Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-06-13T13:01:53Z No. of bitstreams: 1 Carliane Rebeca Coelho da Silva.pdf: 1369576 bytes, checksum: bb63bac1307bc50b7f204a30dfb71ef2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T13:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carliane Rebeca Coelho da Silva.pdf: 1369576 bytes, checksum: bb63bac1307bc50b7f204a30dfb71ef2 (MD5) Previous issue date: 2014-03-17 / Various educational institutions and research throughout the world have devoted efforts in the discovery of new insecticidal proteins and their genes for the control of agricultural pests. Studies have shown the potential of some molecules in insect control as the Bacillus thuringiensis Bt toxins, protease inhibitors and alpha-amylase and lectins. Genes coding for these proteins have been stably integrated into the genome of transgenic plants giving them resistance to pests, such as cultures of tobacco, tomato, potato, corn and cotton with Bt resistance to lepidopteran which are widely marketed in various countries. Several studies have confirmed the economy and the ecological benefit of these cultivars in international agribusiness. In cotton field lepidopteran and coleoptera orders are the worldwide major economic problems. Embrapa develops research for the control of cotton pests in order to reduce production costs, of these, 20-30% are for pest control. Despite the important results obtained so far chemical control has still been the best answer although more costly in financial and more aggressive aspect in environmental aspect. The cry1Ia gene derived from Bacillus thuringiensis strain S1451 may be responsible for this type of control. Insecticidal activity of this gene was tested aiming at the analysis of the recombinant protein for the boll weevil (Anthonomus grandis) and Spodoptera frugiperda caterpillar. Indicating that this gene is very promising for use in molecular area aimed at obtaining cultivate transgenic cotton resistant to these two important pests. In previous work this gene was inserted into three commercial cotton cultivars by microinjection technique via ovary drip. At that moment the cultivars received two different buildings, composed of a minimum linear cassette mlc (≈ 3 Kb) and a circular complete construction ccc (≈ 15 Kb), both containing the gene cry1Ia. The integration of the gene and protein expression was analyzed by PCR of genomic DNA, semi-quantitative RT-PCR, Southern blot and ELISA. Over 1,800 transgenes were tested and the full integration of (1 copy) gene was detected by Southern blot assay and found in only a single event called T0 34 which was derived from the cultivar BRS 293 in mlc treatment, suggesting a genotype-dependent trend. The expression of Cry1Ia protein in T0 34, estimated by ELISA was similar to the commercial event Bollgard (Monsanto, USA). The transmission of the transgene to T1 progeny was demonstrated by PCR analysis and no pleiotropic effects were observed in these plants were phenotypically normal, fertile flowers and with abundant production of seeds. In entomological aspect of military caterpillar larvae were used in feeding bioassays with leaves of T0 events resulting from BRS 293. These same plants were also analyzed for expression of Cry1Ia protein via ELISA. A total of 48 plants were only T0 34 selected in both tests, the mortality rate of 89% and a high concentration of the toxic protein in the leaves. Dried flower buds of this plant were provided to larvae of the boll weevil to study immunodetection via optical microscopy, using midgut tissues of the insect. It was found that this protein in flower buds specifically bound to the antibody used to demonstrate that this event is very promising for further studies of improvement of resistance to two important pest of the cotton crop. / Várias instituições de ensino e pesquisa, em todo o mundo têm devotado esforços na descoberta de novas proteínas inseticidas e dos respectivos genes para o controle de pragas agrícolas. Trabalhos têm evidenciado o potencial de algumas moléculas no controle de insetos como as toxinas Bt do Bacillus thuringiensis, inibidores de proteases e de alfa-amilases e lectinas. Genes codificantes para essas proteínas têm sido estavelmente integrados ao genoma de plantas transgênicas conferindo-lhes resistência a pragas, como é o caso das culturas de tabaco, tomate, batata, milho e algodão Bt com resistência a lepidópteros que já são amplamente comercializadas em vários países. Vários estudos comprovam a economia e o benefício ecológico dessas cultivares no agronegócio internacional. Na lavoura algodoeira as pragas das ordens lepidóptera e coleóptera são os principais problemas econômicos em nível mundial. A Embrapa desenvolve pesquisas voltadas para o controle de pragas do algodoeiro com o intuito de reduzir os custos de produção, destes, 20 a 30% são para controle das pragas. Apesar dos importantes resultados obtidos até o momento o controle químico ainda tem sido o de melhor resposta embora mais oneroso no aspecto financeiro e mais agressivo no aspecto ambiental. O gene cry1Ia derivado da estirpe de Bacillus thuringiensis S1451 pode ser responsável por este tipo de controle. A atividade inseticida deste gene foi testada visando a análise da proteína recombinante para o bicudo do