O controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) tem sido realizado principalmente pelo uso de inseticidas químicos e plantas geneticamente modificadas que expressam toxinas de Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) no Brasil. Casos de evolução da resistência no campo a estes agentes de controle têm sido uma das grandes ameaças para programas de MIP. Inseticidas diamidas ainda representam uma importante opção para o manejo de S. frugiperda; sendo assim, estudos que fomentem a implementação de estratégias pró-ativas de manejo da resistência são fundamentais para a manutenção da eficácia deste grupo químico no controle de S. frugiperda. Os objetivos da presente tese foram: (i) Monitorar a resistência de S. frugiperda a inseticidas diamidas no Brasil, utilizando métodos genotípico e fenotípico; (ii) Selecionar em laboratório uma linhagem de S. frugiperda resistente a inseticidas diamidas e caracterizar as bases genéticas da resistência; e (iii) Investigar os mecanismos associados à resistência de S. frugiperda a inseticidas diamidas. O método de F2 \"screen\" foi utilizada para o monitoramento genotípico da resistência de S. frugiperda ao inseticida chlorantraniliprole, sendo testadas 817 isolinhas provenientes de 14 populações brasileiras de S. frugiperda entre os anos agrícolas 2016 e 2017. Dentre as populações testadas, foi verificada uma variação de 0,0030 a 0,0781 na frequência de alelos que conferem resistência a chlorantraniliprole, com média geral de 0,0217. No monitoramento fenotípico, foram testadas ≈ 70 populações de S. frugiperda coletadas das principais regiões produtoras de milho durante os anos agrícolas 2016, 2017 e 2018. A sobrevivência larval para o inseticida chlorantraniliprole variou de 0,00 a 32,08% na concentração diagnóstica de 0,505 µg de chlorantraniliprole cm-2. Para o inseticida flubendiamide, as sobrevivências variaram de 0,00 a 46,25% na concentração diagnóstica de 2,842 µg de flubendiamide cm-2. Populações de S. frugiperda da Bahia, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Goiás apresentaram as menores suscetibilidades a chlorantraniliprole e flubendiamide. Os valores de CL50 das linhagens suscetível (Sus) e resistente a chlorantraniliprole (Chlorant-R) foram 0,011 e 2,610 µg i.a.cm-2, respectivamente, com razão de resistência (RR) de ≈ 240 vezes. A herança da resistência de S. frugiperda a chlrontraniliprole foi caracterizada como autossômica, incompletamente recessiva e monogênica. A linhagem resistente a chlorantraniliprole apresentou moderada resistência cruzada para cyantraniliprole (RR ≈ 27 vezes) e muito alta para flubendiamide (RR > 42000 vezes). A pré-exposição a diferentes sinergistas inibidores de enzimas de detoxificação não aumentou significativamente a suscetibilidade larval, sugerindo que a resistência metabólica não está envolvida na resistência de S. frugiperda a diamidas. Mediante sequenciamento da região C-terminal dos receptores de rianodina (RyR) nos domínios II a IV, foi detectada a mutação I4734M que foi recentemente descrita como um dos mecanismos de resistência devido à alteração no alvo de ação de inseticidas diamidas em outras pragas de Lepidoptera. Os resultados obtidos no presente trabalho servirão para a implementação de estratégias efetivas de manejo da resistência para preservar a vida útil de diamidas para o manejo de S. frugiperda no Brasil. / The control of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) has been performed mainly by the use of insecticides and genetically modified plants expressing Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) toxins in Brazil. Field-evolved resistance to these control agents represents a major threat in IPM programs. Diamide insecticides represent an important tool for managing S. frugiperda; therefore, studies that promote proactive resistance management strategies are important to prolong the lifetime of this chemical group to control S. frugiperda. The goals of this dissertation were: (i) To monitor S. frugiperda resistance to diamide insecticides in Brazil, using genotypic and phenotypic methods; (ii) To select a resistant strain of S. frugiperda to diamide insecticides under laboratory conditions and to characterize the genetic basis of resistance; and (iii) to investigate the resistance mechanisms of S. frugiperda to diamides insecticides. The F2 screen method was used to genotypic monitoring of S. frugiperda resistance to chlorantraniliprole resistance by testing 817 isofamilies from 14 Brazilian populations of S. frugiperda collected in 2016 and 2017 crop seasons. Among the populations tested, resistance allelic frequency to chlorantraniliprole ranged from 0.0030 to 0.0781, with overall average of 0.0217. In the phenotypic monitoring, we monitored ≈ 70 populations of S. frugiperda collected from major maize-growing regions during the crop seasons 2016, 2017 and 2018. The larval survival for chlorantraniliprole insecticide ranged from 0.00 to 32.08% at diagnostic concetration of 0.505 µg chlorantraniliprole cm-2 and 0.00 to 46.25% for flubendiamide at diagnostic concentration of 2.842 µg flubendiamide cm-2. Populations of S. frugiperda from Bahia, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul and Goiás showed the lowest susceptibilities to chlorantraniliprole and flubendiamide. The LC50 values of the susceptible (Sus) and chlorantraniliprole-resistant (Chlorant-R) strains were 0.011 and 2.610 µg i.a. cm-2, respectively, with a resistance ratio (RR) of ≈ 240-fold. The inheritance of chlorantraniliprole resistance in S. frugiperda was characterized as autosomal, incompletely recessive and monogenic. The chlorantraniliprole-resistant strain showed moderate cross-resistance to cyantraniliprole (RR ≈ 27-fold) and high cross-resistance to flubendiamide (RR > 42,000-fold). Pre-exposure to different synergists known to inhibit detoxification enzymes did not result in significantly increased larval toxicity, suggesting a minor role of metabolic resistance. Sequencing of the FAW ryanodine receptor (RyR) C-terminal domains II to VI revealed a SNP, resulting in a I4734M mutation recently described to confer target-site resistance to diamides in lepidopteran pests. The results obtained herein will help for the implementation of effective resistance management strategies to preserve the lifetime of diamides to manage S. frugiperda in Brazil.

