A trealase solúvel foi purificada a partir do intestino de S. frugiperda. Os pKas dos grupos catalíticos determinados por inativação química são similares aos pKas determinados por analise cinética, indicando que a enzima tem um grupo carboxila que atua como um nucleófilo e um grupo guanidina que atua como doador de prótons. Dietil pirocarbonato não afeta a enzima, exceto na presença de MalfaGlu (inibidor competitivo). A modificação com DPC diminui a atividade enzimática da trealase e muda o valor do pKa do resíduo de Arg, indicando que o resíduo de His modula o pKa do doador de prótons. Trealase tem dois subsítios para a ligação de glicose e baseado na proteção por MalfaGlu durante a modificação química é possível inferir que o subsítio que liga MalfaGlu contém o grupo carboxila, e o outro subsítio possui o resíduo de Arg que atua como grupo catalítico e o resíduo de His. Usando diferentes estratégias nós obtivemos uma seqüência parcial do cDNA que aparentemente codifica para trealase (denominada trealase 1) e clonamos e expressamos a enzima denominada trealase 2. A trealase 2 foi expressa em Bl21 DE3 e purificada, sendo que suas propriedades são similares a enzima solúvel. O cDNA da trealase 1 provavelmente codifica para a trealase de membrana encontrada no intestino de S. frugiperda. A trealase 2 tem 587 aminoácidos, um pepitideo sinal com 23 aminoácidos e seis possíveis sítios para glicosilação. A enzima apresenta alta identidade e similaridade (61% e 76%, respectivamente) com a trealase digestiva de B. mori. Foi determinada a atividade de trealase presente na carcaça, Túbulos de Malpighi, corpo gorduroso, intestino e hemolinfa de Tenebrio molitor, Musca domestica, Spodoptera frugiperda e Diatraea saccharalis na presença e na ausência de ß-glicosideos tóxicos produzidos por plantas. Os glicosídeos usados foram amigdalina, prunasina, florizina e o aglicone mandelonitrila. E a atividade das trealases de T. molitor e S. frugiperda foi determinada também na presença de esculina. Prunasina é o melhor inibidor das trealases de T. molitor, já para as trealases (ligadas a membrana) de D. saccharalis o melhor inibidor é florizina e esculina é o melhor inibidor das trealases de S. frugiperda. Nós alimentamos S. frugiperda com uma dieta contendo 0,1% de esculina e sua presença nós tecidos foi detectada por fluorescência. Esculina foi encontrada no corpo gorduroso, Túbulos de Malpighi e hemolinfa e não foi encontrada na carcaça. A maior quantidade de esculina foi registrada na hemolinfa (0,2 mM) e as larvas alimentadas com uma dieta contendo esculina são 40% menor que as larvas alimentadas numa dieta controle. A inibição das trealases pode ser um dos fatores que leva a diminuição de peso das larvas experimentais. As larvas de S. frugiperda criadas numa dieta com 0,1% de amigdalina apresenta em alguns tecidos um aumento na atividade especifica de trealase o que não é observado quando as larvas são alimentadas com uma dieta com 0,1% de esculina. O aumento na atividade especifica de trealase pode ser uma das razões pela qual o desenvolvimento de S. frugiperda não é afetado pela amigdalina presente na dieta. / A soluble trehalase was purified from Spodoptera frugiperda midgut. The pKas of the catalitical groups determined by chemical inactivation agrees with the ones determined by kinetical analysis, indicating that the enzyme has a carboxyl group that acts as a nucleophile and a guanidine group that is the proton donor. Diethyl pyrocarbonate (DPC) does not affect to the enzyme, except in the presence of MalphaGlu (a competitive inhibitor). DPC modification decreases trehalase activity and changes the pKa value of the catalytical Arg residue, indicating that pKa of the proton donor His residue modulates. Trehalase has two subsites for glucose binding and based on the protection by MalphaGlu against chemical modification it is possible to infer that the subsite that binds MalphaGlu contains the catalytic carboxyl, whereas the other has the catalytical Arg residue and the His residue. Using different strategies we succeeded in obtaining a partial sequence of a cDNA that apparently codes for trehalase (called trehalase 1) and in molecular cloning and expressing the enzyme named trehalase 2. Trehalase 2, expressed in Bl21 DE3 cells was purified and its properties are