturalmente parasitados por Trichogramma spp. também foi similar entre estes tratamentos, ocorrendo a predominância da espécie T. pretiosum (Riley, 1879) em relação a T. Atopovirilia condições de campo. / The objectives of this research were to study the biology of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) on MON810, that expresses the protein Cry1Ab from Bacillus thuringiensis Berliner, and to evaluate the tritrophic interactions: MON810 vs S. frugiperda vs Trichogramma spp.. The biology of S. frugiperda was evaluated under laboratory conditions for three consecutive generations on MON810 and conventional corn leaves. Insects that fed on MON810 showed longer larval and pre pupae stages duration and lower viability, compared to the larvae that fed on conventional corn. The duration of pupae stage (for both female and male) was similar for both treatments, however the viability of this stage was lower on MON810 and the pupae were smaller on this food source. Despite of the deleterious effect of the Bt protein expressed by MON810 to the larvae of S. frugiperda, the adult longevity, oviposition stage duration, number of egg laying, number of eggs per egg laying and egg stage duration were also similar for both treatments. However the total number of eggs was lower on genetically modified corn. The total biological life cycle (egg - adult) was longer for insects that fed on MON810, and the total viability was lower on this food source. It was observed that the net reproduction rate (Ro) and finite increase rate (ë) were also lower for insects that fed on MON810. The cannibalistic behavior of S. frugiperda occurred regardless of the food source (conventional corn or MON810); but this behavior was more pronounced when MON810 leaves were used as food source. The leaf area consumption by S. frugiperda was lower on MON810 and the insects had lower efficiency of conversion of digested (ECD) and higher metabolic cost than on conventional corn. Field experiments carried out with artificial and natural infestations of S. frugiperda showed that MON810 was very effective to reduce the population of this pest in different corn phenological stages. The studies on the interaction among MON810 vs S. frugiperda vs Trichogramma atopovirilia (Oatman & Platner, 1983) were carried out under laboratory conditions for five consecutives generations of both parasitoid and pest. It was not observed difference between both treatments for the parasitism, emergence, number of parasitoids, sexual ratio, and parasitoid longevity when T. atopovirilia was reared on eggs from females that fed on either MON810 or conventional corn. These data suggest that the nutritional quality of S. frugiperda eggs was similar between MON810 and conventional corn as food source, with no effect in the parasitism by T. atopovirilia. Field experiments showed that the distribution of S. frugiperda egg laying, according to the phenological stage and surface of the leaf, was similar between MON810 and conventional corn. The natural parasitism of S. frugiperda eggs by Trichogramma spp. was similar between MON810 and conventional corn, with the predominance of Trichogramma pretiosum (Riley, 1879), followed by T. atopovirilia in field conditions.

Os custos adaptativos associados à resistência de insetos a inseticidas podem ser explorados mediante a integração com outras estratégias de controle de pragas em programas de Manejo Integrado de Pragas (MIP). No presente estudo, objetivou-se verificar custos adaptativos associados à resistência de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) ao inseticida piretroide lambda-cyhalothrin e suas implicações na utilização do hospedeiro pelo parasitoide larval Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) e as interações com milho geneticamente modificado (MON810) que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner (milho Bt) e na resposta imunológica ao parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Foram verificados presença de custos adaptativos associados à resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin, dado o prolongamento no desenvolvimento larval e duração pupal, redução do peso de pupas fêmeas e longevidade das fêmeas, razão sexual, taxa líquida de reprodução (Ro), taxa intrínseca de aumento (rm) e taxa finita de aumento () de insetos resistentes ao inseticida. Não foi verificada diferença na aceitação de lagartas de S. frugiperda suscetível e resistente a lambda-cyhalothrin por Campoletis aff. flavicincta. Entretanto, o parasitismo de lagartas resistentes foi maior que de suscetíveis em estudos de gaiolas com milho Bt e não-Bt. Posteriormente, foram conduzidos estudos para avaliar, por PCR em tempo real, a expressão diferencial de genes associados ao metabolismo (proteína rica em metionina), resposta imunológica (calreticulina, lisozima, colágeno