A cafeicultura representa uma das atividades agrícolas de maior importância para o Brasil e para a Colômbia e ultimamente tem sido impactada negativamente, devido às condições climáticas desfavoráveis com desvios da normalidade da precipitação pluviométrica e de altas temperaturas do segundo semestre do 2015 no caso do Brasil e na Colômbia, na safra 2015-2016, foi altamente impactada pelos efeitos do evento climático El Niño que aumentou os níveis de infestação da brocado- café e com a seca prolongada, que tem afetado a qualidade do grão. O presente trabalho tem como objetivo estabelecer o zoneamento de Hypothenemus hampei e Leucoptera coffeella, pragas no cafeeiro em Brasil e na Colômbia, com base nas suas exigências térmicas. Os resultados obtidos para H. hampei, mostraram que a praga se desenvolve na faixa térmica de 15 a 32°C; a 25°C foram observados os maiores valores de taxa liquida de reprodução (Ro) e da razão finita de aumento (λ); sendo que Ro foi maior nesta temperatura, pois, a cada geração a população de H. hampei aumentou 127,8 vezes. O estudo das exigências térmicas de H. hampei indicaram que o limite térmico de desenvolvimento ou temperatura base (Tb) é de 13°C e a constante térmica (K) de 312 GD. Com a determinação das exigências térmicas de H. hampei e mediante a utilização de um Sistema de Informação Geográfica, foi possível obter mapas de distribuição do desenvolvimento deste inseto para o estado de São Paulo no Brasil e para a região produtora de café na Colômbia. Assim, para o estado de São Paulo, podem ocorrer de 4,56 a 9,25 gerações/ano, levando-se em consideração as exigências térmicas desta praga. A maior incidência da praga deve coincidir com o aumento da temperatura e com a disponibilidade de frutos de café aptos a serem infestados. Para a Colômbia, o número de gerações/ano pode ser de 5,85 a 13,55; sendo que 93% da cafeicultura deste pais, pode apresentar a broca-do-café o ano todo. O bicho-mineiro do cafeeiro, L. coffeella, se desenvolve na faixa térmica de 15 a 32°C; a 28°C foram observados os maiores valores de taxa liquida de reprodução (Ro) e da razão finita de aumento (λ); o valor de Ro foi visivelmente maior nesta temperatura, pois, a cada geração a população de L. coffeella aumentou 22,23 vezes. O estudo das exigências térmicas de L. coffeella, mostrou que o limite térmico de desenvolvimento ou temperatura base (Tb) é de 13°C e a constante térmica (K) de 259 GD. Com a determinação, em condições de laboratório, das exigências térmicas de L. coffeella e mediante a utilização de um Sistema de Informação Geográfica (SIG), foi possível obter mapas de distribuição do desenvolvimento deste inseto para o estado de São Paulo no Brasil. Assim, podem ocorrer de 5,12 a 14,17 gerações/ano, levando-se em consideração as exigências térmicas desta praga. Os dados obtidos no presente trabalho poderão auxiliar na estimativa do número de gerações mensais e anuais para o fortalecimento dos programas de manejo integrado destes insetos. / Coffee culture is one of the main agriculture activities for Brazil and Colombia, with recently negative impacts due to unfavorable climatic conditions as the result of subnormal rain period and increased temperatures during the second half of 2015. In both the mentioned countries, 2015 -2016 yields has been affected by the dry climatic effect of the \"el Niño\" phenomena favoring the coffee berry borer infestation and the the grain quality decrease. The present research aimed to establish the climatic zoning for Hypothenemus hampei and Leucoptera coffeella based on their thermal requirements. Results showed for H. hampei developed into the thermal range between 15 and 32°C; at 25°C were observed the higher liquid net reproduction rate (Ro) and increase finite rate (λ), being the Ro 127,8 times. Thermal requirements estimated for H. hampei showed the temperature threshold (Tt) as 13°C and the thermal constant (K) as 312 DD. Estimation of the thermal requirements for H. hampei in laboratory and with the use of Geographic Information System tool (GIS), were obtained insect lifetime distribution maps at the Sao Paulo state and the coffee production region at Colombia. In this way, at Sao Paulo state 4,56 to 9,25 generations/year can be obtained. Higher pest incidence should be coincident with both temperature increases and coffee fruit availability to be infested. At the Colombian coffee crop region, 5,85 to 13,55 generations/year can be obtained between 18 to 24°C temperature range, with that 93% of the coffee crop can be infested with the coffee berry borer whole of the year. The leaf miner L. coffeella, develops at thermal requirements between 15 to 32°C, being the 28°C temperature with the higher net reproduction rate (Ro) and increase finite rate (λ ); showing a population increase per generation of 22,23 times. Thermal requirements for L. coffeella showed the temperature threshold (Tt) is 13°C and the thermal constant (K) of 259 DD. Using the before mentioned variables in laboratory and using the Geographic Information System tool, insect lifetime distribution maps were obtained at the Sao Paulo state in Brazil. 5,12 to 14,17 generations/ year can occur. Data obtained could contribute in the monthly and yearly generation pest generations determination for the integrated pest management programs of these pests.