similar to the soluble enzyme. Trehalase 1 cDNA probably codes for a membrane-bound trehalase found in S. frugiperda midgut. Trehalase 2 has 587 amino acids, a signal peptide with 23 amino acids and six possible sites for glycosilation. The enzyme present higher identity and similarity (61% and 76%, respectively) to digestive trehalase of Bombyx mori. Trehalase from body wall, Malpighian tubules, fat body, midgut and haemolymph from Tenebrio molitor, Musca. domestica, Spodoptera frugiperda and Diatraea saccharalis were assayed with and without the presence of toxic glucosides produced by plants. The glucosides used were amygdalin, prunasin, phlorizin and the aglycone mandelonitrile. In addition, T. molitor and S. frugiperda trehalases were assayed with esculin. Prunasin is the best inhibitor in T. molitor and M. domestica, phlorizin in D. saccharalis (only membrane-bound activity) and esculin in S. frugiperda. We fed S. frugiperda with a diet containing 0.1 % esculin and followed its fate by fluorescence. Esculin is recovered from fat body, Malpighian tubules and haemolymph. No esculin was found in body wall. The majority of esculin was recovered in haemolymph (0.2 mM) and larvae fed on esculin-containing diet weigh 40 % less than control ones. Trehalase inhibition by esculin may account for at least part of the observed decrease in larval weight. S. frugiperda larvae reared in 0.1% amygdalin-containing diet present higher trehalase activities in several tissues than the larvae reared in 0.1% esculin-containing diet. Higher trehalase activity should be the reason why S. frugiperda development is affected by esculin, but is not impaired by amygdalin present in the diet.

Foram purificadas através de uma combinação de cromatografias as duas &#946;- glicosidases digestivas (Mr 47.000 e 50.000 - denominadas &#946;47 e &#946;50, respectivamente) encontradas na larva de S. frugiperda. Experimentos de competição entre substratos e modificação química mostraram que a &#946;47 possui dois sítios ativos. Um desses sítios denominado aril&$946;glicosidase apresenta um subsítio -1 que liga galactose mais eficientemente do enquanto ,que o subsítio +1 prefere pequenos grupos hidrofóbicos cíclicos. O segundo sítio, denominado celobiase, possui um subsítio -1 que prefere glicose. Já a região de ligação do aglicone apresenta 4 subsítios, que ligam glicose com afinidade decrescente à medida que afastam-se do ponto de clivagem do substrato. O cDNA que codifica a &#946;50 foi clonado e sequenciado. Alinhamentos de sequência de aminoácidos, experimentos de competição entre substratos e inibição mostraram que esta enzima possui apenas um sítio ativo. O subsítio -1, cuja especificidade é controlada por uma rede de pontes de hidrogênio, foi estudado comparando-se os parâmetros cinéticos (Kcat e KcaUKm) para a hidrólise de NP&#946;glicosídeos. A região de posicionamento do aglicone, uma fenda hidrofóbica composta de 3 subsítios, foi caracterizada utilizando-se alquil &#946;-glucosídeos e oligocelodextrinas como inibidores. O alinhamento da sequência de aminoácidos da &#946;50 com outras glicosil hidrolases sugeriu quais aminoácidos participariam da ligação do substrato e que o GlU187 (doador de prótons - pKa = 7,5) e o GIU399 (nucleófilo - pKa = 4,5) estão diretamente envolvidos na catálise. Além disso, a Arg97 e a Tyr331 participam indiretamente modulando o pKa do GIU399. r . / Two digestive &#946;-glycosidases (MW 47,000 and 50,000, named &#946;gly47 and &#946;gly50, respectively) whose are found in the S. frugiperda larvae were purified by a combination of chromatographic steps. Substrate competition experiments and chemical modification data showed that &#946;gly47 has two active sites. One of them was called aryl &#946;-glycosidase and presents a -1 subsite that prefers galactose while the +1 subsite binds small cyclic hydrophobic groups. The other active site was called cellobiase and presents 4 subsites that bind glucose residues weaker as they get far from the cleavage point. The cDNA that codes the &#946;gly50 was cloned and sequenced. Amino acid sequence alignment, substrate competition experiments and inhibitions proved that this enzyme has just one active site. The -1 subsite specificity is controlled by a hydrogen bond network as it was showed comparing the kinetic parameters (Kcat and KcatlKm) for some NP&#946;glycosides hydrolysis. The aglycone binding region, a hydrophobic cleft, was studied with alkyl &#946;-glucosides and oligocellodextrins as competitive inhibitors. Amino acid sequence alignment between the &#946;gly50 and other glycosil hydrolases showed the amino acids responsible for the substrate binding and that the GIU<SUB.187 (proton donor - pKa = 7.5) and GIU399 (nucleophile - pKa = 4.5) are directly involved in the catalysis. Beside this, Arg97 and Tyr331 participate indirectly in the catalysis, modulating the nucleophile pKa