algodoeiro (Anthonomus grandis) e para a lagarta Spodoptera frugiperda. Indicando que este gene é bastante promissor para uso na área molecular visando obtenção de cultivar transgênica de algodão resistente a estas duas importantes pragas. Em um trabalho anterior esse gene foi inserido em três cultivares comerciais de algodão pela técnica de microinjeção via ovary drip. Nesse momento as cultivares receberam duas diferentes construções, compostas por um cassete linear mínimo mlc (≈ 3 Kb) e uma construção circular completa ccc (≈ 15 Kb), ambas contendo o gene cry1Ia. A integração do gene e expressão de proteína foram analisadas por PCR de DNA genômico, RT-PCR semi-quantitativo, Southern blot e ELISA. Mais de 1.800 transgenes foram testados e a integração do gene completo (1 cópia) foi detectada pelo ensaio de Southern blot e encontrada em apenas um único evento denominado T0 34 que foi derivado da cultivar BRS 293 no tratamento mlc, sugerindo uma tendência genótipo-dependente. A expressão da proteína Cry1Ia no evento T0 34, estimada por ELISA, foi semelhante a Bollgard comercial (Monsanto, EUA). A transmissão do transgene para progênies T1 foi demonstrada por análise de PCR e nenhum efeito pleiotrópico foi verificado nessas plantas que foram fenotipicamente normais, com flores férteis e produção de sementes abundantes. No aspecto entomológico larvas da lagarta militar foram utilizadas em bioensaios de alimentação com folhas dos eventos T0 resultantes da BRS 293. Essas mesmas plantas também foram analisadas quanto a expressão da proteína Cry1Ia, via ELISA. De um total de 48 plantas, apenas a T0 34 foi selecionada em ambos os ensaios, com taxa de mortalidade de 89% e elevada concentração da proteína toxica nas folhas. Botões florais desidratados dessa planta foram fornecidos a larvas do bicudo do algodoeiro para estudo de imunodetecção via microscopia ótica, utilizando-se tecidos do intestino médio do inseto. Verificou-se que a proteína presente nos botões florais se ligaram especificamente ao anticorpo utilizado demonstrando que esse evento é muito promissor para posteriores estudos de melhoramento visando resistência a duas importantes pragas da lavoura algodoeira.

A soja é uma cultura de grande importância, movimentando aproximadamente 230 bilhões de dólares em todo o mundo, com produção anual estimada de 267,61 milhões de toneladas. Os percevejos sugadores de sementes são considerados uma das pragas de maior importância para a cultura da soja, sendo as espécies Euschistus heros (E.), Piezodorus guildinii (West.) e Nezara viridula (L.) as mais abundantes no Brasil. O ataque por percevejos causa diversos problemas como o atraso da maturação fisiológica, retenção foliar, perdas no rendimento e diminuição da qualidade e potencial germinativo das sementes. Esses insetos são responsáveis ainda pela transmissão de patógenos, e podem causar alterações na composição de óleos, proteínas e ácidos graxos das sementes. A obtenção de cultivares com resistência genética é indispensável, a fim de minimizar a necessidade de utilização de defensivos agrícolas. Dessa forma, este trabalho identificou genes possivelmente associados à resposta de resistência pela comparação da expressão gênica diferencial entre genótipos de soja resistente (IAC-100) e suscetível (CD-215), a partir da metodologia de sequenciamento de RNA (RNA-Seq). As vagens foram submetidas a dois tratamentos por 24 horas: infestação por percevejos Piezodorus guildinii (West.) e não infestação. Foi utilizado o alinhador STAR contra o genoma hardmasked do phytozome e o pacote cufflinks.Com os resultados das análises dos genes diferencialmente expressos e uma posterior filtragem foi possível identificar 128 genes candidatos, dentre estes: genes relacionados com defesa, metabolismo secundário de produção de terpenos e proteínas LRR de sinalização celular. / Soybeans are an important crop with a world-wide annual production of 267.61 tons, worth 230 billion dollars. Stink bugs are a major soybean pest. The most abundant species in Brazil are Euschistus heros (E.), Piezodorus guildinii (West.) and Nezara viridula (L.). Stink-bug attack causes several problems, including delayed physiological maturity, leaf retention, yield losses, decreased seed quality, and decreased germination potential. The bugs are responsible for transmitting pathogens, and they can cause changes in the oil, protein, and fatty acids composition in the seed. Producing genetically resistant cultivars is critical in order to minimize the need for agricultural pesticides. Our work aims to identify genes associated with the stink-bug resistance response in soybean by comparing differential gene expression between resistant (IAC-100) and susceptible (CD-215) genotypes by analyzing RNA sequencing (RNA-Seq) data. Data was from soybean pods that were subjected to two treatments for 24 hours: infestation by the stink bug Piezodorus guildinii (West.), and non-infestation. STAR aligner was used against the hard-masked genome sequence from Phytozome, followed by analysis using the Cufflinks package. Analysis of the results of the differentially expressed genes and a subsequent filtering identified 128 candidate defense-associated genes, among them, defense-related such as LRR-RLKs and production of secondary metabolites like terpenes.