As plantas apresentam diferentes e complexos mecanismos de defesa, que atuam em conjunto, em respostas a estresses bióticos e abióticos, cuja natureza e intensidade de resposta variam com a idade, o grau de adaptação e a fenologia (OLIVEIRA, 2003). O objetivo principal da pesquisa consiste em: (i) identificar os ácidos clorogênicos nas folhas de Coffea arabica L., cultivar Obatã IAC 1669-20, Catuaí Vermelho IAC 99, e das populações em seleção H14945-46 e H20049, e (ii) quantificar as várias classes de ácidos clorogênicos, nos mesmos genótipos, durante a fase reprodutiva do cafeeiro (florescimento, frutochumbinho, expansão/granação e maturação). Os compostos fenólicos foram separados por meio da cromatografia líquida de alta eficiência (Shimadzu, modelo LC-20A) para as análises em CLAE-DAD. O perfil cromatográfico dos genótipos estudados não diferiram entre si. Durante as fases de frutificação houve variação nos teores de ácido clorogênico e dos fenóis totais, no qual apresentou menores valores na fase de granação. O genótipo H14954-46 resistente ao bicho-mineiro apresentou o ácido clorogênico referente ao pico 5, incomum aos outros genótipos estudados. As folhas infestadas por bichomineiro (Leucoptera coffeella) apresentaram menores concentrações de fenóis totais, bem como de alguns ácidos clorogênicos e flavanóides, já as folhas inoculadas por ferrugem (Hemileia vastatrix) apresentaram maiores concentração. Há evidências de que os ácidos clorogênicos participem do complexo mecanismo de defesa das plantas. / The plants present different and complex mechanisms of defense, that work together, in responses to biotic and abiotic stresses, whose nature and intensity of response varies with age, the degree of adaptation and phenology. The main objective from the research is: (i) detect the chlorogenic acids in the leaves of Coffea arabica L., cultivars Obatã IAC 1669-20 and Catuaí Vermelho IAC 99, and of the populations into selection H14945-46 and H20049, and (ii) quantify the several classes of chlorogenic acids, in the same coffee plants, during the fructification phases of the coffee tree (flowering, fruits at the beginning of growth , grain expansion/seed, grain maturation). The phenolic compounds have been apart through high performance liquid chromatography (Shimadzu , model LC -20A) for the analyses in CLAE DAD. The studied chromatography profile of the coffee plants has presented no difference between them. During the fructification phases there was variation at the content of chlorogenic acid and of the total phenols, in which has presented under age values at the phase as of grain expansion. The plants of H14954-46 resistant to the coffee leaf miner have presented the chlorogenic acid referring to pico 5, no common to the other coffee plants studied. The infested leaves by coffee leaf miner (Leucoptera coffeella) presented lower concentrations of total phenols, as well as, of some chlorogenic acids and flavanoids, unlike, the leaves inoculate by rust (Hemileia vastatrix) presented greater concentration. There is evidence that chlorogenic acids have involved in the complex defense mechanism of plants.

