The purpose of this research is two fold. First to improve pest management of the sciarid fly (Diptera: Sciaridae) by better defining its relation to mushroom production. Secondly, to explore some of the factors and aspects of the biology of the fly which may increase room to room dispersal rates of adults. The effects of different generations of production room Lycoriella mali Fitch infestations and seasons on yield were explored. In models regressing densities of different generations to mushroom yield, significant negative slopes (p=.05) existed in all models. However, flies did not account for as much yield variance as hypothesized (16.43%). Yield is greatest during the winter months when insect pressure is lowest and decreases in summer months when more insects are present. Diflubenzuron (Dimilin 25 WP, Uniroyal Co.) was tested for its effects on fly emergence and oviposition. Diflubenzuron was effective in suppressing fly emergence and remained effective when treated compost was exposed to phase II peak heating. In production room experiments all fly generations had significantly fewer flies in rooms treated with diflubenzuron at fill. L. mali showed a slight preference to oviposition in diflubenzuron treated compost, indicating a possible attractant effect. A criterion table was developed to estimate the age of L. mali. Both younger and larger L. mali carried more ovarioles. The number of ovarioles that L. mali carry dropped significantly after 48 h; this is likely the time the fly becomes parous. The effects of ambient temperature and distance between production rooms on dispersal were explored. The greatest number of dispersing flies were caught during the summer months. As the daily median temperature increased, the number of dispersing flies increased exponentially. Production room blocks on the perimeter of the farm generally had fewer dispersing flies than centrally located production room blocks indicating that it was unlikely that a reservoir population existed outside the farm. Measurements of wing area and age of L. mali captured while dispersing and not dispersing were compared. Dispersing flies had significantly smaller wings than non-dispersers (p=.000). Wing area for dispersing flies decreased along a density gradient, while wing area for non-dispersers did not. The mean age of dispersing flies was not significantly different (p=.082) from non-dispersers, and neither changed along a density gradient. / Graduation date: 1996

A Ordem Diptera é constituída de milhares de espécies, cujo tempo de divergência pode chegar a 250 milhões de anos entre representantes das Sub-Ordens Brachycera e Nematocera. Esta janela temporal, no entanto, não é suficiente para explicar o aparecimento de estruturas cromossômicas terminais alternativas aos telômeros canônicos, conservados desde eucariontes unicelulares até mamíferos. Alguns autores admitem que estruturas não canônicas tenham sido geradas e selecionadas a partir de eventos mutacionais que resultaram na perda da telomerase em espécies ancestrais. Especulações deste tipo, embora pertinentes, não levam em conta que o número de espécies de dípteros estudados até aqui quanto a telômeros e sub-telômeros está longe de representar a diversidade na Ordem. Como evidência negativa não constitui prova, a possível existência de dípteros dotados de telômeros canônicos não pode ser descartada. Também neste sentido, a possível ocorrência de retrotransposons especificamente terminais, como vistos em Drosophila, em espécies ainda não estudadas pode ser vista como possibilidade em aberto apesar da evidência negativa documentada no presente trabalho em R. Americana e em T. pubescens. Outra idéia que tem ganhado corpo com dados procedentes de telômeros não canônicos refere-se à possibilidade de que um organismo apresente mais de uma sequência de DNA terminal. Pouco comentada, esta noção teve início em meados da década de 1980 quando foram publicados os primeiros trabalhos sobre o DNA telomérico de espécies da família Chironomidae. O aparecimento destes dados na literatura praticamente coincidiu com a publicação da descoberta da telomerase. Mais tarde, estudos em Drosophila têm mostrado que três retrotransposons com sequências diferentes podem compor o DNA telomérico nesta espécie. Além disto, repetições aparentemente terminais em Anopheles hibridam em um único telômero, sugerindo que sequências desconhecidas estejam presentes em outros telômeros. Dados obtidos neste trabalho mostram em R. Americana uma nova repetição em tandem que apresenta características de sequência telomérica, a exemplo de duas outras caracterizadas com antecedência nesta espécie. Assim, R. Americana poderia ser vista como exemplo adicional de organismo dotado de mais de uma sequência de DNA terminal. No final da presente exploração, não foi possível a identificação de sequências comuns às