Orientador: Edson Luiz Lopes Baldin / Banca: Ivana Fernandes da Silva / Banca: André Luiz Lourenção / Banca: Pedro Takao Yamamoto / Banca: Bruno Henrique Sardinha de Souza / Resumo: A família Brassicaceae contém aproximadamente 3700 espécies, das quais apenas vinte são consumidas e cultivadas. A couve-de-folha [Brassica oleracea (L.) var. acephala] destaca-se entre as hortaliças como alimento importante para o consumo humano, possuindo níveis significativos de vitaminas A, C, K e ácido fólico, além de ser uma boa fonte de fibra. As brassicas também são conhecidas por terem elevado conteúdo de glucosinolatos, os quais são associados com a colonização de insetos-praga, além de reduzirem os riscos de ocorrecia de vários tipos de câncer em humanos. Um dos desafios para a cultura da couve-de-folha é a alta incidência de pragas em todas as fases da planta, sendo o pulgão Brevicoryne brassicae (L.) (Hemiptera: Aphididade) considerado espécie-chave para várias regiões. Esse pulgão é responsável por danos diretos e indiretos às plantas, prejudicando seu desenvolvimento e reduzindo seu valor comercial. A aplicação de inseticidas sintéticos é a principal tática de controle adotada pelos produtores para o manejo do afídeo, provocando impactos ambientais e colocando em risco a saúde do ser humano. O uso de resistência varietal no controle de pragas pode ser uma ferramenta valiosa para o Manejo Integrado de Pragas (MIP) e pode ser usado junto com outros métodos de controle. Neste estudo foi caracterizada a expressão de antibiose e/ou antixenose em 37 genótipos de couve-de-folha sobre B. brassicae por meio de bioensaios em casa de vegetação. Também foi avaliado o compo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

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.

Programas de melhoramento genético são fundamentais para suprir à crescente demanda por maiores rendimentos. Contudo, existem alguns fatores restritivos à produtividade, como a incidência de insetos-praga e doenças. Dentre os insetos que atacam a cultura da soja, os percevejos são considerados pragas-chave, pois se alimentam diretamente da parte reprodutiva das plantas, danificando vagens e sementes. A seleção para resistência a percevejos pode levar a redução da produtividade, na ausência dessas pragas. Dessa forma o objetivo geral desse trabalho foi avaliar linhagens elite de soja em duas safras (2013/2014 e 2014/2015), sendo a primeira com controle dos percevejos e a outra sob ataque natural desses insetos. Na safra de 2013/2014 foram avaliadas 295 linhagens de soja, previamente selecionadas para resistência ao complexo de percevejos, e nove testemunhas (BMX Ativa, NA5909 RR, FTS Arapoty, FTS Campo Mourão, NA4823RR, IAC-100, V Max, CD-215 e BMX Potência) em dois ambientes. Os caracteres avaliados foram: número de dias para a maturidade (NDM); período de granação (PEG); valor agronômico (VA); acamamento (AC); produtividade de grãos (PG); peso de cem sementes (PCS). Foram calculados os componentes de variância e valor genotípicos pelo método REML/BLUP, herdabilidade e correlação genotípica. A seleção dos genótipos foi baseada no caráter PG, sendo considerado para seleção valores acima de 3000 kg.ha-1. A herdabilidade entre os caracteres avaliados variou de 0,084 (PEG) a 0,854 (PCS). Sete correlações apresentaram significância (P < 0,05) pelo Teste t, sendo que para PG apenas as correlações com VA e AC foram significativas. A seleção baseada na PG foi satisfatória para gerar ganho para todas as características avaliadas, sendo que alguns genótipos tiveram valor genotípico favorável ou contrário ao ganho de seleção estimado. Na safra de 2014/2015, as mesmas linhagens e testemunhas foram avaliadas sob infestação natural de percevejos. Os caracteres avaliados foram número de dias para a maturidade (NDM); altura da planta na maturidade (APM); acamamento (AC); valor agronômico (VA); produtividade de grãos (PG); período de granação (PEG); peso de cem sementes (PCS); retenção foliar (RF); e peso de sementes boas (PSB). As análises foram semelhantes à da safra anterior, com exceção que seleção foi baseada na característica PSB, visando a obtenção de genótipos superiores, considerando resistência ao complexo de percevejos e alto rendimento. A população de percevejos foi avaliada pelo método pano de batida, sendo que houve aumento dos mesmo durante o período de granação, chegando a um nível superior ao patamar para danos econômicos. A variância genotípica teve maior magnitude que a variância residual para VA, PSB e PCS, indicando alta variabilidade genética para essas características. As herdabilidades observadas foram de intermediária a alta, variando de 0,553 (APM) a 0,838 (PSC). A maioria das correlações foram significativas pelo teste de t (P < 0,05). A maior correlação positiva encontrada foi entre PSB e PG (0,765), enquanto que a negativa foi entre VA e RF (- 0,835). PSB teve correlações significativas com todas as outras características e foi eficiente para selecionar genótipos com alto rendimento, boas características agronômicas e resistentes ao complexo de