A bioatividade de nanoformulações de nim e de extratos de outras Meliaceae foi avaliada, em tomateiro, em laboratório e em casa de vegetação, visando ao controle de Tuta absoluta (Meyrick). Incialmente foram testadas 22 nanoformulações (incluindo nanocápsulas e nanoesferas) e os extratos em hexano, em diclorometano e em etanol de folhas e ramos de Trichilia pallida Swartz, Trichilia catigua A. Juss, Trichilia claussenii C. DC, Guarea guidonia (L.) Sleumer e Toona ciliata M. Roemer. O óleo de nim Organic Neem® também foi utilizado nos bioensaios com as nanoformulações e como controle foram utilizadas água destilada e/ou acetona. A partir desses bioensaios, selecionaram-se as nanoformulações NC40 aquoso e NC40 pó (NC40=nanocápsulas de poli- -hidroxibutirato) e os extratos etanólicos de T. ciliata e de T. catigua, que foram avaliados em relação ao efeito sobre o desenvolvimento e longevidade do inseto e em relação aos modos de ação (translaminar, sistêmico e de contato) e ao poder residual. O efeito dos tratamentos selecionados sobre os entomopatógenos Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. e Phothorimaea operculella granulovírus (PhopGV) foram avaliados in vitro e in vivo, respectivamente. A seguir, foi avaliada a possível interação dos derivados vegetais com os entomopatógenos. Finalmente, foi avaliada a seletividade ao parasitoide de ovos Trichogramma pretiosum Riley, segundo as recomendações da IOBC. Os resultados obtidos demonstraram que, entre os tratamentos testados, constatou-se bioatividade com oito nanoformulações e com os extratos de G. guidonia em diclorometano; T. ciliata em hexano, em diclorometano e em etanol; T. catigua em hexano, em diclorometano e em etanol; T. claussenii em etanol e T. pallida em hexano. A fase do inseto mais afetada foi a larval, no entanto a oviposição das fêmeas foi diminuída quando as plantas foram tratadas com o extrato etanólico de T. ciliata. Constatou-se efeito translaminar e sistêmico para as nanoformulações e para o óleo de nim. A ação de contato variou com o modo de exposição e com a idade das lagartas. O efeito residual do óleo de nim e da nanoformulação NC40 aquoso foi de sete dias, enquanto para NC40 pó foi de três dias. As nanoformulações e os extratos etanólicos de T. ciliata e de T. catigua foram compatíveis com o fungo e com o granulovírus. Quando os entomopatógenos foram misturados aos derivados vegetais observou-se que o nim reduziu drasticamente a sobrevivência larval na mistura com os dois entomopatógenos, sendo o maior efeito causado pelo derivado vegetal. Na mistura dos entomopatógenos com o extrato de T. ciliata, observou-se maior redução da sobrevivência larval com PhopGV. No bioensaio de seletividade a T. pretiosum, constatou-se que apenas o óleo de nim afetou a capacidade de parasitismo, sendo levemente nocivo. Para NC40 aquoso e extrato de T. ciliata não foram constatados efeitos sobre o parasitismo e sobre o desenvolvimento do parasitoide. / The bioactivity of neem nanoformulations and extracts of other Meliaceae was evaluated in tomato plants in the laboratory and in greenhouse aiming to control Tuta absoluta (Meyrick, 1917). Initially, 22 nanoformulations were tested (including nanocapsules and nanospheres) in addition to the hexane, dichloromethane and ethanol extracts of leaves and branches of Trichilia pallida Swartz, Trichilia catigua A. Juss, Trichilia claussenii C. DC, Guarea guidonia (L.) Sleumer and Toona ciliata M. Roemer. The neem oil Organic Neem® was also used in the bioassays with the nanoformulations and distilled water and/or acetone were used as controls. From these bioassays the aqueous NC40 and powdered NC40 (NC40 = Poly- -hydroxibutirate nanocapsules) nanoformulations as well as the ethanolic extracts of Toona ciliata and Trichilia catigua were selected. These treatments were evaluated regarding their effect on insect development and longevity, mode of action (translaminar, systemic and contact) and residual action. The effects of the selected treatments on the entomopathogens Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. and Phthorimaea operculella granulovirus (PhopGV) were evaluated in vitro and in vivo, respectively. Then the possible interaction between plant derivates and entomopathogens was evaluated. Finally, a selectivity bioassay to the egg parasitoid Trichogramma pretiosum Riley was evaluated according to IOBC recommendations. The results obtained demonstrate that among these treatments eight nanoformulations and the extracts of G. guidonia in dichloromethane; T. ciliata in hexane, dichloromethane and ethanol; T. catigua in hexane, dichloromethane and ethanol; T. claussenii in ethanol and T. pallida in hexane showed bioactivity on the insect. The most affected insect stage was the larva, but oviposition was reduced when these plants were treated with T. ciliata ethanolic extract. The nanoformulations and neem oil presented translaminar and systemic effect. Contact action varied with exposure mode and caterpillar age. The residual effect of neem oil and aqueous NC40 nanoformulations was seven days while for powdered NC40 was three days. The nanoformulations and the ethanolic extracts of T. ciliata and T. catigua were compatible with the fungus and the granulovirus. When the entomopathogens were mixed to the plant derivates, neem drastically reduced larval survival in the mixture with both entomopathogens and the plant derivate produced a greater effect than the entomopathogen. In the mixture of entomopathogens with T. ciliata extract there was a greater reduction of larval survival with PhopGV. In the T. pretiosum selectivity bioassay only the neem oil was slightly harmful and affected parasitism capacity. For aqueous NC40 and T. ciliata extract no effects over parasitism or parasitoid development were seen.