extremidades cromossômicas de T. pubescens. Os resultados obtidos sugerem que esta espécie apresenta uma estrutura cromossômica terminal distinta se comparada àquelas de dípteros estudados até então. Uma das hipóteses levantadas a partir dos resultados observados é a de que sequências teloméricas estão presentes em todas as extremidades cromossômicas de T. pubescens; o problema estaria na impossibilidade de visualizá-las através de hibridação in situ em função do comprimento do DNA telomérico que estaria abaixo do limite da técnica de detecção. Isto implicaria deixar de lado os métodos usualmente empregados pelo laboratório na busca de DNA repetitivo terminal. Caso esta espécie apresentasse repetições terminais curtas como aquelas caracterizadas em R. Americana, uma das alternativas seria a de sequênciar massivamente clones obtidos por microdissecção e DOP-PCR até encontrarmos sequências com estas características. Em seguida, o ensaio com Bal-31 seria decisivo na determinação da posição cromossômica das mesmas. Finalmente, os dados sintetizados nos três capítulos deste trabalho reforçam a afirmação de que a Ordem Diptera é uma fornte privilegiada de diversidade quanto a estruturas cromossômicas terminais. Apesar das dificuldades inerentes à exploração de organismos não modelares, a continuidade dos estudos sobre telômeros e sub-telômeros nestas espécies certamente ampliará o conhecimento sobre alternativas de manutenção da integridade cromossômica a partir de suas extremidades / The vast majority of eukaryotic organisms have short tandem repeats and telomerase as components of telomeric structures. However, in dipteran species, this structural conservation is not found. While in Drosophila telomeres are composed of specific retrotransposons, complex tandem repeats are found in the genus Anopheles and in species of Chironomus. In Rhynchosciara americana (family Sciaridae), short repetitions (16 and 22 base pairs) arranged in tandem are observed at chromosome terminal regions. Moreover, in situ hybridization using RNA probes suggests that a third repetition enriched with homopolymeric (dA)/(dT) could occupy significant portions of this chromosomal region in R. americana. In addition, a retroelement named \"RaTART\" was described at chromosomal ends of R. americana; this element enables telomeric maintenance by retrotransposon action in basal dipterans. In this thesis, we present results that rule out the possibility that the \"RaTART\" element occupies the chromosome terminal structure in R. americana. Additional analyses were performed with the sequence RaTART from GenBank and primers designed for the amplification of significant portions of the regions 5′UTR, 3′UTR, and the coding region for reverse transcriptase (RT) of this retroelement. The sequencing and in situ hybridization of these three fragments obtained after PCR (5′UTR, 3′UTR, and RT) indicate that the retroelement RaTART corresponds to a chimeric genomic clone, consisting of distinct repetitive elements, of which only one might be present at the apparent enrichedment terminal. In the second phase of this thesis, we describe a method for the isolation and characterization of the homopolymeric (dA)/(dT) sequence described in the chromosome terminal regions of R. americana. Named T-14, this sequence shares some similarity with canonical telomeric repeats, suggesting that R. americana represents an additional example of an organism where more than one DNA sequence may extend toward the chromosome terminal regions. Finally, we present the results of heterologous hybridization to elucidate structural aspects of conservation and/or divergence in Sciaridae terminal heterochromatin. Three species of the family Sciaridae were assessed by in situ hybridization of polytene chromosomes: R. americana, Rhynchosciara milleri, and Trichosia pubescens. The DNA probe used was obtained by microdissection of non-centromeric chromosome ends from R. americana and T. pubescens, followed by amplification and labeling by degenerate oligonucleotide primed (DOP-PCR). When each probe was hybridized to own chromosome complement, two patterns were observed: (i) hybridization at all non-centromeric ends (R. americana), and most surprisingly, (ii) hybridization only at the end that gave the product of microdissection (T. pubescens). Probes obtained from R. americana produced no hybridization signals on chromosomes of T. pubescens and R. milleri. Unexpected results were obtained when the probe obtained from T. pubescens was hybridized with chromosomes of R. americana and R. milleri. Surprisingly, this probe, which scored only one end in its own chromosome complement, generated hybridization signals in all non-centromeric chromosomal ends of R. americana, as well as in its pericentromeric-centromeric heterochromatin. In R. milleri, the probe from T. pubescens clearly hybridized with centromere-associated heterochromatin of its chromosome C. The data obtained in this study support a process of chromosomal divergence between these three species of Sciaridae occurred by differential amplification of sequences of heterochromatin components, and point to an unusual structure in T. pubescens compared to other dipterans studied for terminal chromosome structure