percevejos. / Breeding programs are essential to meet the growing demand for high yield crops. However, there are some factors that can preclude production increase such as pests and diseases incidence. Among these pests, stinkbugs are considered a major issue and may hamper soybean farming due its feeding behavior, spoiling the reproductive parts of the plants (e.g. pods and seeds). Selection for resistance to stink bugs may reduce productivity when these insects are absent. Thus the aim of this study was to evaluate soybean lines in two seasons (2013/2014 and 2014/2015), the first controlling the stinkbug\'s population and the other under natural attack of these insects. In the 2013/2014 season 295 soybean lines, previously selected for resistance to stinkbugs complex and nine commercial cultivars (BMX Ativa, NA5909 RR, FTS Arapoty, FTS Campo Mourão, NA4823RR, IAC-100, V Max, CD-215 e BMX Potência) were evaluated in both environments. The evaluated traits were: number of days to maturity (NDM); graining period (PEG); agronomic value (VA); lodging (AC); grain yield (PG); one hundred seeds weight (PCS). The variance components and genotypic value were estimated by REML / BLUP method, heritability and genetic correlations were calculated. The selection of genotypes was based on PG, being considered for selection values above 3000 kg ha-1. The heritability of the traits ranged from 0.084 (PEG) to 0.854 (PCS). Seven correlations were significant (P <0.05) by t test, and for PG only correlations with VA and AC were significant. Selection based on PG was satisfactory to generate gains for all traits evaluated, and some genotypes had genotypic values favorable or contrary to gain selection. In the 2014/2015 season, the same lines and commercial cultivars were evaluated under natural infestation of stinkbugs. The characters evaluated were number of days to maturity (NDM); plant height at maturity (APM); lodging (AC); agronomic value (VA); grain yield (PG); graining period (PEG); one hundred seeds weight (PCS); leaf retention (RF); and good seed weight (PSB). The analyzes were similar to the previous season, except that selection was based on the PSB in order to obtain superior genotypes, considering resistance to complex bugs and high yield. The population of stinkbugs was controlled by beating cloth method, and the population increased during the graining period, reaching a level higher than the level for economic losses. The genotypic variance was higher than the residual variance for VA, PSB and PCS, suggesting high genetic variability for these traits. The heritability observed were intermediate to high, ranging from 0.553 (APM) to 0.838 (PSC). Most of the correlations were significant by t test (P <0.05). The highest positive correlation was found between PSB and PG (0.765), while the negative was between VA and RF (-0.835). PSB had significant correlations with all other features and was efficient to select genotypes with high yield, good agronomic characteristics and better resistance to the stinkbugs incidence.

Com o aumento da população mundial, são necessárias estratégias criativas para aumentar a produção de alimentos. Para superar esse imenso desafio, novos cultivares vem sendo desenvolvidos, através de diferentes técnicas, e com diferentes características, para alcançar uma maior produção de alimentos. Para conservação dessa produção vários métodos podem ser empregados, e a irradiação com cobalto constitui um método seguro e eficaz para o aumento no tempo de vida útil dos alimentos. Devido à importância comercial e nutricional da soja, possíveis alterações promovidas devem ser estudadas. O presente trabalho visa determinação dessas possíveis alterações causadas pela irradiação (com doses de 2, 4 e 8 kGy) em dois diferentes cultivares de soja (BRS 213 e Embrapa48) realizando análises químicas de perfil lipídico, isoflavonas, polifenóis totais, livres e ligados a proteínas, análise sensorial descritiva quantitativa, ensaio biológico para determinação da qualidade proteíca e ensaio com insetos para determinação de quebra de ressitência dos grãos e desinfestação. Os dois cultivares apresentaram perfil lipídico semelhante, e a irradiação promoveu pequena redução nas quantidades de ácidos linolênico e linoléico. Com relação as isoflavonas, o tratamento de radiação promoveu aumento nas quantidades das glicosiladas com dose de 2 kGy e diminuição com doses de 4 e 8 kGy enquanto aumentou a capacidade antioxidante e reduziu as proteínas ligadas à polifenóis. As alterações nas qualidades sensoriais dos grãos foram com relação a aparência e textura. Foi comprovada a eficiência da irradiação na desinfestação dos grãos e perda da resistência natural. As amostras irradiadas com 4 e 8 kGy se aproximaram dos índices de qualidade protéica aparente do padrão caseína. Os resultados obtidos indicam que o tratamento de radiação se oferece como um processo efetivo de desinfestação, sem prejudicar a qualidade da valiosa proteína de soja e com mínima alteração sensorial / With the increasement of the world population, criative strategies will be