En raison de leur rôle central dans la physiologie et le développement des plantes, les phythormones ont depuis longtemps été considérées comme des médiateurs chimiques déterminants dans la capacité des insectes à contrôler leur environnement végétal. Les mécanismes permettant aux insectes de manipuler la balance phytohormonale permettant ainsi la régulation des apports nutritifs et la modulation des défenses végétales demeurent néanmoins pour la plupart inconnus, en particulier pour les insectes galligènes et mineurs de feuilles. L’objectif de ma thèse visait à caractériser les capacités de modulation phytohormonale par les insectes manipulateurs de plantes avec un accent particulier sur le lépidoptère mineur de feuille Phyllonorycter blancardella. Nous avons ainsi développés une caractérisation spatio-temporelle de la réponse des plantes aux attaques des larves mineuses au niveau moléculaire et biochimique. Une comparaison entre différents systèmes biologiques nous a permis d’évaluer les similitudes entre les stratégies adoptées par les les insectes galligènes et les insectes mineurs de feuilles, d’identifier l’origine possible des phytohormones impliquées dans la manipulation de la plante et le rôle des bactéries endosymbiotiques d’insectes dans ces interactions. / Because phytohormones lie at the very core of molecular mechanisms controlling the plant physiology and development, they have long been hypothesized to be involved in insect-induced plant manipulations. Insects are using phytohormones to manipulate their host plants for their own benefit, regulating nutrient provisioning and plant defenses. However, a mechanistic understanding of how phytohormones operate in plant reconfigurations by plant-manipulating insects, especially by gall-inducing and leaf-minging insects, is lacking. The objective of my Ph.D. was to provide an extensive characterization of how plant-manipulating insects modulate the plant global hormonal balance with a specific focus on the leaf-mining moth Phyllonorycter blancardella. We thus developed a time course characterization of plant transcriptomic and biochemical responses following attack by leaf-mining larvae. A comparative analysis between different biological systems allowed us to estimate similarities in strategies developed leaf-mining and gall-inducing insects, to identify the possible origin of phytohormones involved in the plant manipulation and to estimate the role of insect endosymbiotic bacteria in these interactions.

Les insectes endophytophages, tels que les insectes foreurs de tiges, les galligènes et les mineurs de feuilles, vivent et se nourrissent à l’intérieur des végétaux. L'hypothèse de l'alimentation sélective stipule que ces organismes endophytes possèdent un avantage adaptatif par rapport aux ectophages en accédant aux tissus les plus nutritifs tout en évitant les principaux composés défensifs de la plante. Ce comportement d’alimentation sélective peut être également renforcé par une manipulation de la physiologie de la plante comme cela a été démontré chez les insectes galligènes mais également suggéré chez certains insectes mineurs. Ces derniers sont en effet capables d’induire un phénotype « îles vertes » qui se manifestent par la persistance de la photosynthèse au niveau de la zone minée à l'automne alors que le reste de la feuille entre en sénescence et jaunit. L’objectif de notre étude a été d’étudier, en conditions de terrain, les capacités de manipulation du végétal dans le système Malus domestica / Phyllonorycter blancardella. Cet insecte hautement spécialisé complète l’ensemble de son développement dans une zone restreinte d’une seule feuille. / Endophytophagous insects, such as stem-boring, gall-forming and leaf-mining insects, live within plant tissues and feed internally. The selective feeding hypothesis states that this life-style presumably provides adaptive advantages for the insect over other external-feeding modes by allowing access to most nutritional tissues while avoiding main plant defensive compounds. This selective feeding behavior can be reinforced by manipulating the plant physiology which has been clearly demonstrated in gallers but also suggested in leaf-miner insects due to the autumnal formation of “green islands” around mining caterpillars in yellow leaves. This study aimed to investigate, under field conditions, the ability of insects to manipulate their host-plant in the Malus domestica / Phyllonorycter blancardella biological system. This insect is highly specialized and entirely develops within a restricted area of a single leaf. We first characterized the plant-insect interface by describing larval mouthparts and leaf anatomy alterations resulting from the insect feeding activity.