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreaFA.pdf: 1749500 bytes, checksum: 3468acf35904221d81b3482eef39fc68 (MD5) Previous issue date: 2005-04-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In vivo production of viral biopesticides is the major source of viral insecticides currently in the marketplace. However, this system presents limitations during production scale-up. For the Spodoptera frugiperda nucleopolyhedrovirus (SfMNPV), the insect used for replication has cannibalistic characteristics, thus production is even more difficult. Insect cells are commonly used for in vitro baculovirus production. Most of these cell lines are derived from Lepidoptera species. The Sf21 cell line is derived from Spodoptera frugiperda caterpillar ovarian tissue, and its clonal isolate Sf9 has been used for biopesticide production due to its ease of growth in suspension cultures. In this work, the in vitro production capabilities of a Brazilian SfMNPV isolate obtained from cornfields was evaluated. Comparison of polyhedra production was carried out using both Sf21 and Sf9 cells, based on volumetric and specific yields. Both cell lines were cultivated in Hyclone medium supplemented with different fetal bovine serum concentrations (2,5 and 5%). The best results were obtained using Sf9 cells supplemented with 5% serum. These results were further confirmed quantitively through kinetic parameter estimation for both cells lines and different serum concentrations. After seven successive passages, this system still presented high specific polyhedra production / A produ??o in vivo de biopesticidas virais ? a maior fonte destes inseticidas presentes no mercado atualmente. Entretanto, o sistema in vivo apresenta limita??o em rela??o ao escalonamento de produ??o. No caso do v?rus Spodoptera frugiperda nucleopoliedrovirus (SfMNPV), o inseto usado para sua multiplica??o tem caracter?sticas canibais, o que dificulta ainda mais a sua produ??o in vivo. As c?lulas de inseto s?o comumente utilizadas para produ??o in vitro de baculov?rus. V?rias linhagens destas c?lulas s?o derivadas principalmente da esp?cie Lepidoptera. A linhagem Sf21 ? derivada do tecido ovariano da lagarta Spodoptera frugiperda e um clone isolado da linhagem original, denominado Sf9, tem sido utilizado para produ??o de biopesticidas, por apresentar f?cil crescimento em cultivo em suspens?o. Neste trabalho, foi testada a viabilidade de produ??o in vitro de um isolado viral brasileiro de SfMNPV obtido em lavouras de milho. A produ??o de poliedros, em c?lulas Sf21 e Sf9, foi determinada com base na avalia??o comparativa da produtividade volum?trica e espec?fica destes poliedros. Ambas as linhagens celulares foram cultivadas, em suspens?o, em meio HyClone suplementado com diferentes concentra??es de soro fetal bovino (2,5 e 5%). A c?lula Sf9 suplementada com 5% de soro apresentou os melhores resultados de produ??o. Os resultados foram confirmados quantitativamente atrav?s dos par?metros cin?ticos estimados para as duas linhagens e diferentes concentra??es de soro. O sistema demonstrou, ap?s sete passagens sucessivas, uma alta produ??o espec?fica de poliedros