A Ordem Diptera é constituída de milhares de espécies, cujo tempo de divergência pode chegar a 250 milhões de anos entre representantes das Sub-Ordens Brachycera e Nematocera. Esta janela temporal, no entanto, não é suficiente para explicar o aparecimento de estruturas cromossômicas terminais alternativas aos telômeros canônicos, conservados desde eucariontes unicelulares até mamíferos. Alguns autores admitem que estruturas não canônicas tenham sido geradas e selecionadas a partir de eventos mutacionais que resultaram na perda da telomerase em espécies ancestrais. Especulações deste tipo, embora pertinentes, não levam em conta que o número de espécies de dípteros estudados até aqui quanto a telômeros e sub-telômeros está longe de representar a diversidade na Ordem. Como evidência negativa não constitui prova, a possível existência de dípteros dotados de telômeros canônicos não pode ser descartada. Também neste sentido, a possível ocorrência de retrotransposons especificamente terminais, como vistos em Drosophila, em espécies ainda não estudadas pode ser vista como possibilidade em aberto apesar da evidência negativa documentada no presente trabalho em R. Americana e em T. pubescens. Outra idéia que tem ganhado corpo com dados procedentes de telômeros não canônicos refere-se à possibilidade de que um organismo apresente mais de uma sequência de DNA terminal. Pouco comentada, esta noção teve início em meados da década de 1980 quando foram publicados os primeiros trabalhos sobre o DNA telomérico de espécies da família Chironomidae. O aparecimento destes dados na literatura praticamente coincidiu com a publicação da descoberta da telomerase. Mais tarde, estudos em Drosophila têm mostrado que três retrotransposons com sequências diferentes podem compor o DNA telomérico nesta espécie. Além disto, repetições aparentemente terminais em Anopheles hibridam em um único telômero, sugerindo que sequências desconhecidas estejam presentes em outros telômeros. Dados obtidos neste trabalho mostram em R. Americana uma nova repetição em tandem que apresenta características de sequência telomérica, a exemplo de duas outras caracterizadas com antecedência nesta espécie. Assim, R. Americana poderia ser vista como exemplo adicional de organismo dotado de mais de uma sequência de DNA terminal. No final da presente exploração, não foi possível a identificação de sequências comuns às extremidades cromossômicas de T. pubescens. Os resultados obtidos sugerem que esta espécie apresenta uma estrutura cromossômica terminal distinta se comparada àquelas de dípteros estudados até então. Uma das hipóteses levantadas a partir dos resultados observados é a de que sequências teloméricas estão presentes em todas as extremidades cromossômicas de T. pubescens; o problema estaria na impossibilidade de visualizá-las através de hibridação in situ em função do comprimento do DNA telomérico que estaria abaixo do limite da técnica de detecção. Isto implicaria deixar de lado os métodos usualmente empregados pelo laboratório na busca de DNA repetitivo terminal. Caso esta espécie apresentasse repetições terminais curtas como aquelas caracterizadas em R. Americana, uma das alternativas seria a de sequênciar massivamente clones obtidos por microdissecção e DOP-PCR até encontrarmos sequências com estas características. Em seguida, o ensaio com Bal-31 seria decisivo na determinação da posição cromossômica das mesmas. Finalmente, os dados sintetizados nos três capítulos deste trabalho reforçam a afirmação de que a Ordem Diptera é uma fornte privilegiada de diversidade quanto a estruturas cromossômicas terminais. Apesar das dificuldades inerentes à exploração de organismos não modelares, a continuidade dos estudos sobre telômeros e sub-telômeros nestas espécies certamente ampliará o conhecimento sobre alternativas de manutenção da integridade cromossômica a partir de suas extremidades / The vast majority of eukaryotic organisms have short tandem repeats and telomerase as components of telomeric structures. However, in dipteran species, this structural conservation is not found. While in Drosophila telomeres are composed of specific retrotransposons, complex tandem repeats are found in the genus Anopheles and in species of Chironomus. In Rhynchosciara americana (family Sciaridae), short repetitions (16 and 22 base pairs) arranged in tandem are observed at chromosome terminal regions. Moreover, in situ hybridization using RNA probes suggests that a third repetition enriched with homopolymeric (dA)/(dT) could occupy significant portions of this chromosomal region in R. americana. In addition, a retroelement named \"RaTART\" was described at chromosomal ends of R. americana; this element enables telomeric maintenance by retrotransposon action in basal dipterans. In this thesis, we present results that rule out the possibility that the \"RaTART\" element occupies the chromosome terminal structure in R. americana. Additional analyses were performed with the sequence RaTART from GenBank and primers designed for the amplification of significant portions of the regions 5′UTR, 3′UTR, and the coding region for reverse transcriptase (RT) of this retroelement. The sequencing and in situ hybridization of these three fragments obtained after PCR (5′UTR, 3′UTR, and RT) indicate that the retroelement RaTART corresponds to a chimeric genomic clone, consisting of distinct repetitive elements, of which only one might be present at the apparent enrichedment terminal. In the second phase of this thesis, we describe a method for the isolation and characterization of the homopolymeric (dA)/(dT) sequence described in the chromosome terminal regions of R. americana. Named T-14, this sequence shares some similarity with canonical telomeric repeats, suggesting that R. americana represents an additional example of an organism where more than one DNA sequence may extend toward the chromosome terminal regions. Finally, we present the results of heterologous hybridization to elucidate structural aspects of conservation and/or divergence in Sciaridae terminal heterochromatin. Three species of the family Sciaridae were assessed by in situ hybridization of polytene chromosomes: R. americana, Rhynchosciara milleri, and Trichosia pubescens. The DNA probe used was obtained by microdissection of non-centromeric chromosome ends from R. americana and T. pubescens, followed by amplification and labeling by degenerate oligonucleotide primed (DOP-PCR). When each probe was hybridized to own chromosome complement, two patterns were observed: (i) hybridization at all non-centromeric ends (R. americana), and most surprisingly, (ii) hybridization only at the end that gave the product of microdissection (T. pubescens). Probes obtained from R. americana produced no hybridization signals on chromosomes of T. pubescens and R. milleri. Unexpected results were obtained when the probe obtained from T. pubescens was hybridized with chromosomes of R. americana and R. milleri. Surprisingly, this probe, which scored only one end in its own chromosome complement, generated hybridization signals in all non-centromeric chromosomal ends of R. americana, as well as in its pericentromeric-centromeric heterochromatin. In R. milleri, the probe from T. pubescens clearly hybridized with centromere-associated heterochromatin of its chromosome C. The data obtained in this study support a process of chromosomal divergence between these three species of Sciaridae occurred by differential amplification of sequences of heterochromatin components, and point to an unusual structure in T. pubescens compared to other dipterans studied for terminal chromosome structure

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Sclerotinia sclerotiorum is a pathogen of crops grown in the muck soil regions of Quebec. Soil baiting tests indicated that the sclerotia of S. sclerotiorum are attacked and destroyed by the larvae of Bradysia coprophila and mycoparasites. Sclerotia with rinds partially damaged by the larvae were found to be more susceptible to mycoparasitism by Trichoderma viride. Increasing the organic matter content and porosity of soils resulted in increased damage to sclerotia when larvae were present. Studies conducted to determine if larvae could be reared on diets of various fungi and plant tissue showed that mycelia and sclerotia of S. sclerotiorum were the most successful food sources, followed by mycelia and sclerotia of Botrytis porri and Rhizoctonia solani. Adults produced on mycelia and sclerotia of Sclerotinia minor, Fusarium solani f. sp. pisi, and Botrytis cinerea seldom were fertile. Larvae generally failed to survive when reared on cultures of Trichoderma viride. Larval development occurred on all plants inoculated with the above pathogens but failed to occur on noninoculated healthy plants. Salivary gland secretions of the larvae were found to inhibit the germination of sclerotia. Analyses of the secretion determined that it contains 4.3% protein and had chitinase activity. Mechanically damaged and undamaged sclerotia exhibited an increase in eruptive mycelial germination when treated with 1.5 $ mu$g ml$ sp{-1}$ chitinase but germination decreased at 50, 100 and 150 $ mu$g ml$ sp{-1}$ chitinase concentrations. Noneruptive mycelial germination and carpogenic germination occurred when sclerotia were treated with acetate buffer and distilled water.