A evolução da resistência de insetos a culturas que expressam proteínas derivadas de Bacillus thuringiensis (Bt) é o maior desafio para a manutenção dessa biotecnologia em programas de manejo integrado de pragas. Diante do risco de evolução de resistência de Helicoverpa armigera (Hübner) à soja MON87701 × MON89788 foi realizada uma análise de risco levando em consideração o conjunto de fatores que influenciam no processo de seleção. Portanto, os objetivos do presente estudo foram a de caracterizar a suscetibidade à proteína Cry1Ac em populações de H. armigera e H. zea, caracterizar a eficácia da soja MON87701 × MON89788, bem como a adequação do produto ao conceito de alta dose para H. armigera e H. zea, avaliar a frequência dos alelos que conferem resistência à proteína Cry1Ac em populações de H. armigera, identificar a preferência hospedeira de H. armigera e H. zea em diferentes culturas e paisagens agrícolas e avaliar os parâmetros biológicos e demográficos de H. armigera e H. zea em diferentes hospedeiros. A espécie H. zea foi aproximadamente 60 vezes mais tolerante à proteína Cry1Ac que H. armigera. Além disso, baixa variabilidade na suscetibilidade à Cry1Ac foi verificada em populações de H. armigera coletadas em diferentes regiões do Brasil, o que pode ser explicada pela recente introdução dessa espécie no continente americano. A soja MON87701 × MON89788 resultou em mortalidade completa de H. armigera durante todo o ciclo da cultura, enquanto que para H. zea não foi verificado 100% de mortalidade sob condições de laboratório em bioensaios de cinco dias de duração, apesar dos altos níveis de mortalidade encontrados. Uma baixa frequência (frequência estimada = 0,0011) de alelos que conferem resistência à soja MON87701 × MON89788 em populações de campo de H. armigera foi estimada pelo método de F2 screen. A avaliação da tabela de vida em laboratório demonstrou que H. armigera tem altos níveis de desenvolvimento e a reprodução nas principais culturas das regiões dos Cerrados, sendo a cultura do algodão a que resulta nos maiores valores de crescimento populacional e menor tempo entre gerações. Por outro lado, H. zea se mostrou menos polífaga, se estabelecendo até a fase adulta e gerando descendentes apenas em milho e milheto. A ocorrência das duas espécies no campo corrobora com as informações encontradas na tabela de vida, na qual H. armigera foi encontrada em grande parte as culturas da soja e algodão, e em menor frequência à cultura do milho, enquanto que H. zea apresentou comportamento funcionalmente monófago no campo, associada apenas à cultura do milho. Os parâmetros toxicológicos da soja MON87701 × MON89788 associada à alta suscetibilidade de H. armigera à proteína Cry1Ac e à baixa frequência inicial de alelos que conferem resistência se adéquam aos preceitos da estratégia de alta dose/refúgio. A manutenção das áreas de refúgio com plantas não-Bt, de acordo com as recomendações, é essencial para retardar o processo de seleção de resistência de populações de H. armigera à soja MON87701 × MON89788 no Brasil. / Insect resistance to crops expressing proteins derived from Bacillus thuringiensis proteins (Bt) impose the biggest challenge to maintaining the value of this biotechnology in integrated pest management programs. To support a resistance to Helicoverpa armigera (Hübner) to soybean MON87701 × MON89788 was carried out a risk analysis taking into account all factors that influence the selection process. Therefore, the objectives of this study were to characterize the suscetibidade the Cry1Ac protein in H. armigera populations and H. zea, characterize the effectiveness of soybean MON 87701 × MON 89788, as well as the suitability of the product to the concept of high dose H. armigera and H. zea, evaluate the frequency of alleles that confer resistance to Cry1Ac protein in H. armigera populations from different regions of agricultural production, understand the host preference of H. armigera and H. zea in different crops in and agricultural landscapes and evaluate the biological and demographic parameters of H. armigera and H. zea on different hosts. The species H. zea was approximately 60 times more tolerant to Cry1Ac protein than H. armigera. Low variability on susceptibility to Cry1Ac was found among field H. armigera populations, what can be explained by the recent introduction of this species into America. MON 87701 × MON 89788 soybean resulted in complete mortality of H. armigera throughout the crop cycle, while incomplete mortality was found for H. zea using leaf disc bioassays, although high levels of mortality were found. A low resistance allele frequency (estimated frequency = 0.0011) to MON 87701 × MON 89788 soybean was estimated by using the F2 screen methodology. The assessment of the Life Table parameters in laboratory demonstrated the main row crops such as cotton, soybean and maize are suitable for the development and reproduction of H. armigera, wherein cotton resulted in higher values of population growth parameter and shorter times between generations. Conversely, H. zea was less polyphagous in which only corn and millet were suitable hosts. Field occurrence of both species was consistent with laboratory studies. H. amigera was mostly found in soybean and cotton, and rarely on corn, while H. zea was found mainly on maize. Overall, toxicological aspects of MON87701 × MON89788 soybean associated with high susceptibility of H. armigera to Cry1Ac protein and low initial resistance allele frequency fit properly to the highdose/ refuge strategy to delay resistance evolution. Therefore, maintenance of compliance with the refuge recommendation is essential to delay the evolution of resistance in H. armigera to MON87701 × MON89788 soybean in Brazil.

Plantas transgênicas que expressam toxinas de Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) têm sido amplamente utilizadas para o controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) no Brasil. Entretanto, a evolução da resistência é um dos maiores entraves para a continuidade do uso desta tecnologia. Para subsidiar programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI), foram conduzidos estudos para o aprimoramento dos programas de manejo da resistência de S. frugiperda a tecnologias Bt. Foram realizadas estudos para determinar a dominância funcional da resistência de S. frugiperda a tecnologias Bt mediante a avaliação da sobrevivência de larvas neonatas provenientes das linhagens de S. frugiperda resistentes ao milho Herculex® que expressa a proteína Cry1F (HX-R), ao milho YieldGard VT PRO™ que expressa as proteínas Cry1A.105 e Cry2Ab2 (VT-R), ao milho PowerCore™ que expressa as proteínas Cry1A.105, Cry2Ab2 e Cry1F (PW-R), e ao milho Agrisure Viptera™ que expressa a proteína Vip3Aa20 (Vip-R), além da linhagem suscetível (Sus) e de suas respectivas linhagens heterozigotas em diversas tecnologias de milho e algodão Bt. Posteriormente, um método prático para o monitoramento fenotípico da suscetibilidade a diferentes tecnologias de milho e algodão Bt foi testado a partir da avaliação da sobrevivência de larvas neonatas em folhas de plantas Bt em populações de S. frugiperda provenientes dos Estados do Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Goiás e Bahia na safra agrícola 2014/15. E por último, a estimativa da frequência de alelos de resistência de S. frugiperda a Vip3Aa20 foi validada pelo método de F1 screen. Em geral, observou-se alta mortalidade dos heterozigotos nas tecnologias Bt testadas, comprovando que a resistência de S. frugiperda a proteínas Bt é funcionalmente recessiva o que suporta a estratégia de refúgio em programas de MRI. Verificou-se também que linhagens resistentes a eventos que expressam proteínas Cry não sobrevivem em tecnologias que expressam proteína Vip. No monitoramento prático da suscetibilidade a tecnologias Bt, sobrevivência larval superior a 70% foi observada para populações de campo do Paraná, Goiás e Bahia no milho Herculex®. Em tecnologias de milho PowerCore™ e YieldGard VT PRO™ houve sobrevivência larval variando de 1,1 a 17,9%. Em contraste, não houve sobreviventes em tecnologias de milho Viptera™. Em algodão WideStrike® que expressa as proteínas Cry1Ac e Cry1F, sobrevivência acima de 41% foi observada para populações de campo de S. frugiperda. A sobrevivência larval em Bollgard II® que expressa as proteínas Cry1Ac e Cry2Ab2 variou de 14 a 40%. No algodão TwinLink® que expressa as proteínas Cry1Ab e Cry2Ae, a sobrevivência larval das populações foi menor que 20%. O método de F1 screen foi eficiente na detecção de alelos de resistência a Vip3Aa20 em populações de S. frugiperda provenientes de diferentes regiões produtoras de milho no Brasil na safra 2014/2015. De 263 isofamílias testadas, foram detectadas três isofamílias positivas oriundas do Paraná, Mato Grosso e Goiás. A frequência de resistência estimada a Vip3Aa20 variou de 0,0140 a 0,0367 nas populações avaliadas, sendo que a frequência total foi de 0,0076. Neste estudo, fornecemos informações para refinar as estratégias de MRI, além de introduzir novas técnicas para monitorar a resistência de S. frugiperda a tecnologias Bt no Brasil. / Transgenic plants expressing toxins from Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) have been widely used to the control of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) in Brazil. However, the resistance evolution is one of the major threats to the continuous use of this technology. To subsidize Insect Resistance Management (IRM), studies were conducted to improve S. frugiperda resistance management programs to Bt technologies. Studies to determine functional dominance of resistance of S. frugiperda to Bt technologies were conducted by evaluating neonate larval survival of S. frugiperda strains resistant to Herculex® maize expressing Cry1F protein (HX-R), to YieldGard VT PRO™ maize expressing Cry1A.105 and Cry2Ab2 proteins (VT-R), to PowerCore™ maize expressing Cry1A.105, Cry2Ab2 and Cry1F proteins (PW-R) and to Agrisure Viptera™ maize expressing Vip3Aa20 protein (Vip- R), in addition to susceptible strain (Sus) and the respective heterozygous strains in several Bt maize and cotton technologies cultivated in Brazil. Then, a practical method for phenotypic resistance monitoring of several Bt maize and cotton were tested, based on neonate larval survival on Bt leaf tissue in S. frugiperda populations collected from Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Goiás and Bahia States. Finally, the F1 screen method was validated to estimate the frequency of Vip3Aa20 resistance alleles in S. frugiperda. In general, high mortality of heterozygous individuals was observed on Bt technologies, confirming that resistance of S. frugiperda to Bt proteins is functionally recessive and supporting the importance of refuge areas in IRM programs. No larval survival on Vip expressing maize was found with strains of S. frugiperda resistant to maize expressing Cry toxins. In the practical resistance monitoring, more than 70% of larval survival in field populations of S. frugiperda from Paraná, Goiás and Bahia was detected in Herculex® maize. Larval survival on PowerCore™ and YieldGard VT PRO™ maize technologies ranged from 1.1 to 17.9%. In contrast, no larval survival of field populations was observed on Viptera™ maize technologies. On WideStrike® cotton, more than 41% larval survival was observed in field populations of S. frugiperda. The larval survival was on Bollgard II® ranged from 14 to 40%. In TwinLink® the larval survival was lower than 20%. The F1 screen method was efficient in detecting Vip3Aa20 resistance alleles in field populations of S. frugiperda. From a total of 263 isofamily lines tested, three positive isofamily lines from Paraná, Mato Grosso and Goiás were found. The frequency of Vip3Aa20 resistance alleles ranged from 0.0140 to 0.0367, with overall frequency of 0.0076. In this study, we provide valuable information to improve IRM strategies and propose new methods to monitor resistance of S. frugiperda to Bt technologies in Brazil.

A estratégia de pirâmide de genes tem sido explorada para retardar a evolução da resistência de insetos a plantas geneticamente modificadas que expressam proteínas inseticidas de Bacillus thuringiensis Berliner (Bt). No Brasil, às tecnologias de milho YieldGard VT PRO™ (VT PRO) e PowerCore™ (PW) que expressam as proteínas Cry1A.105/Cry2Ab2 e Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry1F, respectivamente, foram liberadas para uso comercial em 2009. Para subsidiar programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI) foram conduzidos trabalhos para avaliar o risco de evolução da resistência de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) ao milho VT PRO e PW. Inicialmente foram realizados estudos para avaliar a atividade biológica de proteínas Bt expressas em diferentes estruturas da planta de milho VT PRO e PW sobre S. frugiperda e monitorar a suscetibilidade a Cry1A.105 e Cry2Ab2 em populações da praga coletadas em diferentes regiões geográficas do Brasil durante as safras de 2011 a 2014. Houve 100% de mortalidade de neonatas de S. frugiperda quando expostas ao tecido foliar de milho VT PRO e PW. No entanto, em estilo-estigmas e grãos, a mortalidade foi inferior a 50 e 6% respectivamente. Variabilidade geográfica na suscetibilidade de populações S. frugiperda a Cry1A.105 e Cry2Ab2 foi detectada, com reduções significativas na suscetibilidade a essas proteínas para algumas populações de 2011 a 2014. A técnica de \"F2 screen\" foi utilizada para a caracterização da resistência de S. frugiperda ao milho VT PRO e PW a partir de populações coletadas na safra de 2012. Verificou-se uma alta variabilidade na frequência fenotípica de isofamílias resistentes ao milho VT PRO e PW, sendo que as maiores frequências foram observadas em populações coletadas na região Central do Brasil. Com a técnica de \"F2 screen\" foi possível selecionar linhagens resistentes ao milho VT PRO e PW, denominadas de RR-2 e RR-3 respectivamente. Tanto a linhagem RR-2 quanto a RR-3 que foram criadas por 18 gerações consecutivas nos respectivos eventos de milho Bt apresentaram razões de resistência superiores a 3300, 2700 e ≈ 10 vezes a Cry1A.105, Cry1F e Cry2Ab2, respectivamente. Cruzamentos recíprocos das linhagens RR-2 e RR-3 com uma linhagem suscetível de referência revelaram que o padrão da herança da resistência é autossômica recessiva. A recessividade genética da resistência também foi confirmada pela mortalidade completa de indivíduos heterozigotos (descendentes provenientes de cruzamentos entre as linhagens RR-2 ou RR-3 com a linhagem suscetível) em tecidos de milho VT PRO e PW, demonstrando que esses eventos atendem ao conceito de alta dose para o MRI. Em retrocruzamentos da progênie F1 dos cruzamentos recíprocos com as linhagens resistentes confirmou-se a hipótese de que a resistência é poligênica. A presença de custo adaptativo associado à resistência foi verificada para as linhagens RR-2 e RR-3, porém ausente para os indivíduos heterozigotos, baseado nos parâmetros biológicos avaliados. Neste estudo fornecemos a primeira evidência do potencial de evolução da resistência de S. frugiperda a eventos de milho Bt piramidados e informações para o refinamento das estratégias de MRI para preservar a vida útil das tecnologias de milho Bt para o controle de S. frugiperda no Brasil. / The strategy of pyramid of genes has been exploited to delay the evolution of insect resistance to genetically modified crops expressing insecticidal proteins from from Bacillus thuringiensis Berliner (Bt). In Brazil, YieldGard VT Pro™ (VT PRO) and PowerCore™ (PW) corn technologies expressing Cry1A.105/Cry2Ab2 and Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry1F proteins respectively were released for commercial use in 2009. Resistance risk assessment were conducted to support an Insect Resistance Management (IRM) program of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) to VT PRO and PW corn. Initially, studies were conducted to evaluate the biological activity of Bt proteins expressed in different plant structures of VT PRO and PW corn on S. frugiperda and to monitor the susceptibility to Cry1A.105 and Cry2Ab2 in pest populations collected from different geographical regions in Brazil from 2011 to 2014 growing seasons. The mortality of neonate larvae of S. frugiperda was 100% when fed on leaf tissue of VT PRO and PW corn. However, the larval mortality when fed on silks and grains was less than 50 and 6% respectively. A geographical variation in the susceptibility of S. frugiperda to Cry1A.105 and Cry2Ab2 proteins was detected among populations, with significant reduction in susceptibility to these proteins in some populations from 2011 to 2014. The F2 screen technique was used to characterize the resistance of S. frugiperda to VT PRO and PW corn from populations sampled in 2012 growing season. High variability in the frequency of resistant phenotypic isofamilies to VT PRO and PW corn was obtained with higher frequencies in S. frugiperda populations from Midwestern region of Brazil. Resistant populations to VT PRO and PW corn were selected by using F2 screen which were designated as RR-2 and RR-3 strains respectively. Both RR-2 and RR-3 strains reared on respective Bt maize events for 18 consecutive generations showed resistance ratios greater than 3,300; 2,700 and ≈ 10-fold to Cry1A.105, Cry1F and Cry2Ab2 respectively. Reciprocal crosses of RR-2 and RR-3 strains with a susceptible reference strain revealed that the inheritance of resistance is autosomal recessive. The genetic recessiveness of the resistance was also confirmed by the complete mortality of heterozygous individuals (offspring from the crosses between RR-2 or RR-3 strains with susceptible strain) on VT PRO and PW corn leaf tissues, indicating that these events meet the concept of high-dose for IRM strategies. Backcrosses of F1 progenies with both resistant strains revealed that resistance is polygenic. Fitness costs associated with resistance were found in RR-2 e RR-3 strains but not in heterozygous individuals, based on life history traits. In this study, we reported the first evidence of the potential of S. frugiperda to evolve resistance to pyramided Bt corn events, as well as provide valuable information to support the current IRM strategies to preserve the useful life of Bt corn technologies for S. frugiperda control in Brazil.