necessary to increase food prodution. To achieve this chalenge, new cultivars have been development, though different tecniques and with characteristics to improve the production. To maintain food conservation, several methods can be used. The use of Cobalto-60 radiation is a secure and useful method to increase the life time of foods. Due to the commercial and nutritional importance of soybean, some alterations must be studied. This study has the objective to determinate this alterations caused by irradiation (with doses of 2, 4 and 8 kGy) in grain of two different cultivars of soybean (BRS 213 e Embrapa 48), this study includes chemical analysis of lipid profile, isoflavones, total, free and protein-bound polyphenols, analysis sensory descriptive quantitative, biological assay for the determination of protein quality and insects assay for determination of break of resistance in the grains and desinfestation. Two cultivars presented similar lipid profile, and the irradiation promoted small reduction in the amounts of linoleic and linolenic acids. Regard to the isoflavones, the radiation treatment promoted increase in the amounts of the glycosides with dose of 2 kGy and decrease with doses of 4 and 8 kGy promoted increase in the antioxidant capacity and reduced protein-bound polyphenols. The alterations in the sensory qualities of the grains were regarding appearance and texture. It was proven the efficiency of the irradiation in the desinfestation of the grains and loss of the natural resistance. Samples irradiated with 4 and 8 kGy approached of the indices for apparent protein quality to the pattern casein. The results of this study indicating that radiation treatment of soybean offers considerable promise as an effective desinfestations process, without impairing the quality of the valuable soybean protein and with low sensory alteration

A lagarta-enroladeira Bonagota salubricola (Meyrick, 1937) e a mariposa oriental Grapholita molesta (Busck, 1916) (Lepidoptera: Tortricidae) são duas das mais importantes pragas de frutíferas de clima temperado no Brasil. O manejo destes insetos-praga tem sido realizado quase que exclusivamente com inseticidas. Para a implementação de estratégias de manejo pró-ativo de resistência, é importante conhecer o estado atual de suscetibilidade destas espécies a inseticidas para detectar a resistência antes que se observem falhas no controle. Nas condições brasileiras, em regiões onde estes pomares são plantados próximos em algumas regiões, acredita-se que G. molesta disperse para a cultura da maçã após a colheita do pêssego, dependendo da proximidade espacial e temporal dos pomares. Portanto, este trabalho teve como objetivos, caracterizar a suscetibilidade de B. salubricola e G. molesta aos principais inseticidas recomendados para o controle e avaliar a estrutura genética de populações de G. molesta provenientes das culturas da macieira e pessegueiro no Brasil. A caracterização da suscetibilidade foi realizada com bioensaio de ingestão com tratamento superficial da dieta com inseticidas, utilizando-se lagartas neonatas provenientes de populações de B. salubricola coletadas em macieira no Estado do Rio Grande do Sul (safra 2011/12) e de G. molesta provenientes de pomares do Rio Grande do Sul (2010/11 e 2011/12), Santa Catarina (2010/11) e São Paulo (2010/11 e 2011/12). Não foram observadas diferenças na suscetibilidade de populações de campo de B. salubricola em relação à população suscetível de referência aos inseticidas chlorantraniliprole, phosmet, spinetoram, spinosad e tebufenozide, assim como não foram detectadas diferenças na suscetibilidade de populações de G. molesta a chlorantraniliprole, metaflumizone, novaluron, pyriproxyfen e spinetoram. Entretanto, foram verificadas diferenças significativas na sobrevivência de populações de B. salubricola ao novaluron (3,3% de sobrevivência) e de G. molesta aos inseticidas phosmet e tebufenozide, com 2,5 e 4,5% de sobrevivência, respectivamente. Portanto, a frequência de resistência de B. salubricola e G. molesta ainda é baixa aos inseticidas avaliados. Com base nos marcadores mitocondriais e microssatélites foi possível detectar estruturação genética significativa entre as populações de G. molesta que infestam as culturas da macieira e pessegueiro, com indicação de estruturação em função de hospedeiros (?ST = 0,198; P < 0,05) e da distância geográfica (r=0,545; valor de p<0,001). Em geral, a variabilidade genética de G. molesta foi bem distribuída nas regiões produtoras de maçã e pêssego e as barreiras geográficas, as condições edafoclimáticas e o manejo da praga parecem estar limitando o acasalamento entre os indivíduos das populações distintas avaliadas. Portanto, devido ao baixo fluxo gênico entre as populações de G. molesta, as estratégias de manejo da resistência podem ser implementadas no âmbito local para essa praga. / The apple leafroller Bonagota salubricola (Meyrick, 1937) and Oriental fruit moth Grapholita molesta (Busck, 1916) are two of the most important pests of temperate fruit trees in Brazil. Management of these both insect pest has