Foram purificadas através de uma combinação de cromatografias as duas &#946;- glicosidases digestivas (Mr 47.000 e 50.000 - denominadas &#946;47 e &#946;50, respectivamente) encontradas na larva de S. frugiperda. Experimentos de competição entre substratos e modificação química mostraram que a &#946;47 possui dois sítios ativos. Um desses sítios denominado aril&$946;glicosidase apresenta um subsítio -1 que liga galactose mais eficientemente do enquanto ,que o subsítio +1 prefere pequenos grupos hidrofóbicos cíclicos. O segundo sítio, denominado celobiase, possui um subsítio -1 que prefere glicose. Já a região de ligação do aglicone apresenta 4 subsítios, que ligam glicose com afinidade decrescente à medida que afastam-se do ponto de clivagem do substrato. O cDNA que codifica a &#946;50 foi clonado e sequenciado. Alinhamentos de sequência de aminoácidos, experimentos de competição entre substratos e inibição mostraram que esta enzima possui apenas um sítio ativo. O subsítio -1, cuja especificidade é controlada por uma rede de pontes de hidrogênio, foi estudado comparando-se os parâmetros cinéticos (Kcat e KcaUKm) para a hidrólise de NP&#946;glicosídeos. A região de posicionamento do aglicone, uma fenda hidrofóbica composta de 3 subsítios, foi caracterizada utilizando-se alquil &#946;-glucosídeos e oligocelodextrinas como inibidores. O alinhamento da sequência de aminoácidos da &#946;50 com outras glicosil hidrolases sugeriu quais aminoácidos participariam da ligação do substrato e que o GlU187 (doador de prótons - pKa = 7,5) e o GIU399 (nucleófilo - pKa = 4,5) estão diretamente envolvidos na catálise. Além disso, a Arg97 e a Tyr331 participam indiretamente modulando o pKa do GIU399. r . / Two digestive &#946;-glycosidases (MW 47,000 and 50,000, named &#946;gly47 and &#946;gly50, respectively) whose are found in the S. frugiperda larvae were purified by a combination of chromatographic steps. Substrate competition experiments and chemical modification data showed that &#946;gly47 has two active sites. One of them was called aryl &#946;-glycosidase and presents a -1 subsite that prefers galactose while the +1 subsite binds small cyclic hydrophobic groups. The other active site was called cellobiase and presents 4 subsites that bind glucose residues weaker as they get far from the cleavage point. The cDNA that codes the &#946;gly50 was cloned and sequenced. Amino acid sequence alignment, substrate competition experiments and inhibitions proved that this enzyme has just one active site. The -1 subsite specificity is controlled by a hydrogen bond network as it was showed comparing the kinetic parameters (Kcat and KcatlKm) for some NP&#946;glycosides hydrolysis. The aglycone binding region, a hydrophobic cleft, was studied with alkyl &#946;-glucosides and oligocellodextrins as competitive inhibitors. Amino acid sequence alignment between the &#946;gly50 and other glycosil hydrolases showed the amino acids responsible for the substrate binding and that the GIU<SUB.187 (proton donor - pKa = 7.5) and GIU399 (nucleophile - pKa = 4.5) are directly involved in the catalysis. Beside this, Arg97 and Tyr331 participate indirectly in the catalysis, modulating the nucleophile pKa

A trealase solúvel foi purificada a partir do intestino de S. frugiperda. Os pKas dos grupos catalíticos determinados por inativação química são similares aos pKas determinados por analise cinética, indicando que a enzima tem um grupo carboxila que atua como um nucleófilo e um grupo guanidina que atua como doador de prótons. Dietil pirocarbonato não afeta a enzima, exceto na presença de MalfaGlu (inibidor competitivo). A modificação com DPC diminui a atividade enzimática da trealase e muda o valor do pKa do resíduo de Arg, indicando que o resíduo de His modula o pKa do doador de prótons. Trealase tem dois subsítios para a ligação de glicose e baseado na proteção por MalfaGlu durante a modificação química é possível inferir que o subsítio que liga MalfaGlu contém o grupo carboxila, e o outro subsítio possui o resíduo de Arg que atua como grupo catalítico e o resíduo de His. Usando diferentes estratégias nós obtivemos uma seqüência parcial do cDNA que aparentemente codifica para trealase (denominada trealase 1) e clonamos e expressamos a enzima denominada trealase 2. A trealase 2 foi expressa em Bl21 DE3 e purificada, sendo que suas propriedades são similares a enzima solúvel. O cDNA da trealase 1 provavelmente codifica para a trealase de membrana encontrada no intestino de S. frugiperda. A trealase 2 tem 587 aminoácidos, um pepitideo sinal com 23 aminoácidos e seis possíveis sítios para glicosilação. A enzima apresenta alta identidade e similaridade (61% e 76%, respectivamente) com a trealase digestiva de B. mori. Foi determinada a atividade de trealase presente na carcaça, Túbulos de Malpighi, corpo gorduroso, intestino e hemolinfa de Tenebrio molitor, Musca