Helicoverpa armigera (Hübner) was officially reported in Brazil in 2013 causing serious damage to several crops, especially soybean and cotton crops. Because of this severe damage and also because H. armigera is more tolerant to insecticides in compare to other lepidopteran pests in Brazil, there was a significant increase of selection pressure with insecticides in the field. Many cases of insecticide resistance, especially to pyrethroids, have been reported in some countries of the Old World. The main objective of the present study was to characterize the susceptibility of H. armigera and to investigate the mechanisms of its resistance to pyrethroids and indoxacarb in Brazilian populations. Mortality of H. armigera populations was less than 50% when treated with the highest dose of 10 μg a.i./3rd-instar larva of fenvalerate and deltamethrin. Field populations of H. armigera monitored from 2013 to 2016 growing seasons showed mean mortalities of 10 to 40% at the diagnostic dose of 10 μg a.i./3rd-instar larva. The resistance ratio to pyrethroid was 780-fold. The frequency of the chimeric P450 CYP337B3 gene was above 0.95 in all 33 populations screened. The genetic basis of H. armigera resistance to pyrethroids was also investigated. The dominance degree varied from 0.66 to 0.92, i.e., incompletely to completely dominant, and resistance was characterized as autosomal and polygenic. Possible mutations in the sodium channel were investigated, as well as the expression of other P450 genes via RT-qPCR. Two non-synonymous mutations, V937G and Q960H were found, and the genes CYP6AB10, CYP301A, CYP4S13 and CYP321A5 were up-regulated in the Brazilian pyrethroid-resistant strain compared to the susceptible strain. The susceptibility of H. armigera populations to indoxacarb was characterized with a diet overlay bioassay in 3rd-instar larvae. LC50 values ranged from 0.22 (0.16-0.28) μg a.i./cm2 to 0.57 (0.41-0.82) μg a.i./cm2, varying 2.6-fold. The populations were monitored through the 2013-2017 growing seasons, with the diagnostic dose of 6.1 μg a.i./cm2; during the period, the susceptibility to indoxacarb decreased. An indoxacarb-resistant strain was selected under laboratory conditions and showed a resistance ratio of 297.5-fold. These results will contribute to decision-making and implementation of insect resistance-management (IRM) programs in Brazil and other recently invaded countries in Brazil. / Helicoverpa armigera (Hübner) foi reportada oficialmente no Brasil em 2013, ano em que causou grandes perdas em lavouras de soja e algodão no país. Devido ao ataque severo de H. armigera e por ser mais tolerante do que as demais pragas que ocorriam no Brasil, houve um aumento significativo da pressão de seleção com inseticidas no campo. Inúmeros casos de resistência desta praga a inseticidas do grupo dos piretroides já havia sido reportado em alguns países do Velho Mundo. Dentro desse contexto o objetivo desse trabalho foi caracterizar a suscetibilidade e investigar possíveis mecanismos de resistência a piretroides bem como indoxacarb no Brasil. A mortalidade das populações de H. armigera foi menor do que 50 % quando tratadas com a dose máxima de 10 μg i.a./lagarta de 3º instar para fenvalerato e deltametrina. As populações de campo de H. armigera monitoradas entre os anos de 2013 a 2016 na dose diagnóstica de 10 μg i.a./lagarta de 3º instar apresentaram mortalidade de 10 a 40%. A frequência do gene P450 CYP337B3 foi maior do que 0,95 em 33 populações testada. Além disso, as bases genéticas da resistência de H. armigera a piretroides foram investigadas e a razão de resistência com a linhagem suscetível foi de 780 vezes. O grau de dominância variou de 0,66 a 0,92, incompletamente e completamente dominante e a resistência foi caracterizada como autossômica e poligênica. Adicionalmente investigou-se a presença de possíveis mutações no canal de sódio bem como a expressão de outros genes P450 em uma linhagem resistente a piretroides. Foi possível detectar duas mutações não-sinonímias V937G, e Q960H no canal de sódio e os genes CYP6AB10, CYP301A, CYP4S13 e CYP321A5 foram super expressos na linhagem resistente. A suscetibilidade de populações de H. armigera para o inseticida indoxacarb foi caracterizada a partir de bioensaios de ingestão com lagartas de 3° instar. Os valores de CL50 variaram de 0,22 (0,16 - 0,28) μg i.a./cm2 até 0,57 (0,41 - 0,82) μg i.a./cm2 variando em 2,6 vezes. As populações foram monitoradas ao longo das safras agrícolas entre 2013 e 2017 com a concentração diagnóstica de 6,1 μg i.a./cm2 e observou-se uma diminuição na suscetibilidade da praga a indoxacarb. Uma linhagem resistente a indoxacarb foi selecionada em laboratório e comparada com uma linhagem suscetível de referência, apresentando uma razão de resistência de 297,5 vezes. Os resultados obtidos são extremamente importantes e poderão contribuir na tomada de decisões bem como na implementação de programas de manejo da resistência de insetos (MRI) no Brasil.