been conducted almost exclusively with insecticides. For the implementation of proactive resistance management strategies, it is important to know the current status of pest susceptibility to insecticides to detect the resistance before control failures with the use of insecticides. In Brazilian conditions, where apple and peach orchards are very often planted close in some regions, it is believed that G. molesta may disperse to apple orchards after harvesting peaches, depending on the spatial and temporal proximity of orchards. Therefore, the objectives of this study were to characterize the susceptibility of B. salubricola and G. molesta to the main insecticides recommended for their control and to evaluate the genetic structure of G. molesta populations from the apple and peach orchards in Brazil. B. salubricola populations were collected in apple orchards in the State of Rio Grande do Sul (2011/12 growing season) and G. molesta populations from orchards in Rio Grande do Sul (2010/11 and 2011/12), Santa Catarina (2010/11) and São Paulo (2010/11 and 2011/12). There were no differences in the susceptibility among field populations of B. salubricola in compared to the susceptible reference population to the insecticides chlorantraniliprole, phosmet, spinetoram, spinosad and tebufenozide and among G. molesta populations to chlorantraniliprole, metaflumizone, pyriproxyfen and spinetoram. However, there were significant differences in survival of B. salubricola populations to novaluron (3.3% survival) and G. molesta populations to insecticides phosmet and tebufenozide, with 2.5 and 4.5% survival, respectively. Therefore, the frequency of resistance of B. salubricola and G. molesta is still low to insecticides evaluated herein. Based on mitochondrial and microsatellites markers, significant genetic structure among G. molesta populations was detected based on the host plant (?ST = 0,198; P < 0,05) and the geographic distance (r=0,545; valor de p<0,001). In general, the genetic variability of G. molesta is well distributed in the producing regions of apple and peach and the geographic barriers, soil and climatic conditions and pest management can be limiting the mating among individuals from distinct populations evaluated in this study. Therefore, due to low gene flow among G. molesta populations in Brazil, resistance management strategies can be implemented at local level.

Na fase reprodutiva da soja, surgem os percevejos sugadores de vagens e sementes que causam danos desde a formação das vagens até o final do período de granação. Os percevejos são responsáveis por perdas significativas de produção, qualidade e potencial germinativo da semente, além de dificultarem a colheita mecanizada. Uma forma de aumentar o êxito nos programas de melhoramento refere-se à seleção simultânea de um conjunto de caracteres de importância econômica. O peso de sementes boas (não danificadas pelos percevejos) é um caráter que apresenta potencial para a seleção de genótipos resistentes e altamente produtivos. Com este trabalho buscou-se comparar diferentes critérios de seleção com base em seus ganhos estimados, para resistência ao complexo de percevejos e produtividade de grãos em duas diferentes populações de soja. Para isto, a avaliação fenotípica foi realizada na geração F2:3, em dois experimentos distintos, sendo a população derivada do cruzamento de IAC-100 x PI 295952 considerada a \"população 1\", e a população derivada de IAC-100 x PI 306712 considerada a \"população 2\". Os experimentos foram instalados em Piracicaba-SP, no ano agrícola de 2013/14, em delineamento alfa-látice 18x9, com três repetições para cada população. Foram avaliados caracteres agronômicos (número de dias para o florescimento, NDF; altura da planta na maturidade, APM; número de dias para a maturidade, NDM; acamamento, AC; valor agronômico, VA; e produtividade de grãos, PG) e de resistência (período de granação, PEG; retenção foliar, RF; peso de sementes boas, PSB; e peso de cem sementes, PCS). Foram realizadas as análises de variância, estimativas de correlações, análise de trilha, índices de seleção e análise de fatores. Além disso, as seleções foram simuladas em quatro arranjos de caracteres, sendo eles: PSB e PG; todos os caracteres de resistência; todos os caracteres de resistência e PG; e todos os caracteres. Todos os caracteres apresentaram variabilidade suficiente para a seleção. A análise de trilha foi realizada sob colinearidade, pois foi detectada a presença de multicolinearidade na matriz de correlações. A produtividade de grãos, além de estar altamente correlacionada, apresentou alto efeito direto com peso de sementes boas, além de efeito indireto pelos outros caracteres. A seleção considerando apenas o peso de sementes boas mostrou que plantas com caracteres indesejáveis podem ser selecionadas. O índice com Base em Soma de Postos, no arranjo com todos os caracteres, foi o ideal para a seleção de progênies na população 1. Já o índice Multiplicativo, no arranjo com todos os caracteres de resistência, foi aceitável para a seleção de progênies na população 