Durante o desenvolvimento deste projeto adotou-se como estratégia o sequenciamento de ESTs, com a finalidade de encontrar mensagens relacionadas com desenvolvimento, metabolismo e principalmente amplificação/politenização em glândulas salivares de Rhynchosciara americana, um díptero (Sciarídeo) que apresenta cromossomos politênicos e amplificação gênica rigidamente regulada ao longo do desenvolvimento larval, tanto neste tecido quanto em outros. Um total de 8193 ESTs foi gerado, estas foram anotadas e categorizadas segundo os termos do Gene Ontology Consortium, proporcionando uma visão geral do status metabólico, como em um Northern eletrônico, de um ponto importante no desenvolvimento desta espécie, quando surgem amplificações gênicas específicas e a glândula salivar necessita secretar as proteínas do casulo. Outros frutos deste seqüenciamento foram a determinação de 91 polimorfismos e a criação de uma tabela de códon usage. Diversos ESTs foram identificados com potencial envolvimento com os endociclos observados neste tecido, destes, RaDup e RaMCM5 foram selecionados para estudo. Suas regiões genômicas foram isoladas e suas localizações cromossômicas foram identificadas, em relação a RaDup, toda a porção codificante de seu mensageiro e 12kb de DNA genômico contendo seu gene foram seqüenciados, revelando sua estrutura gênica. Anticorpos foram produzidos para detectar esta proteína, gerando evidências de sua participação tanto na replicação mitótica como nos endociclos presentes nas glândulas salivares. A localização cromossômica de RaDup é um dado muito interessante, pois pela primeira vez um pufe amplificado é relacionado com um gene regulatório. / In this work EST sequencing was used as strategy to find messages related to development, metabolism and polyteny/amplification in salivary glands of Rhynchosciara americana, a dipteran (Sciaridae) that shows in this tissue giant polytene chromosomes and gene amplification tightly regulated throughout development of the larvae. A total of 8193 EST sequences were generated, annotated and categorized using Gene Ontology Consortium terms, providing a general view of the metabolic status, like an electronic Northern, of an important point in development of the larvae, that shows where specific genes are amplified and the salivary gland needs to secrete the proteins to form the cocoon. Other data include determination of 91 SNPs and a statistic of codon usage. Several ESTs were identified with potential connection to endocicles, from these RaDup and RaMCM5 were selected for further studies. Both chromosomal loci were identified and genomic regions isolated, for RaDup the coding region of its mRNA and 12kb of genomic region were completely sequenced, revealing its gene structure, and antibodies were raised against this protein, making evident data about its involvement in replication in mitotic cells and in endocicles in salivary glands. About the chromosomal locus of RaDup, it becomes very interesting, because for the first time one amplified puff can be related to a regulatory gene.

Durante o desenvolvimento deste projeto adotou-se como estratégia o sequenciamento de ESTs, com a finalidade de encontrar mensagens relacionadas com desenvolvimento, metabolismo e principalmente amplificação/politenização em glândulas salivares de Rhynchosciara americana, um díptero (Sciarídeo) que apresenta cromossomos politênicos e amplificação gênica rigidamente regulada ao longo do desenvolvimento larval, tanto neste tecido quanto em outros. Um total de 8193 ESTs foi gerado, estas foram anotadas e categorizadas segundo os termos do Gene Ontology Consortium, proporcionando uma visão geral do status metabólico, como em um Northern eletrônico, de um ponto importante no desenvolvimento desta espécie, quando surgem amplificações gênicas específicas e a glândula salivar necessita secretar as proteínas do casulo. Outros frutos deste seqüenciamento foram a determinação de 91 polimorfismos e a criação de uma tabela de códon usage. Diversos ESTs foram identificados com potencial envolvimento com os endociclos observados neste tecido, destes, RaDup e RaMCM5 foram selecionados para estudo. Suas regiões genômicas foram isoladas e suas localizações cromossômicas foram identificadas, em relação a RaDup, toda a porção codificante de seu mensageiro e 12kb de DNA genômico contendo seu gene foram seqüenciados, revelando sua estrutura gênica. Anticorpos foram produzidos para detectar esta proteína, gerando evidências de sua participação tanto na replicação mitótica como nos endociclos presentes nas glândulas salivares. A localização cromossômica de RaDup é um dado muito interessante, pois pela primeira vez um pufe amplificado é relacionado com um gene regulatório. / In this work EST sequencing was used as strategy to find messages related to development, metabolism and polyteny/amplification in salivary glands of Rhynchosciara americana, a dipteran (Sciaridae) that shows in this tissue giant polytene chromosomes and gene amplification tightly regulated throughout development of the larvae. A total of 8193 EST sequences were generated, annotated and categorized using Gene Ontology Consortium terms, providing a general view of the metabolic status, like an electronic Northern, of an important point in development of the larvae, that shows where specific genes are amplified and the salivary gland needs to secrete the proteins to form the cocoon. Other data include determination of 91 SNPs and a statistic of codon usage. Several ESTs were identified with potential connection to endocicles, from these RaDup and RaMCM5 were selected for further studies. Both chromosomal loci were identified and genomic regions isolated, for RaDup the coding region of its mRNA and 12kb of genomic region were completely sequenced, revealing its gene structure, and antibodies were raised against this protein, making evident data about its involvement in replication in mitotic cells and in endocicles in salivary glands. About the chromosomal locus of RaDup, it becomes very interesting, because for the first time one amplified puff can be related to a regulatory gene.