IV-2, hemócito protease-3, serina protease, imunolectina, receptor scavenger classe C) e detoxificação de xenobióticos (glutationa-S-transferase 145 e as monoxigenases P450 Cyp9A31 e Cyp333B2) expressos em diferentes tecidos (tecido adiposo, hemócitos e/ou mesêntero), na ausência e presença de parasitismo de lagartas das duas linhagens de S. frugiperda por Campoletis aff. flavicincta. No geral, a expressão gênica em lagartas suscetíveis foi superior àquela de lagartas resistentes a lambda-cyhalothrin, independente do período de desenvolvimento, do tecido avaliado e da presença ou não do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. E por fim, foram conduzidos estudos para avaliar o efeito da resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin nas respostas imunológica celular (contagem total de hemócitos) e humoral (atividade das fenoloxidases, lisozimática e antimicrobiana e concentração de óxido nítrico) de lagartas, tanto na ausência como na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. A resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin induziu somente a pequenas alterações no sistema imunológico do hospedeiro (aumento do número total de hemócitos, redução da atividade antimicrobiana e aumento da atividade lisozimática), as quais não interferem a ponto de resultar em custos adaptativos que leve à maior exploração de lagartas resistentes na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Portanto, o manejo de S. frugiperda mediante o emprego da tecnologia de milho Bt e do controle biológico via parasitoide Campoletis aff. flavicincta pode favorecer o restabelecimento da suscetibilidade de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin. / Fitness costs of insect resistance to insecticides can be exploited by integrating other pest control strategies in Integrated Pest Management (IPM) programs. The objective of this research was to evaluate the existence of fitness costs associated with the resistance of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) to the pyrethroid insecticide lambda-cyhalothrin and their implications for host use by the larval parasitoid Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) and interactions with the genetically modified maize (MON810) that expresses Cry1Ab toxin of Bacillus thuringiensis Berliner (Bt maize) and in the immune response to parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Fitness costs associated to resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin were detected by the delay in larval and pupal development, reduction in the pupal weight and longevity of females, sex ratio, net reproductive rate (Ro), intrinsic rate of natural increase (rm) and the finite rate of increase (). No differences were detected in host acceptance and survival of Campoletis aff. flavicincta in susceptible and lambda-cyhalothrin-resistant larvae of S. frugiperda. However, larval parasitization was higher on the resistant than on the susceptible strain of S. frugiperda in cage studies with Bt and non-Bt maize plants. Then, studies were conducted by using Real time-PCR to evaluate the differential expression of genes associated with metabolism (methionine-rich protein), immune response (calreticulin, lysozyme, collagen IV-2, protease-3 hemocyte, serine protease, immunolectin, scavenger receptor class C) and xenobiotic detoxification (glutathione-S-transferase 145 and P450 monooxygenases Cyp9A31 and Cyp333B2) expressed in different tissues (fat body, hemocytes and/or midgut), in the absence and presence of larval parasitization of both strains of S. frugiperda by Campoletis aff. flavicincta. Overall, gene expression in susceptible larvae was higher than that of lambdacyhalothrin- resistant larvae, regardless of the period of development, tissue evaluated and presence or not of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Finally, studies were conducted to evaluate the effect of the resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin on cellular (total hemocyte count) and humoral (phenoloxidases, lysozyme and antimicrobial activities and nitric oxide concentration) immune responses in the absence or presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. The resistance of S. frugiperda to lambdacyhalothrin conferred only minor changes in the host immune system (increased total hemocyte count, reduced antimicrobial activity and increased lysozyme activity), which may not interfere with fitness costs leading to higher exploitation of resistant larvae in the presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Therefore, the management of S. frugiperda by using the Bt maize technology and the biological control via parasitoid Campoletis aff. flavicincta can favor the resetting to susceptibility of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin.