2, mas não é o ideal. Portanto, sem a conformidade de resultados entre as populações, não foi possível obter um índice de seleção eficiente para todos os caracteres. A elaboração de índices de seleção pela análise de fatores não foi interessante para as populações em estudo. Com isso, estudos complementares devem ser realizados com outros índices de seleção nestas populações, para se estabelecer um índice em que todos os caracteres sejam selecionados de forma favorável e com ganhos satisfatórios para a aplicação em programas de melhoramento. / At the soybean reproductive stage arise stink bugs pods and seeds suckers that cause damage from the formation of the pods to the end of grain filling period. Stink bugs are responsible for significant losses in yield, quality and seed germination potential, and hinder mechanical harvesting. One way to increase the success in the breeding program refers to the simultaneous selection of a set of traits of economic importance. The weight of good seeds (do not damage by the stink bugs) is a character that has potential for selection of resistant and highly productive genotypes. The aimed of this study is to compare different selection criteria based on their estimates gains for resistance to stink bugs complex and grain yield in two different soybean populations. For this, the phenotypic evaluation was performed in F2:3, in two separate experiments, being the population derived from the cross IAC-100 x PI 295952 considered the \"population 1\", and the population derived from IAC-100 x PI 306712 considered the \"population 2.\" The experiment was installed in Piracicaba-SP, in the agricultural year 2013/14, in a 18x9 alpha-lattice design, with three replications for each population. There were evaluated agronomic (number of days to flowering, NDF; plant height at maturity, APM; number of days to maturity, NDM; lodgin, AC; agronomic value, VA, and grain yield, PG) and resistance traits (grain filling period, PEG; leaf retention, RF; weight of good seeds, PSB; and weight of hundred seeds, PCS). Analyzes of variance, estimates of correlations, path analysis, selection indeces and factor analysis were performed. Moreover, the selections were simulated in four arrangements of characters, as follows: PSB and PG; all the resistance characters; all the resistance characters and PG; and all characters. All characters showed enough variability for selection. Path analysis was performed under colinearity because it was detected the presence of multicollinearity in the correlation matrix. Grain production, besides being highly correlated, had a high direct effect with weight of good seed and an indirect effect by other characters. The selection considering only the weight of good seed showed that plants with undesirable characters may be selected. The index Based on Sum of Ranks, in the arrangement with all the characters, was ideal for progeny selection in population 1. The Multiplicative index, the arrangement with all the strength of character, it was acceptable for selecting progeny in population 2, but is not ideal. Therefore, without the compliance results between populations, it was not possible to obtain an efficient selection index for all characters. The development of selection indexes by factor analysis was not interesting to this populations under study. Thus, further studies should be done with other selection indices in these populations, to establish an index in which all characters are favorably selected with satisfactory gains to use in breeding programs.

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&reg; que expressa a proteína Cry1F (HX-R), ao milho YieldGard VT PRO&trade; que expressa as proteínas Cry1A.105 e Cry2Ab2 (VT-R), ao milho PowerCore&trade; que expressa as proteínas Cry1A.105, Cry2Ab2 e Cry1F (PW-R), e ao milho Agrisure Viptera&trade; 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&reg;. Em tecnologias de milho PowerCore&trade; e YieldGard VT PRO&trade; houve sobrevivência larval variando de 1,1 a 17,9%. Em contraste, não houve sobreviventes em tecnologias de milho Viptera&trade;. Em algodão WideStrike&reg; 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&reg; que expressa as proteínas Cry1Ac e Cry2Ab2 variou de 14 a 40%. No algodão TwinLink&reg; 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&reg; maize expressing Cry1F protein (HX-R), to YieldGard VT PRO&trade; maize expressing Cry1A.105 and Cry2Ab2 proteins (VT-R), to PowerCore&trade; maize expressing Cry1A.105, Cry2Ab2 and Cry1F proteins (PW-R) and to Agrisure Viptera&trade; 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&reg; maize. Larval survival on PowerCore&trade; and YieldGard VT PRO&trade; maize technologies ranged from 1.1 to 17.9%. In contrast, no larval survival of field populations was observed on Viptera&trade; maize technologies. On WideStrike&reg; cotton, more than 41% larval survival was observed in field populations of S. frugiperda. The larval survival was on Bollgard II&reg; ranged from 14 to 40%. In TwinLink&reg; 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.