Um dos inseticidas mais utilizados para o controle do psilídeo Diaphorina citri (Hemiptera: Liviidae) em pomares de citros no Brasil tem sido o neonicotinoide imidacloprid. Para subsidiar um programa de Manejo da Resistência de D. citri a imidacloprid foram realizados estudos de monitoramento da suscetibilidade a inseticidas em populações de D. citri provenientes das principais regiões citrícolas do Estado de São Paulo, interações de imidacloprid com inseticidas e fungicidas, e avaliação da viabilidade de associação de imidacloprid com o parasitoide Tamarixia radiata (Hymenoptera: Eulophidae). Para a caracterização de linhas básicas de suscetibilidade de D. citri aos inseticidas imidacloprid, deltamethrin e dimethoate foram utilizados bioensaios de contato residual. Foram definidas as concentrações diagnósticas de 56 mg de imidacloprid/L água (CL95), 32 mg de deltamethrin/L água (CL90) e 56 mg de dimethoate/L água (CL95) para o monitoramento da suscetibilidade de 25 populações de D. citri entre 2010 e 1012. Não ocorreram diferenças na sobrevivência aos inseticidas testados em populações de psilídeos coletados em pomares de citros com diferentes intensidades de pulverização com inseticidas. A maior sobrevivência de insetos nas concentrações diagnósticas foi observada em 2010, com valores de sobrevivência variando de 4,7% a 24,0% para imidacloprid, de 0,9% a 11,8% para deltamethrin e de 5,2% a 13,0% para dimethoate. Não foram observados aumentos significativos na sobrevivência de D. citri nos monitoramentos realizados em 2011 e 2012. As interações de imidacloprid com deltamethrin ou dimethoate foram testadas com as CL25 dos respectivos inseticidas em bioensaio de contato residual. As interações foram aditivas sobre a mortalidade de adultos em condições de campo e de casa de vegetação. A mistura de imidacloprid com buprofezin e pyriproxyfen sobre ninfas de 3º instar também foi aditiva. A atividade biológica das concentrações campo de imidacloprid (40?L/mL) e buprofezin (375?g/mL) e da mistura dos mesmos mostrou uma degradação da atividade similar para o controle de D. citri em condições de campo e casa de vegetação. A avaliação da persistência da mistura de imidacloprid e pyriproxyfen (avaliado nas concentrações de 6,25?g/mL e 100?g/mL) indicou que pyriproxyfen teve degradação mais rápida que imidacloprid. A mistura de imidacloprid na CL25 para D. citri com a concentração de campo dos fungicidas Benzimidazol (500?g/mL de tiofanato-metilico), estrubilurina (37,5?g /mL de piraclostrobina) e triazol (50?g/mL de difenenoconazol) não afetaram o desempenho de imidacloprid. Houve significativa redução na taxa instantânea de crescimento (ri) de D. citri quando expostas a diferentes idades de resíduos de imidacloprid pulverizado na concentração de 40?g/mL, mesmo sobre resíduos com 56 dias de idade, levando à extinção da população ou em processo de extinção. A exposição a CL5 (0,501?g/mL), CL10 (0,804?g/mL), CL25 (1,995?g/mL) e CL50 (5,213?g/mL) de imidacloprid para D. citri reduziu o crescimento populacional de D. citri, mas não causou sua extinção. Contudo, essas concentrações de imidacloprid afetaram a ri do parasitoide com a CL50 causando sua extinção. / One of the most widely used insecticides for control of Diaphorina citri (Hemiptera: Liviidae) in citrus groves in Brazil has been the neonicotinoid imidacloprid. To implement an Insect Resistance Management program of D. citri to imidacloprid, studies were conducted to monitor the susceptibility to insecticides in D. citri populations collected from main citrus production regions of São Paulo State, to evaluate the interactions of imidacloprid with insecticides and fungicides, and to assess the feasibility of imidacloprid association with the parasitoid Tamarixia radiata (Hymenoptera: Eulophidae). Residual contact bioassays were used to characterize the baseline susceptibility of D. citri to the insecticides imidacloprid, deltamethrin and dimethoate. Diagnostic concentrations of 56 mg of imidacloprid/L water (LC95), 32 mg of deltamethrin/L water (LC90) and 56 mg of dimethoate/L water (LC95) were defined for monitoring the susceptibility in 25 populations of D. citri from 2010 to 2012. There were no differences in survival to the insecticides tested in D. citri populations collected in citrus groves with different regimes of insecticide use. The highest survival of insects at diagnostic concentrations was observed in 2010, with survival values ranging from 4.7% to 24.0% for imidacloprid, from 0.9% to 11.8% for deltamethrin and 5.2% to 13.0% dimethoate. There were no significant increases in survival of D. citri on monitoring conducted in 2011 and 2012. The interactions of imidacloprid with deltamethrin or dimethoate were tested with the LC25 of each insecticide with residual contact bioassays. The interactions of these insecticides were additive on D. citri adult mortality under field or greenhouse conditions. The interactions of imidacloprid with buprofezin and pyriproxyfen were additive on 3rd instar nymphs. The biological activity at field rates of imidacloprid (40?l/mL) and buprofezin (375?g/mL) as well as the mixture of these insecticides showed a similar degradation in the activity to control D. citri under field and greenhouse conditions. The evaluation of the persistence of the mixture of pyriproxyfen and imidacloprid (evaluated at concentrations of 6.25 ?g/mL and 100?g/mL) indicated that pyriproxyfen degradation was faster than imidacloprid. The mixture of LC25 of imidacloprid to D. citri with fungicides field rates of benzimidazole (500?g/mL of thiophanate-methil), strobilurin (37.5 ?g/mL of pyraclostrobin), and triazole (50?g/mL of difenoconazole) did not affect the performance of imidacloprid. A significant reduction in the instantaneous rate of increase (ri) of D. citri was observed when exposed to different residue ages of imidacloprid sprayed at concentration of 40?g/mL, even when exposed to residues of 56-day old, by leading to their extinction or in extinction process. The exposure to CL5 (0.501 ?g/mL), CL10 (0.804 ?g/mL), LC25 (1.995 ?g/mL) and LC50 (5.213 ?g/mL) of imidacloprid to D. citri did not cause their extinction. However, these concentrations of imidacloprid affected the ri of the parasitoid causing their extinction at LC50.