As plantas desenvolveram diferentes mecanismos para reduzir o ataque de insetos, incluindo compostos protéicos de defesa, como os inibidores de proteinases (IPs). Os insetos, ao longo da evolução, desenvolveram estratégias para superar as barreiras defensivas das plantas, permitindo a sua alimentação e desenvolvimento, como a super expressão de genes de enzimas digestivas sensíveis e insensíveis aos IPs de plantas. Uma das abordagens desse trabalho foi identificar novas serinoproteinases no intestino de lagartas de Spodoptera frugiperda. Duas novas quimotripsinas e trê novas tripsinas foram identificadas e juntamente com mais 10 genes já conhecidos que codificam estas enzimas foram submetidos à análise de expressão gênica por PCR em tempo real. Entre essas duas famílias de serinoproteinases (SPs) os genes que codificam as quimotripsinas apresentam uma regulação positiva mais ampla do que aqueles que codificam as tripsinas. Estudos de modelagem molecular das quimotripsinas também foram realizados. Foram construídos modelos tridimensionais à partir de modelagem por homologia além de análises de dinâmica molecular e docagem com oito diferentes IPs do tipo Bowman- Birk. Os resultados mostram quais quimotripsinas apresentam as maiores afinidades aos inibidores testados de maneira geral e individual, inferidos à partir da estimativa de energia livre do sistema. Também foi encontrada uma serina extra próxima ao sítio catalítico de três quimotrispsinas modeladas que pode interferir na afinidade dessas enzimas já que este aminoácido apresenta perda de área acessível ao solvente quando complexada ao IP de soja testado. Os resultados de expressão gênica e grau de sensibilidade foram comparados e não se observou qualquer relação entre esses parâmentros. Isso sugere que as lagartas da espécie S. frugiperda combinam diferentes estratégias adaptativas como o aumento de expressão de todas as suas quimotripsinas independentemente do grau de sensibilidade das enzimas. / Plants have developed different mechanisms to reduce insect attack, including defence proteins such as proteinase inhibitors (PIs). In turn, insects have evolved strategies to overcome these plant defence mechanisms, such as the hyperexpression of PI-sensitive and insensitive digestive enzymes, allowing the insect to thrive. One of the aims of this work was to identify new serine proteinases (SPs) in the gut of the fall armyworm larvae, Spodoptera frugiperda. Two new chymotrypsins and three new trypsins were identified, and together with 10 previously identified genes, the genes that encode these enzymes were subjected to real-time PCR and gene expression analysis. Between these two families of serine-proteinases the genes that encode chymotrypsins show a greater positive regulation then those encoding the trypsins. Molecular modelling studies of the chymotrypsins were carried out, and 3D models were generated using homology modelling, which were then further refined by dynamic molecular and docking analyses with 8 different Bowman-Birk type PIs. The results demonstrate which chymotrypsins possess the highest affinities to the tested inhibitors in a general and individual manner, inferred from the estimated free energies. A serine residue in very close proximity to the catalytic site was present in three of chymotrypsins investigated, which may be affecting the enzymes affinity since the residue has a reduced accessible area to the solvent when complexed to the soya PI tested. The genetic expression patterns and the degree of PI-sensitivity were also compared and no relation between the parameters was found. This suggests that the larvae of the species S. frugiperda combine different adaptive strategies like the increase in expression of its entire chymotrypsin arsenal regardless of the degree of PI-sensitivity of the enzymes.

O primeiro passo para entender as funções da microbiota do trato digestivo na biologia dos insetos consiste na identificação dos membros destas comunidades. Neste trabalho, as bactérias presentes no mesêntero de lagartas da broca da cana-de-açúcar, Diatraea saccharalis e da lagarta-do-cartucho-do-milho, Spodoptera frugiperda, provenientes de diferentes localidades, espécies ou variedades de plantas hospedeiras, foram identificadas por isolamentos em meio de cultura TSA (Triptona de Soja Agar) e por técnicas moleculares que independem do cultivo dos microrganismos. As lagartas de D. saccharalis foram coletadas em nove variedades de cana-deaçúcar nos municípios paulistas de Bocaina, Tanabi e Luís Antônio. S. frugiperda foram coletadas diretamente no campo em milho em Piracicaba-SP e populações de campo e de laboratório foram também alimentadas com dieta artificial, milho, algodão, sorgo e arroz. Foram utilizadas 90 lagartas de D. saccharalis e 40 de S. frugiperda sendo a microbiota de cada lagarta avaliada individualmente. As bactérias isoladas foram testadas quanto à capacidade de degradação de celulose, hemicelulose, lignina e bagaço de cana. A caracterização molecular foi realizada por DGGE (Gel de eletroforese em gradiente desnaturante) usando-se