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Isolamento reprodutivo e dormência em duas linhagens alopátricas de Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae) / Reproductive isolation and dormancy in two allopatric lineages of Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae)Hickmann, Frederico 12 March 2019 (has links)
O percevejo-marrom-da-soja, Euschistus heros (F.) (Hemiptera: Pentatomidae), é uma praga chave da soja na América do Sul. Recentemente, foi descoberto a presença de duas linhagens alopátricas de E. heros no Brasil. Uma linhagem de ocorrência predominante na região Norte/Nordeste (N) e outra predominante na região Sul (S) e uma zona sobreposição entre as linhagens no Cerrado. O encontro de dois pools gênicos pode representar aumento ou diminuição de vigor das populações mediado pelo grau de isolamento reprodutivo. O encontro das linhagens no Cerrado é uma hipótese para as explosões populacionais de E. heros em cultivos de soja e constante ocorrência em cultivos de algodão relatados nos últimos anos. Questões sobre o potencial adaptativo dessas linhagens são de grande importância para entendimento da dinâmica e dos surtos populacionais de E. heros. Assim, nossos objetivos foram: 1) verificar a presença de barreiras reprodutivas entre as duas linhagens alopátricas de E. heros que promova uma prole híbrida de baixo fitness; e 2) avaliar o efeito da temperatura e fotoperíodo no tempo de desenvolvimento e viabilidade de fases imaturas e na expressão da dormência nas linhagens alopátricas de E. heros. Cruzamentos recíprocos foram realizados com intuito de avaliar o desenvolvimento da prole híbrida quando comparada com a prole coespecífica. Os parâmetros biológicos e de tabela de vida evidenciaram que o cruzamento entre as duas linhagens não representou diminuição de fitness da prole híbrida, portanto, não existe incompatibilidade pós-zigótica entre as linhagens de E. heros. Adicionalmente, ovos das linhagens (S e N) foram incubados em câmaras climáticas sob diferentes regimes de luz (10: 14, 11,5: 12,5 e 14: 10 (L: E)); e temperaturas (14,18, 21 e 25°C). Ficou evidente que existe uma relação entre temperatura e fotoperíodo no tempo de desenvolvimento e viabilidade de E. heros. A temperatura de 18°C e fotoperíodo de 10: 14 (L:E) aumentam o tempo necessário para completar o ciclo e reduzem a viabilidade. Temperatura de 25°C e fotoperíodo de 14: 10 (L:E) diminuem tempo de desenvolvimento e aumentam a viabilidade nas fases imaturas das duas linhagens. A expressão do fenótipo da dormência foi positivamente afetada por temperaturas menores e fotoperíodos mais curtos, especialmente para a linhagem Sul. A linhagem Norte não expressou características fenotípicas de dormência mesmo sob condições de temperaturas baixas e dias curtos. As diferenças encontradas possivelmente estão relacionadas ao local de origem das duas linhagens. Assim, o encontro de dois pools gênicos onde não há barreira reprodutiva aumenta a diversidade genética nas populações e permite a combinação de alelos que podem aumentar o vigor das populações e a capacidade de adaptação a ambientes novos e perturbados, como o ambiente agrícola. Os resultados demonstram que as duas linhagens possuem respostas similares aos fatores de estresses abióticos nas fases imaturas e distintas na expressão do fenótipo da dormência. As respostas deste trabalho oferecem informações úteis para melhor entender a dinâmica populacional contemporânea e para implementação de estratégias de manejo mais eficientes e sustentáveis de E. heros no cenário agrícola nacional. / The brown soybean stink bug, Euschistus heros (F.) (Hemiptera: Pentatomidae), is a key soybean pest in South America. It was recently discovered the presence of two allopatric lineages of E. heros in Brazil. A lineage predominantly occurring in the Northern/Northeast region (N) and another predominate in the Southern region (S) and an overlapping hybridization zone in the Cerrado region. The meeting of two gene pools may represent an increase or decrease in the vigor of populations in the absence of reproductive isolation. The reunion of the lineages in the Cerrado is a hypothesis for the expressive increase of the species in soybean cultivations and expansion of problems in the cotton crop. Questions about the adaptive potential of these lineages are of great importance for understanding the dynamics and population outbreaks of E. heros. The present study aims to: 1) verify the presence of reproductive barriers between the two lineages by means of a low fitness hybrid offspring; 2) to evaluate the effect of temperature and photoperiod on the development time and viability of immature phases and expression of dormancy in the allopatric lineages of E. heros. Reciprocal crosses were performed with the purpose of evaluating the development of the hybrid offspring when compared to the co-specific offspring. The biological and life table parameters showed that the crossbreeding between the two lineages did not represent a decrease in the fitness of the hybrid offspring. Therefore, there is no post-zygotic incompatibility among the lineages of E. heros. Additionally, eggs from both lineages (S and N) were incubated in climatic chambers under different light regimes (10: 14, 11,5: 12,5 and 14: 10 (L: E) and temperatures (14, 18, 21 and 25°C). It was evident that there is a relationship between temperature and photoperiod in the development time and viability of E. heros. The temperature of 18°C and photoperiod of 10: 14 (L: E) increase the time required to complete the cycle and reduce viability. Temperature of 25°C and photoperiod of 14: 10 (L: E) decrease development time and increase viability in the immature phases of the two lineages. The expression of the dormancy phenotype was positively affected by shorter temperatures and shorter photoperiods, especially for the Southern lineage. The Northern lineage did not express phenotypic characteristics of dormancy even under low temperature and short-day conditions. The differences found are possibly related to the geographical origin of the two lineages. Thus, the meeting of two gene pools where there is no reproductive barrier increases the genetic diversity in populations and, allows the combination of alleles that can increase the vigor of populations and the ability to adapt to new and disturbed environments, such as the agricultural environment. The results demonstrate that the two strains have similar responses to the abiotic stress factors in the immature phases and distinct in the expression of the dormancy phenotype. The answers of this work offer useful information to better understand contemporary population dynamics and to implement more efficient and sustainable management strategies of E. heros in the national agricultural scenario.