Helicoverpa armigera (Hübner) was officially reported in Brazil in 2013. This species is closely related to Helicoverpa zea (Boddie) and has caused significant crop damage in Brazil. The use of genetically modified crops expressing insecticidal protein from Bacillus thuringiensis (Berliner) has been one of the control tactics for managing these pests. Genetically modified maize expressing Vip3Aa20 was approved to commercial use in Brazil in 2009. Understanding the genetic diversity and the susceptibility to B. thuringiensis proteins in H. armigera and H. zea populations in Brazil are crucial for establishing Insect Resistance Management (IRM) programs in Brazil. Therefore, the objectives of this study were: (a) to infer demographic parameters and genetic structure of H. armigera and H. zea Brazil; (b) to assess the intra and interspecific gene flow and genetic diversity of H. armigera and H. zea; and (c) to evaluate the susceptibility to Vip3Aa20 protein in H. armigera and H. zea populations of Brazil. A phylogeographic analysis of field H. armigera and H. zea populations was performed using a partial sequence data from the cytochrome c oxidase I (COI) gene. H. armigera individuals were most prevalent on dicotyledonous hosts and H. zea individuals were most prevalent on maize crops. Both species showed signs of demographic expansion and no genetic structure. High genetic diversity and wide distribution were observed for H. armigera. A joint analysis indicated the presence of Chinese, Indian, and European lineages within the Brazilian populations of H. armigera. In the cross-species amplification study, seven microsatellite loci were amplified; and showed a potential hybrid offspring in natural conditions. Interespecific analyses using the same microsatellite loci with Brazilian H. armigera and H. zea in compare to the USA H. zea were also conducted. When analyses were performed within each species, 10 microsatellites were used for H. armigera, and eight for H. zea. We detected high intraspecific gene flow in populations of H. armigera and H. zea from Brazil and H. zea from the USA. Genetic diversity was similar for both species. However, H. armigera was more similar to H. zea from Brazil than H. zea from the USA and some putative hybrid individuals were found in Brazilian populations.Tthere was low gene flow between Brazilian and USA H. zea. The baseline susceptibility to Vip3Aa20 resulted in low interpopulation variation for H. zea (3-fold) and for H. armigera (5-fold), based on LC50. H. armigera was more tolerant to Vip3Aa20 than H. zea (≈ 40 to 75-fold, based on CL50). The diagnostic concentration for susceptibility monitoring, based on CL99, was fairly high (6,400 ng Vip3Aa20/cm2) for H. zea and not validated for H. armigera due to the high amount of protein needed for bioassays. Implementing IRM strategies to Vip3Aa20 in H. armigera and H. zea will be of a great challenge in Brazil, mainly due to the low susceptibility to Vip3Aa20 and high genetic diversity and gene flow in both species, besides a potential of hybrid individuals between H. armigera and H. zea under field conditions. / Helicoverpa armigera (Hübner) foi oficialmente reportada no Brasil em 2013. Esta espécie é estreitamente relacionada a Helicoverpa zea (Boddie) e tem causado danos significativos nas culturas no Brasil. O uso de plantas geneticamente modificadas, que expressam proteínas inseticidas de Bacillus thuringiensis (Berliner), tem sido uma das táticas de controle para o manejo dessas pragas. O milho geneticamente modificado que expressa Vip3Aa20 foi aprovado para comercialização no Brasil em 2009. O entendimento da diversidade genética e da suscetibilidade às proteínas de B. thuringiensis em populações de H. armigera e H. zea no Brasil são cruciais para o estabelecimento de programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI). Assim, os objetivos desse estudo foram: (a) inferir parâmetros demográficos e estrutura genética de H. armigera e H. zea no Brasil; (b) avaliar o fluxo gênico intra e interespecífico e a diversidade genética em H. armigera e H. zea; e (c) aferir a suscetibilidade de populações brasileiras de H. armigera e H. zea a proteína Vip3Aa20. Uma análise filogeográfica de populações de campo de H. armigera e H. zea foi realizada com o uso de sequências do gene citocromo c oxidase I (COI). Indivíduos de H. armigera foram mais prevalentes em dicotiledôneas e H. zea na cultura do milho. Ambas as espécies mostraram sinais de expansão demográfica e ausência de estrutura genética. Alta diversidade genética e ampla distribuição foram observadas em H. armigera. Análises conjuntas indicaram a presença de linhagens da China, Índia e Europa em populações brasileiras de H. armigera. A partir de um estudo de amplificação cruzada de microssatélites, sete locos amplificaram em ambas as espécies e evidenciaram a possibilidade de hibridização no campo. Estes mesmos locos foram usados para análises interespecíficas de H. armigera e H. zea do Brasil em comparação a H. zea dos EUA. Nas análises para cada espécie, 10 microssatélites foram usados para H. armigera e oito para H. zea. Alto fluxo gênico intraespecífico foi detectado em populações de H. armigera e H. zea. A diversidade genética foi similar em ambas as espécies. H. armigera foi mais similar a H. zea do Brasil que dos EUA e possíveis híbridos foram encontrados nas populações brasileiras. Houve um baixo fluxo gênico entre populações brasileiras e americanas de H. zea. A linha-básica de suscetibilidade a Vip3Aa20 resultou numa variação interpopulacional baixa em H. zea (3 vezes) e em H. armigera (5 vezes), baseada na CL50. H. armigera foi mais tolerante a Vip3Aa20 que H. zea (≈ 40 to 75 vezes, baseado na CL50). A concentração diagnóstica, baseada na CL99, foi bastante alta (6.400 ng Vip3Aa20/cm2) para H. zea e não validada para H. armigera devido à alta quantidade de proteína necessária para os bioensaios. A implementação de estratégias de MRI a Vip3Aa20 em H. armigera e H. zea serão um grande desafio no Brasil, principalmente devido à baixa suscetibilidade a Vip3Aa20 e alta diversidade genética e fluxo gênico em ambas as espécies, além da possibilidade de indivíduos híbridos entre H. armigera e H. zea nas condições de campo.