a região 16S do RNA ribossômico amplificado de DNA metagenômico extraído do mesêntero de 57 lagartas de D. saccharalis e 26 de S. frugiperda. Posteriormente, 6 destas amostras de DNA metagenômico de cada uma das espécies de insetos foram clonadas e as 12 bibliotecas de clones foram sequenciadas. A comunidade de bactérias cultiváveis das duas espécies de insetos é composta por representantes dos filos Firmicutes, Proteobacteria e Actinobacteria. A afiliação filogenética das seqüências das bibliotecas de clones de rRNA 16S revelou a ocorrência, além destes filos, de Bacteroidetes em D. saccharalis e Bacteroidetes e Acidobacteria em S. frugiperda. Somente bactérias isoladas de D. saccharalis apresentaram resposta positiva nos testes de degradação in vitro para celulose, hemicelulose, lignina e bagaço de cana. A capacidade destes microrganismos de degradar celulose foi maior do que hemicelulose e poucos produziram enzimas para degradar lignina. Somente duas bactérias apresentaram resposta positiva aos testes de degradação para todas estas fontes de carbono. As seqüências de rRNA 16S destas se agrupam com representantes de Phyllobacterium trifolii e Bacillus subtilis. O maior número de sequências de bactérias cultiváveis pertence aos gêneros Bacillus (26,4 e 32.4% em D. saccharalis e S. frugiperda, respectivamente), Enterococcus (12,1 e 13%) e Microbacterium (18 e 12%). As análises das seqüências obtidas do DNA metagenômico revelaram que Klebsiella esteve presente em todas as amostras analisadas de D. saccharalis. As comunidades de bactérias em S. frugiperda apresentaram maior variação em função do alimento. Entretanto, Ralstonia e Hydrogenophilus estiveram presentes na maioria das lagartas. As variações das estruturas das comunidades bacterianas de S. frugiperda e de D. saccharalis estão diretamente relacionadas com a origem das populações e o tipo de alimentação dos insetos. A presença constante de algumas bactérias na maioria dos insetos indica que estas possam ser indispensáveis, exercendo alguma função vital para o inseto ou que apresentam alguma relação vantajosa para o hospedeiro. / The identification of members of the microbe communities is the first step to understand their roles on insect biology. We have characterized the midgut bacterial community of fifth ínstar caterpillars of sugarcane borer, Diatraea saccharalis, and of fall armyworm, Spodoptera frugiperda, through isolation on tryptic soy agar medium and through culture-independent molecular techniques. D. saccharalis caterpillars were collected on nine sugarcane varieties in Bocaina, Tanabi and Luís Antônio cities in São Paulo State. S. frugiperda were collected directly from corn fields in Piracicaba-SP and field and laboratory populations were reared on artificial diet, corn, cotton, sorghum and rice. Ninety D. saccharalis caterpillars and 40 S. frugiperda caterpillars were used. The microbiota community of each caterpillar was evaluated individually. The ability of bacterial isolates to degrade cellulose, hemicellulose, lignin and sugarcane bagasse was assessed. The molecular analyses were based on Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) of 16S ribosomal RNA sequences amplified from metagenomic DNA extracted from 57 individual midgut of D. saccharalis and 26 from S. frugiperda. Latter, 6 of these metagenomic DNA of each insect species were cloned and the 12 clone libraries were sequenced. The cultivable bacterial community of these two insect species is composed by representatives of the phyla Firmicutes, Proteobacteria and Actinobacteria. The phylotypes from the clone libraries of 16S rRNA were comprised by Bacteroidetes in D. saccharalis and Bacteroidetes and Acidobacteria in S. frugiperda, besides the three phyla found by culturing. Only bacteria isolated from D. saccharalis had ability to degrade cellulose, hemicelluloses, lignin and sugarcane bagasse in the in vitro tests. The ability to degrade cellulose was more common than the ability to degrade hemicelullose and just a few isolates had the ability to degrade lignin. The only two bacteria presenting a positive response to degradation of all carbon sources were clustered with Phyllobacterium trifolii and Bacillus subtilis. The greatest number of cultivable bacteria sequences belongs to genera Bacillus (26.4 and 32.4%, in D. saccharalis and S. frugiperda, respectively), Enterococcus (12.1 and 13%) and Microbacterium (18 and 12%). Sequence analysis from metagenomic DNA revealed the genera Klebsiella in all samples from D. saccharalis. Bacterial community varied according to S. frugiperda host plant; however, both Ralstonia and Hydrogenophilus genera were present in the digestive tracts of insects from most host plants. Community structure variation of S. frugiperda and D. saccharalis is related directly to insect population origin and type of insect food source. The constant presence of some bacteria in the majority of insects indicates that those microorganisms might either be indispensable, playing a vital role to the insect, or have some symbiotic or commensal relation with the insect.