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Dinâmica populacional, distribuição espacial e plano de amostragem sequencial de Euschistus heros (Fabricius, 1794) (Heteroptera: Pentatomidae) em cultivares de soja / Population dynamics, spatial distribution and sequential sampling of Euschistus heros (Fabricius, 1794) (Heteroptera: Pentatomidae) on soybean cultivarsSouza, Leandro Aparecido de [UNESP] 01 February 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-02-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O percevejo-marrom-da-soja Euschistus heros, destaca-se como uma das principais pragas da cultura, sendo fundamental realizar amostragens periódicas para aferir a densidade populacional e auxiliar na tomada de decisão de controle. O objetivo do presente trabalho foi estudar a dinâmica populacional e a distribuição espacial de E. heros em cultivares de soja transgênica de diferentes ciclos de desenvolvimento, visando o desenvolvimento de um plano de amostragem sequencial. Os experimentos foram conduzidos nos anos agrícolas 2013/14 e 2014/15 na FCAV/UNESP, Jaboticabal, SP. Foram selecionados quatro campos, e em cada um foi demarcada uma área de 8.000 m2 (0,8 ha), sendo cada área subdividida em 80 parcelas de 100 m2 (10 m x 10 m). As cultivares de soja transgênica de diferentes ciclos de desenvolvimento utilizadas foram: SYN 1365 RR (precoce), M 7908 RR (média); BRS Valiosa RR (tardia), e a cultivar AS 3730 RR2 PRO (precoce), transgênica resistente a lagartas. As amostragens foram realizadas semanalmente pelo método da batida de pano, em 2 m de linha de plantas, registrando-se o número de ninfas, adultos e percevejos maiores que 0,5 cm. Foram confeccionadas figuras para demonstrar a dinâmica populacional entre os dados médios de infestação do inseto-praga e o estágio fenológico da cultura, sendo a influência dos fatores meteorológicos analisada por meio da análise de regressão múltipla com seleção de variáveis pelo método “stepwise”. Para o estudo da dispersão de E. heros foram utilizados os seguintes índices: razão variância/média, índice de Morisita, coeficiente de Green e o expoente k da distribuição binomial negativa. Para os estudos dos modelos de distribuição espacial de E. heros foram testados os ajustes das distribuições de Poisson e distribuição binomial negativa. O plano de amostragem sequencial foi elaborado para os dados de percevejos maiores que 0,5 cm com base no Teste Sequencial da Razão da Máxima Verossimilhança, e foi utilizado o nível de controle de 4,0 e 2,0 percevejos maiores que 0,5 cm/pano de batida para campos de produção de grãos e sementes, respectivamente. De acordo com os resultados da dinâmica populacional, as maiores densidades populacionais de E. heros foram observadas no estádio fenológico R6 da soja, e a temperatura máxima é o fator meteorológico que mais influenciou na variação da densidade populacional de E. heros. A distribuição espacial de ninfas, adultos e percevejos maiores que 0,5 cm foi agregada para todas as cultivares em estudo, com melhor ajuste à distribuição binomial negativa. No plano de amostragem sequencial, o número máximo de unidades amostrais esperado, para tomada de decisão de controle, encontra-se em torno de seis e dez para campos de produção de grãos e sementes, respectivamente. / The neotropical stink bug Euschistus heros is one of the most important species of pests in soybean culture, so it is essential to realize periodic samples to measure the population density and help in the decision making control. The objective of this work was to study the population dynamics and spatial distribution of E. heros in transgenic soybean cultivars of different maturing cycles that helps the development of a sequential sampling plan. The experiments were carried out in seasons 2013/14 and 2014/15 in FCAV / UNESP, Jaboticabal, SP. Four fields were selected, and in each one was marked an area of 8.000 m2 (0.8 ha) divided into 80 splits of 100 m2 (10 m x 10 m). The transgenic soybean cultivars of different maturing cycles were: SYN 1365 RR (early), M 7908 RR (middle), BRS Valiosa RR (late), and the cultivar AS 3730 RR2 Pro (early), transgenic resistant to larvae. Samples were taken weekly using the ground-shake method, in 2 m line of plants, where were recorded the number of nymphs, adults and nymphs of higher than 0.5 cm E. heros. The figures were plot to demonstrate the population dynamics between the mean data of insect pest infestation and the phenological stage of culture, and the influence of meteorological factors analyzed using multiple regression analysis with selection of variables using the stepwise method. To evaluate insect dispersion in the area, the following indexes were used: variance/mean ratio, Morisita’s index, Green’s coefficient, and the k exponent of negative binomial distribution. For studies of spatial distribution models of E. heros, adjustments of Poisson distribution and negative binomial distribution were tested. The sequential sampling plan was developed for E. heros higher than 0.5 cm based on the ratio of the Sequential Test Maximum Likelihood, and it was used the threshold levels of 4.0 and 2.0 E. heros higher than 0.5 cm for grain and seed production fields, respectively. According to the results of population dynamics, the highest population densities of E. heros were observed in the R6 growth stage of soybeans, and the maximum temperature is the weather factor that influenced the variation in population densities of E. heros. The spatial distribution of nymphs, adults, and nymphs higher than 0.5 cm was aggregated for all the cultivars in study, with best adjustment to the negative binomial distribution. In the sequential sampling plan, the maximum number of expected sampling units to control is around six and ten to grain and seed production fields, respectively.
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