Helicoverpa armigera (Hübner) was officially reported in Brazil in 2013. This species is closely related to Helicoverpa zea (Boddie) and has caused significant crop damage in Brazil. The use of genetically modified crops expressing insecticidal protein from Bacillus thuringiensis (Berliner) has been one of the control tactics for managing these pests. Genetically modified maize expressing Vip3Aa20 was approved to commercial use in Brazil in 2009. Understanding the genetic diversity and the susceptibility to B. thuringiensis proteins in H. armigera and H. zea populations in Brazil are crucial for establishing Insect Resistance Management (IRM) programs in Brazil. Therefore, the objectives of this study were: (a) to infer demographic parameters and genetic structure of H. armigera and H. zea Brazil; (b) to assess the intra and interspecific gene flow and genetic diversity of H. armigera and H. zea; and (c) to evaluate the susceptibility to Vip3Aa20 protein in H. armigera and H. zea populations of Brazil. A phylogeographic analysis of field H. armigera and H. zea populations was performed using a partial sequence data from the cytochrome c oxidase I (COI) gene. H. armigera individuals were most prevalent on dicotyledonous hosts and H. zea individuals were most prevalent on maize crops. Both species showed signs of demographic expansion and no genetic structure. High genetic diversity and wide distribution were observed for H. armigera. A joint analysis indicated the presence of Chinese, Indian, and European lineages within the Brazilian populations of H. armigera. In the cross-species amplification study, seven microsatellite loci were amplified; and showed a potential hybrid offspring in natural conditions. Interespecific analyses using the same microsatellite loci with Brazilian H. armigera and H. zea in compare to the USA H. zea were also conducted. When analyses were performed within each species, 10 microsatellites were used for H. armigera, and eight for H. zea. We detected high intraspecific gene flow in populations of H. armigera and H. zea from Brazil and H. zea from the USA. Genetic diversity was similar for both species. However, H. armigera was more similar to H. zea from Brazil than H. zea from the USA and some putative hybrid individuals were found in Brazilian populations.Tthere was low gene flow between Brazilian and USA H. zea. The baseline susceptibility to Vip3Aa20 resulted in low interpopulation variation for H. zea (3-fold) and for H. armigera (5-fold), based on LC50. H. armigera was more tolerant to Vip3Aa20 than H. zea (≈ 40 to 75-fold, based on CL50). The diagnostic concentration for susceptibility monitoring, based on CL99, was fairly high (6,400 ng Vip3Aa20/cm2) for H. zea and not validated for H. armigera due to the high amount of protein needed for bioassays. Implementing IRM strategies to Vip3Aa20 in H. armigera and H. zea will be of a great challenge in Brazil, mainly due to the low susceptibility to Vip3Aa20 and high genetic diversity and gene flow in both species, besides a potential of hybrid individuals between H. armigera and H. zea under field conditions. / Helicoverpa armigera (Hübner) foi oficialmente reportada no Brasil em 2013. Esta espécie é estreitamente relacionada a Helicoverpa zea (Boddie) e tem causado danos significativos nas culturas no Brasil. O uso de plantas geneticamente modificadas, que expressam proteínas inseticidas de Bacillus thuringiensis (Berliner), tem sido uma das táticas de controle para o manejo dessas pragas. O milho geneticamente modificado que expressa Vip3Aa20 foi aprovado para comercialização no Brasil em 2009. O entendimento da diversidade genética e da suscetibilidade às proteínas de B. thuringiensis em populações de H. armigera e H. zea no Brasil são cruciais para o estabelecimento de programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI). Assim, os objetivos desse estudo foram: (a) inferir parâmetros demográficos e estrutura genética de H. armigera e H. zea no Brasil; (b) avaliar o fluxo gênico intra e interespecífico e a diversidade genética em H. armigera e H. zea; e (c) aferir a suscetibilidade de populações brasileiras de H. armigera e H. zea a proteína Vip3Aa20. Uma análise filogeográfica de populações de campo de H. armigera e H. zea foi realizada com o uso de sequências do gene citocromo c oxidase I (COI). Indivíduos de H. armigera foram mais prevalentes em dicotiledôneas e H. zea na cultura do milho. Ambas as espécies mostraram sinais de expansão demográfica e ausência de estrutura genética. Alta diversidade genética e ampla distribuição foram observadas em H. armigera. Análises conjuntas indicaram a presença de linhagens da China, Índia e Europa em populações brasileiras de H. armigera. A partir de um estudo de amplificação cruzada de microssatélites, sete locos amplificaram em ambas as espécies e evidenciaram a possibilidade de hibridização no campo. Estes mesmos locos foram usados para análises interespecíficas de H. armigera e H. zea do Brasil em comparação a H. zea dos EUA. Nas análises para cada espécie, 10 microssatélites foram usados para H. armigera e oito para H. zea. Alto fluxo gênico intraespecífico foi detectado em populações de H. armigera e H. zea. A diversidade genética foi similar em ambas as espécies. H. armigera foi mais similar a H. zea do Brasil que dos EUA e possíveis híbridos foram encontrados nas populações brasileiras. Houve um baixo fluxo gênico entre populações brasileiras e americanas de H. zea. A linha-básica de suscetibilidade a Vip3Aa20 resultou numa variação interpopulacional baixa em H. zea (3 vezes) e em H. armigera (5 vezes), baseada na CL50. H. armigera foi mais tolerante a Vip3Aa20 que H. zea (≈ 40 to 75 vezes, baseado na CL50). A concentração diagnóstica, baseada na CL99, foi bastante alta (6.400 ng Vip3Aa20/cm2) para H. zea e não validada para H. armigera devido à alta quantidade de proteína necessária para os bioensaios. A implementação de estratégias de MRI a Vip3Aa20 em H. armigera e H. zea serão um grande desafio no Brasil, principalmente devido à baixa suscetibilidade a Vip3Aa20 e alta diversidade genética e fluxo gênico em ambas as espécies, além da possibilidade de indivíduos híbridos entre H. armigera e H. zea nas condições de campo.

Um dos inseticidas mais utilizados para o controle do psilídeo Diaphorina citri (Hemiptera: Liviidae) em pomares de citros no Brasil tem sido o neonicotinoide imidacloprid. Para subsidiar um programa de Manejo da Resistência de D. citri a imidacloprid foram realizados estudos de monitoramento da suscetibilidade a inseticidas em populações de D. citri provenientes das principais regiões citrícolas do Estado de São Paulo, interações de imidacloprid com inseticidas e fungicidas, e avaliação da viabilidade de associação de imidacloprid com o parasitoide Tamarixia radiata (Hymenoptera: Eulophidae). Para a caracterização de linhas básicas de suscetibilidade de D. citri aos inseticidas imidacloprid, deltamethrin e dimethoate foram utilizados bioensaios de contato residual. Foram definidas as concentrações diagnósticas de 56 mg de imidacloprid/L água (CL95), 32 mg de deltamethrin/L água (CL90) e 56 mg de dimethoate/L água (CL95) para o monitoramento da suscetibilidade de 25 populações de D. citri entre 2010 e 1012. Não ocorreram diferenças na sobrevivência aos inseticidas testados em populações de psilídeos coletados em pomares de citros com diferentes intensidades de pulverização com inseticidas. A maior sobrevivência de insetos nas concentrações diagnósticas foi observada em 2010, com valores de sobrevivência variando de 4,7% a 24,0% para imidacloprid, de 0,9% a 11,8% para deltamethrin e de 5,2% a 13,0% para dimethoate. Não foram observados aumentos significativos na sobrevivência de D. citri nos monitoramentos realizados em 2011 e 2012. As interações de imidacloprid com deltamethrin ou dimethoate foram testadas com as CL25 dos respectivos inseticidas em bioensaio de contato residual. As interações foram aditivas sobre a mortalidade de adultos em condições de campo e de casa de vegetação. A mistura de imidacloprid com buprofezin e pyriproxyfen sobre ninfas de 3º instar também foi aditiva. A atividade biológica das concentrações campo de imidacloprid (40?L/mL) e buprofezin (375?g/mL) e da mistura dos mesmos mostrou uma degradação da atividade similar para o controle de D. citri em condições de campo e casa de vegetação. A