domestica, Spodoptera frugiperda e Diatraea saccharalis na presença e na ausência de ß-glicosideos tóxicos produzidos por plantas. Os glicosídeos usados foram amigdalina, prunasina, florizina e o aglicone mandelonitrila. E a atividade das trealases de T. molitor e S. frugiperda foi determinada também na presença de esculina. Prunasina é o melhor inibidor das trealases de T. molitor, já para as trealases (ligadas a membrana) de D. saccharalis o melhor inibidor é florizina e esculina é o melhor inibidor das trealases de S. frugiperda. Nós alimentamos S. frugiperda com uma dieta contendo 0,1% de esculina e sua presença nós tecidos foi detectada por fluorescência. Esculina foi encontrada no corpo gorduroso, Túbulos de Malpighi e hemolinfa e não foi encontrada na carcaça. A maior quantidade de esculina foi registrada na hemolinfa (0,2 mM) e as larvas alimentadas com uma dieta contendo esculina são 40% menor que as larvas alimentadas numa dieta controle. A inibição das trealases pode ser um dos fatores que leva a diminuição de peso das larvas experimentais. As larvas de S. frugiperda criadas numa dieta com 0,1% de amigdalina apresenta em alguns tecidos um aumento na atividade especifica de trealase o que não é observado quando as larvas são alimentadas com uma dieta com 0,1% de esculina. O aumento na atividade especifica de trealase pode ser uma das razões pela qual o desenvolvimento de S. frugiperda não é afetado pela amigdalina presente na dieta. / A soluble trehalase was purified from Spodoptera frugiperda midgut. The pKas of the catalitical groups determined by chemical inactivation agrees with the ones determined by kinetical analysis, indicating that the enzyme has a carboxyl group that acts as a nucleophile and a guanidine group that is the proton donor. Diethyl pyrocarbonate (DPC) does not affect to the enzyme, except in the presence of MalphaGlu (a competitive inhibitor). DPC modification decreases trehalase activity and changes the pKa value of the catalytical Arg residue, indicating that pKa of the proton donor His residue modulates. Trehalase has two subsites for glucose binding and based on the protection by MalphaGlu against chemical modification it is possible to infer that the subsite that binds MalphaGlu contains the catalytic carboxyl, whereas the other has the catalytical Arg residue and the His residue. Using different strategies we succeeded in obtaining a partial sequence of a cDNA that apparently codes for trehalase (called trehalase 1) and in molecular cloning and expressing the enzyme named trehalase 2. Trehalase 2, expressed in Bl21 DE3 cells was purified and its properties are similar to the soluble enzyme. Trehalase 1 cDNA probably codes for a membrane-bound trehalase found in S. frugiperda midgut. Trehalase 2 has 587 amino acids, a signal peptide with 23 amino acids and six possible sites for glycosilation. The enzyme present higher identity and similarity (61% and 76%, respectively) to digestive trehalase of Bombyx mori. Trehalase from body wall, Malpighian tubules, fat body, midgut and haemolymph from Tenebrio molitor, Musca. domestica, Spodoptera frugiperda and Diatraea saccharalis were assayed with and without the presence of toxic glucosides produced by plants. The glucosides used were amygdalin, prunasin, phlorizin and the aglycone mandelonitrile. In addition, T. molitor and S. frugiperda trehalases were assayed with esculin. Prunasin is the best inhibitor in T. molitor and M. domestica, phlorizin in D. saccharalis (only membrane-bound activity) and esculin in S. frugiperda. We fed S. frugiperda with a diet containing 0.1 % esculin and followed its fate by fluorescence. Esculin is recovered from fat body, Malpighian tubules and haemolymph. No esculin was found in body wall. The majority of esculin was recovered in haemolymph (0.2 mM) and larvae fed on esculin-containing diet weigh 40 % less than control ones. Trehalase inhibition by esculin may account for at least part of the observed decrease in larval weight. S. frugiperda larvae reared in 0.1% amygdalin-containing diet present higher trehalase activities in several tissues than the larvae reared in 0.1% esculin-containing diet. Higher trehalase activity should be the reason why S. frugiperda development is affected by esculin, but is not impaired by amygdalin present in the diet.

