Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-12-13T15:30:36Z No. of bitstreams: 1 Silvia Martins de Salles_.pdf: 1554119 bytes, checksum: 531304cc1d1683afbc987722d8e71530 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-13T15:30:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvia Martins de Salles_.pdf: 1554119 bytes, checksum: 531304cc1d1683afbc987722d8e71530 (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O desenvolvimento da resistência representa uma ameaça ao controle de pragas com a utilização de plantas Bt. A conservação de inimigos naturais pode contribuir para reduzir a evolução da resistência à soja Bt, e entre os insetos de interesse para uso no controle de espécies do gênero Spodoptera, os parasitoides têm sido considerados os mais importantes devido à sua eficiência e à sua especificidade em relação ao hospedeiro. Nessa perspectiva, este estudo teve como objetivo avaliar as interações de Spodoptera eridania (Lepidoptera: Noctuidae) e o endoparasitoide Dolichozele sp. (Hymenoptera: Braconidae), quando tratados com a soja Bt que sintetiza a proteína Cry1Ac. Para tanto, lagartas de S. eridania foram expostas aos seguintes tratamentos: (T1) não parasitadas e alimentadas com soja convencional, (T2) não parasitadas e alimentadas com soja Bt, (T3) parasitadas e alimentadas com soja convencional, (T4) parasitadas e alimentadas com soja Bt, e (T5) parasitadas e alimentadas com soja transgênica BRR. A biologia dos parasitoides descendentes de lagartas alimentadas com soja Bt foi avaliada através da observação da data de formação do casulo do parasitoide, a data de emergência, o sexo, a longevidade do parasitoide adulto e a sobrevivência. Na avaliação de preferência do parasitoide por lagartas alimentadas com soja Bt e soja não Bt, as lagartas receberam tempos de exposição diferentes à fêmea do parasitoide – a saber, 2h, 4h e 6h. Nos tratamentos com Dolichozele sp. isolados ou em conjunto com soja Bt, a mortalidade foi significativamente maior que o tratamento-controle (F= 63,5; gl= 4,14; p=0,001), apresentando mortalidade média de lagartas de 17,0 (T3), 20,2 (T4) e 17,5 (T5). Através dos ensaios imunoenzimáticos (ELISA), foi possível detectar a presença da proteína Cry1Ac em folhas de soja Bt, fezes de S. eridania e em larvas de Dolichozele sp. Os parasitoides emergidos de lagartas alimentadas com soja Bt e soja RR evidenciaram diferenças significativas na fase de pupa (F= 15,058; gl=2; P=0,001) nos tratamentos T4 (16,6 dias) e T5 (17,08 dias), quando comparados com o controle, T3 (18,2 dias). Parasitoides submetidos ao T4 (lagartas alimentadas com soja Bt) apresentaram menor sobrevivência em relação aos outros tratamentos (Kaplan–Meier, Log Rank, X2 =8,22, gl=2, p = 0,016; Breslow, X2 =9,58, gl=2, P = 0,008; Tarone-Ware, X2 =9,94, gl=2, p = 0,007). Observou-se correlação positiva entre o tempo de exposição e a taxa de parasitismo de Dolichozele sp. em S. eridania (Rho de Spearman = 0,758, p=0,001). Portanto, os resultados deste estudo indicam que o parasitoide tem efeito positivo no controle de S. eridania, entretanto seu desenvolvimento e sua sobrevivência podem se influenciar pela presença da toxina Bt. Dolichozele sp. revelou potencial para agir de forma eficiente em estratégias de manejo da evolução da resistência às proteínas Cry em soja Bt, pois podem ajudar a suprimir as populações de pragas alvo e não alvo. / The development of insect resistance poses a threat to pest control using Bt plants. The conservation of natural enemies may contribute to reduce the evolution of Bt soybean resistance. Among the insects of interest for use in the control of species of the genus Spodoptera, parasitoids have been considered the most important due to their efficiency and specificity in relation to the host. In this way, this study aimed to evaluate the interactions of Spodoptera eridania (Lepidoptera: Noctuidae) and the endoparasitoid Dolichozele sp. (Hymenoptera: Braconidae) when treated with Bt soybean that synthesizes Cry1Ac protein. For this purpose, S. eridania larvae were exposed to the following treatments: (T1) non-parasitized and fed with conventional soybean; (T2) non-parasitized and fed with Bt soybean; (T3) parasitized and fed with conventional soybean; (T4) parasitized and fed with Bt soybean; and (T5) parasitized and fed with transgenic BRR soybean. The biology of the parasitoids descendant from larvae fed with Bt soybean was evaluated by observing the date of formation of the parasitoid pupa, date of emergence, sex, adult parasitoid longevity and survival. In the evaluation of the parasitoid preference for larvae fed with Bt soybean and non-Bt soybean, larvae received different exposure times to the parasitoid female, of 2h, 4h and 6h. In the treatments using Dolichozele sp. isolated or in conjunction with Bt soybean, mortality was significantly higher than the control treatment (F = 63.5; gl = 4.14; P = 0.001), with a mean larval mortality of 17.0 (T3), 20.2 (T4) and 17.5 (T5). Through the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), it was possible to detect the transfer of the Cry1Ac protein in S. eridania and Dolichozele sp.). The parasitoids emerged from larvae fed Bt soybean showed significant difference in the pupal phase (F = 15.058, gl = 2, P = 0.001) in the treatments T4 (16.6 days) and T5 (17.08 days) when compared as control T3 (18.2 days). The survival of the parasitoids that emerged from larvae fed with Bt soybean (T4) was lower (Kaplan-Meier, Log Rank, X2 = 8.22, gl = 2, p = 0.016, Breslow, X2 = 9.58, gl = 2, p = 0.008; Tarone-Ware, X2 = 9.94, gl = 2, p = 0.007). There was a positive correlation between the exposure time and the parasitism rate of Dolichozele sp. in S. eridania (Spearman's Rho = 0.758, p = 0.001). The results of this study indicate that the parasitoid has a positive effect on the control of S. eridania, however its development and survival may be influenced by the presence of the Bt toxin. Dolichozele sp. presented the potential to act positively in strategies to manage the evolution of resistance to Cry proteins in Bt soybeans, as they may help suppress pest populations.

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

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