In this study we used Next-generation sequencing \"NGS\" for DNA and RNA sequencing to search for molecular markers associated with resistance of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) to insecticides and Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) proteins. For this purpose, we selected S. frugiperda resistant strains to insecticides (chlorpyrifos, lambda-cyhalothrin, lufenuron, teflubenzuron and spinosad) belonging to different chemical groups and to the YieldGard VT-PRO&reg; maize expressing Cry1A.105 and Cry2Ab2 proteins. The results of gene expression between resistant and susceptible strains of the neurotoxic insecticides chlorpyrifos and lambda-cyhalothrin demonstrated 935 differentially expressed genes associated with chlorpyrifos resistance and 241 differentially expressed genes associated with lambda-cyhalothrin. Most of these genes was related to high levels of expression in detoxification enzymes, especially the CYP3 and CPY6 families. Regarding to the insecticide teflubenzuron, the inheritance of resistance was characterized as autosomal, incompletely recessive and polygenic. The results of gene expression between resistant and susceptible strains of teflubenzuron indicated 3,519 differentially expressed transcripts, mainly detoxification enzymes from the GSTs, UGTs, P450s, CEs, as well as transport and regulation genes. This gene expression profile was also identified to YieldGard VT-PRO&reg; resistant strain, which also demonstrated changes in the expression levels of other gene groups such as cadherin, aminopeptidases and alkaline phosphatase. Finally, to identify SNP markers associated with resistance of S. frugiperda to insecticides and Bt proteins, we used a genotyping by sequencing (GBS) protocol to all resistant strains and the susceptible strain. A total of 4,276 SNPs was recovered after filtering processes, where 53 polymorphic loci under selection were statistically significant (FDR<=0.047) and none of them was associated with coding regions. However, several of these SNPs were associated with regulatory regions of the genome. Analyses using DAPC resulted in the formation of seven clusters, with the susceptible line being separated from all resistant strains. The resistant strain to chlorpyrifos presented an exclusive cluster separated from the other resistant strains, which were grouped together. The association analyses between susceptible and resistant strains indicated 17 loci associated with all resistant strains, 114 loci associated with resistance to chlorpyrifos, 105 to lambda-cyhalothrin, 84 to lufenuron, 87 to teflubenzuron, 108 to spinosad and 62 to YieldGard VT-PRO&reg; maize. Therefore, we can conclude that the resistance processes associated to insecticides and Bt toxins are due to a large number of molecular modifications at specific sites associated with detoxification and regulation processes. The use of technologies that allow for a systematic and comprehensive analyses of these phenomena, such as new-generation sequencing, large-scale molecular marker search, and functional studies with several insecticide groups should be the new research base to advance the knowledge on adaptive processes driven by the evolution of insect resistance to insecticides and Bt proteins. / Técnicas de sequenciamento de DNA e RNA de próxima geração foram utilizadas para identificar marcadores moleculares associados à resistência de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) a inseticidas e proteínas de Bacillus thuringiensis Berliner (Bt). Para tanto, foram selecionadas linhagens de S. frugiperda resistentes a moléculas inseticidas (chlorpyrifos, lambda-cyhalothrin, lufenuron, teflubenzuron e spinosad) pertencentes a diferentes grupos químicos e ao milho YieldGard VT-PRO&reg; que expressa proteínas Cry1A.105 e Cry2Ab2. Os resultados de expressão gênica entre as linhagens resistentes e suscetíveis aos inseticidas neurotóxicos chlorpyrifos e lambda-cyhalothrin, indicaram 935 genes associados à resistência a chlorpyrifos e 241 genes a lambda-cyhalothrin que foram diferencialmente expressos. A maior parte desses genes está relacionada a elevados nível de expressão de enzimas de detoxificação, principalmente das famílias CYP3 e CPY6. Com relação ao inseticida teflubenzuron, o padrão de herança da resistência foi caracterizado como resistência autossômica, incompletamente recessiva e poligênica. Os resultados de expressão gênica entre as linhagens resistente e suscetível a teflubenzuron indicou 3.519 transcritos diferencialmente expressos, principalmente de enzimas de detoxificação dos grupos GSTs, UGTs, P450s, CEs, além de genes de transporte e regulação. Esse perfil de expressão gênica também foi identificando na linhagem resistente ao milho YieldGard VT-PRO&reg;, o qual também demonstrou modificações nos níveis de expressão de outros grupos gênicos como caderina, aminopeptidases e alcalino-fosfatase. Por último, com a finalidade de identificarmos marcadores tipo SNP associados à resistência de S. frugiperda a inseticidas e proteínas Bt, o protocolo de genotyping by sequencing (GBS) foi utilizado para todas as linhagens resistentes mencionadas e a linhagem suscetível de referência. Foram recuperados 4.276 SNPs após os processos de filtragem, sendo identificados 53 locos polimórficos sob seleção estatisticamente significantes (FDR<=0,047), sendo que nenhum deles associado a regiões codificantes. No entanto, vários desses SNPs foram associados a regiões reguladoras do genoma. As análises utilizando DAPC resultou na formação de sete grupos, com a separação da linhagem suscetível de todas as linhagens resistentes. A linhagem resistente a chlorpyrifos apresentou um grupo exclusivo separado das demais linhagens resistentes, as quais permaneceram agrupadas. As análises de associação entre as linhagens suscetível e resistentes indicaram 17 locos associados a todas as linhagens resistentes, 114 locos associados à linhagem resistente a chlorpyrifos, 105 a lambda-cyhalothrin, 84 a lufenuron, 87 a teflubenzuron, 108 a spinosad e 62 ao milho YieldGard VT-PRO&reg;. Dessa forma podemos concluir que os processos de resistência associados a inseticidas e toxinas Bt são decorrentes de um grande número de modificações moleculares em sítios específicos associados a detoxificação e processos de regulação. Portanto, a utilização de tecnologias que possibilitem a análise sistêmica e ampla desses fenômenos, como sequenciamento de nova geração, busca de marcadores moleculares em larga escala e estudos funcionais com diversos grupos de inseticidas devem ser a nova base de pesquisa para avançar o conhecimento dos processos adaptativos impulsionados pela evolução da resistência de insetos a inseticidas e proteínas Bt.