avaliação da persistência da mistura de imidacloprid e pyriproxyfen (avaliado nas concentrações de 6,25?g/mL e 100?g/mL) indicou que pyriproxyfen teve degradação mais rápida que imidacloprid. A mistura de imidacloprid na CL25 para D. citri com a concentração de campo dos fungicidas Benzimidazol (500?g/mL de tiofanato-metilico), estrubilurina (37,5?g /mL de piraclostrobina) e triazol (50?g/mL de difenenoconazol) não afetaram o desempenho de imidacloprid. Houve significativa redução na taxa instantânea de crescimento (ri) de D. citri quando expostas a diferentes idades de resíduos de imidacloprid pulverizado na concentração de 40?g/mL, mesmo sobre resíduos com 56 dias de idade, levando à extinção da população ou em processo de extinção. A exposição a CL5 (0,501?g/mL), CL10 (0,804?g/mL), CL25 (1,995?g/mL) e CL50 (5,213?g/mL) de imidacloprid para D. citri reduziu o crescimento populacional de D. citri, mas não causou sua extinção. Contudo, essas concentrações de imidacloprid afetaram a ri do parasitoide com a CL50 causando sua extinção. / One of the most widely used insecticides for control of Diaphorina citri (Hemiptera: Liviidae) in citrus groves in Brazil has been the neonicotinoid imidacloprid. To implement an Insect Resistance Management program of D. citri to imidacloprid, studies were conducted to monitor the susceptibility to insecticides in D. citri populations collected from main citrus production regions of São Paulo State, to evaluate the interactions of imidacloprid with insecticides and fungicides, and to assess the feasibility of imidacloprid association with the parasitoid Tamarixia radiata (Hymenoptera: Eulophidae). Residual contact bioassays were used to characterize the baseline susceptibility of D. citri to the insecticides imidacloprid, deltamethrin and dimethoate. Diagnostic concentrations of 56 mg of imidacloprid/L water (LC95), 32 mg of deltamethrin/L water (LC90) and 56 mg of dimethoate/L water (LC95) were defined for monitoring the susceptibility in 25 populations of D. citri from 2010 to 2012. There were no differences in survival to the insecticides tested in D. citri populations collected in citrus groves with different regimes of insecticide use. The highest survival of insects at diagnostic concentrations was observed in 2010, with survival values ranging from 4.7% to 24.0% for imidacloprid, from 0.9% to 11.8% for deltamethrin and 5.2% to 13.0% dimethoate. There were no significant increases in survival of D. citri on monitoring conducted in 2011 and 2012. The interactions of imidacloprid with deltamethrin or dimethoate were tested with the LC25 of each insecticide with residual contact bioassays. The interactions of these insecticides were additive on D. citri adult mortality under field or greenhouse conditions. The interactions of imidacloprid with buprofezin and pyriproxyfen were additive on 3rd instar nymphs. The biological activity at field rates of imidacloprid (40?l/mL) and buprofezin (375?g/mL) as well as the mixture of these insecticides showed a similar degradation in the activity to control D. citri under field and greenhouse conditions. The evaluation of the persistence of the mixture of pyriproxyfen and imidacloprid (evaluated at concentrations of 6.25 ?g/mL and 100?g/mL) indicated that pyriproxyfen degradation was faster than imidacloprid. The mixture of LC25 of imidacloprid to D. citri with fungicides field rates of benzimidazole (500?g/mL of thiophanate-methil), strobilurin (37.5 ?g/mL of pyraclostrobin), and triazole (50?g/mL of difenoconazole) did not affect the performance of imidacloprid. A significant reduction in the instantaneous rate of increase (ri) of D. citri was observed when exposed to different residue ages of imidacloprid sprayed at concentration of 40?g/mL, even when exposed to residues of 56-day old, by leading to their extinction or in extinction process. The exposure to CL5 (0.501 ?g/mL), CL10 (0.804 ?g/mL), LC25 (1.995 ?g/mL) and LC50 (5.213 ?g/mL) of imidacloprid to D. citri did not cause their extinction. However, these concentrations of imidacloprid affected the ri of the parasitoid causing their extinction at LC50.

Transgenic plants containing genes from Bacillus thuringiensis have been used as an alternative to chemical insecticides for insect pest control. The vegetative insecticidal proteins (Vip) secreted during the vegetative growth phase of bacteria are considered a second generation of insecticidal proteins since they do not share any structural or sequence homology with previously used crystal proteins (Cry) as well as having a wide insecticidal spectrum. One of the target pests for this protein is the fall armyworm (FAW) (Spodoptera frugiperda), the most important corn pest in South America. Previously it has been controlled by insecticides and maize expressing Cry proteins, but has rapidly evolved resistance to many control practices and remains a top concern for sustainable biotechnology control efforts. Thus, resistance characterization involving mode of action and genetics of resistance can help with Insect Resistance Management strategies, and improve the durability of control. In this dissertation, using two selected FAW population resistant to Vip3Aa20 Bt protein (Vip-R1and Vip-R2) we generated comparative proteomic and transcriptomic data among resistant and susceptible colonies. In the chapter 2, we bring FAW biology/ecology and Brazilian agriculture landscape data to support the high adaptive potential of this pest to genetically modified maize expressing Bt Cry proteins in Brazil. Proteomics studies in the chapter 3 revealed that neither Vip-R1 nor Vip-R2 showed difference between resistant and susceptible colonies either for Vip3Aa20 activation through proteolysis assay nor protein binding to the receptor. Transcriptomic sequencing and RNA-seq analysis in the chapter 4 showed strong evidence of ABC transporter genes associated with resistance as well as genes related to G-protein signaling pathway as downregulated. These results will be discussed in context of providing best management practices for managing FAW resistance to Vip, and extending the durability of Vip technology. / Plantas Transgênicas expressando genes de Bacillus thuringiensis (Bt) tem sido usadas como alternativa ao controle químico para controle de insetos praga. A proteina Vip (Vegetative Insecticide Protein) cuja secreção é realizada durante fase de crescimento da bacteria é considerada como segunda geração de proteinas inseticidas em função desta não apresentar similaridade de sequencias com todas as outras proteinas cristal (Cry), apresentando ainda maior espectro de controle de pragas. Uma das pragas alvo desta proteina é a lagarta-do-cartucho do milho (Spodoptera frugiperda), considerada a mais importante na cultura do milho na América do Sul. Larvas desta espécie foram sempre controladas com inseticidas e mais recentemente, milho expressando proteínas Cry. No entanto, esta praga tem desenvolvido resistência para várias ferramentas de controle, trazendo preocupação para a sustentabilidade das taticas de controle geradas através da biotecnologia. Dessa forma, estudos de caracterização da resistencia envolvendo modo de ação e characteristicas genéticas envolvidas com resistência pode contribuir para melhorar estratégias de Manejo de Resistencia de Insetos (IRM) e aumentar a durabilidade destas tecnologias para o controle. Nesta dissertação, foi gerado dados proteômicos e de transcriptoma comparando uma população de S. frugiperda resistente a Vip3Aa20 com a susceptivel. No capítulo 2, abordamos as características de bio-ecologia da praga associado ao sistema de cultivo suportando o alto potencial adaptativo desta espécie para hibridos de milho expressando proteinas Bt no Brazil. No capitulo 3, estudos de proteômica mostrou que Vip-R1 e Vip-R2 quando comparado com SUS, não demostraram diferenças para ativação da proteina nem ausencia de ligação da proteína com receptor de membrana no intestino do inseto. Dados de transcriptoma descritos no capitulo 5 mostrou forte evidências de que a baixa expressão de genes relacionados ao sistema transportador ABC pode estar associado com resistência bem como genes da via de sinalização das proteínas G. Estes resultados serão discutidos em um contexto para suportar boas praticas de manejo de resistência para lagarta-do-cartucho e assim estender a durabilidade da tecnologia Viptera® no campo.