Orientador: Manoel Victor Franco Lemos / Coorientador: Janete Apparecida Desidério / Banca: Gislayne Fernandes Lemes Trindade Vilas-Bôas / Banca: João Roberto Spotti Lopes / Banca: Lúcia Maria Carareto Alves / Banca: Rosangela Zacarias Machado / Resumo: As pragas polífagas do gênero Spodoptera são consideradas algumas das mais importantes causadoras de prejuízos e de ampla distribuição em toda a América. Com o emprego intensivo de plantas geneticamente modificadas, contendo genes de Bacillus thuringiensis que codificam proteínas inseticidas, há a possibilidade do surgimento de insetos resistentes. Para driblar o desenvolvimento da resistência, podem-se utilizar plantas piramidadas expressando proteínas inseticidas com modo de ação distintas. Com essa finalidade, o presente estudo verificou o modo de ação das proteínas Cry1Ia10 e Vip3Aa sobre larvas neonatas de Spodoptera frugiperda, S. albula, S. eridania e S. cosmioides, correlacionando a interação dessas toxinas aos receptores de membrana do epitélio intestinal pela união das toxinas biotiniladas às Vesículas de Membrana da Microvilosidade Apical (VMMA) ou "Brush Border Membrane Vesicles" (BBMV) de intestino médio das larvas desses insetos. Em todas estas espécies foi detectada, por "Ligand-Blotting", um receptor putativo de cerca de 65 kDa. Em ensaios de competição in vitro com as proteínas biotiniladas, verificou-se que Vip3Aa e Cry1Ia10 não competem pelo mesmo receptor, e que Vip3Aa é mais eficiente que Cry1Ia10, quando testadas individualmente. Quando combinadas, observou-se a ação sinérgica das toxinas para S. frugiperda, S. albula e S. cosmioides. Entretanto, para S. eridania há a competição pelo mesmo receptor, e Cry1Ia10 é mais eficiente que Vip3Aa, porém com ação antagônica, quando testadas conjuntamente. Esses resultados sugerem que o uso desses genes na obtenção de plantas piramidadas pode não vir a ser efetivo para driblar a resistência em todas as espécies do mesmo gênero de insetos-praga / Abstract: Poliphagous pests belonging to the genus Spodoptera are considered some of the most important and harmfull pests due to its wide distribution over the American continent. Presently with the increase of the usage of genetically modified plants, containing Bacillus thuringiensis genes, which code for insecticide proteins, there is the possibility of the surge of resistant insects. To overcome this possibility, it has been proposed to use pyramided plants expressing toxins with different mode of action. Within mind the present study has verified the mode of action of the proteins Cry1IAa and Vip3Aa against neonate larvae of S. frugiperda, S. albula, S. eridania and S. cosmioides and the interaction between these toxins towards membrane receptors of the intestinal epithelium apical cells. It was then analyzed the biotinilated toxins union to the Brush Border Membrane Vesicles (BBMV) of the larvae from these insects. On all of them it was observed using the ligant blotting procedure a putative receptor with approximately 65 kDa in weight. Using in vitro competition assays with the biotinilated toxins, it was possible to observe that the protein Vip3Aa does not compete with the protein Cry1Ia and that the toxin Vip3Aa is more efficient than Cry1Ia when assayed individually. When analyzed together it was possible to observe a synergic action of these proteins over S. frugiperda, S. albula and S. cosmioides. However, for S. eridania it was observed competition between these two proteins (Cry1Ia and Vip3A) and a common receptor. Also for this last observation the Cry1IAa protein had a stronger action than the Vip3Aa although with antagonic action when tested together. The results seem to indicate that the use of these genes together, aiming transgenic pyramided plants may not be so effective as need to avoid the surge of resistance by the analyzed pests / Doutor

No description available.

Thesis (Ph. D.)--University of Hawaii at Manoa, 1982. / Bibliography: leaves 242-245. / Microfiche. / xiii, 245 leaves, bound ill. 29 cm

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-01Bitstream added on 2014-06-13T20:44:11Z : No. of bitstreams: 1 bergamasco_vb_dr_jabo_parcial.pdf: 49657 bytes, checksum: 46ad234f3a11e051b1bcb9ffc847f8b5 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-06-27T19:00:43Z: bergamasco_vb_dr_jabo_parcial.pdf,Bitstream added on 2014-06-27T19:02:00Z : No. of bitstreams: 1 bergamasco_vb_dr_jabo.pdf: 617522 bytes, checksum: 7d0a9a8d2ca5b34df3125760ee1ab1c6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As pragas polífagas do gênero Spodoptera são consideradas algumas das mais importantes causadoras de prejuízos e de ampla distribuição em toda a América. Com o emprego intensivo de plantas geneticamente modificadas, contendo genes de Bacillus thuringiensis que codificam proteínas inseticidas, há a possibilidade do surgimento de insetos resistentes. Para driblar o desenvolvimento da resistência, podem-se utilizar plantas piramidadas expressando proteínas inseticidas com modo de ação distintas. Com essa finalidade, o presente estudo verificou o modo de ação das proteínas Cry1Ia10 e Vip3Aa sobre larvas neonatas de Spodoptera frugiperda, S. albula, S. eridania e S. cosmioides, correlacionando a interação dessas toxinas aos receptores de membrana do epitélio intestinal pela união das toxinas biotiniladas às Vesículas de Membrana da Microvilosidade Apical (VMMA) ou “Brush Border Membrane Vesicles” (BBMV) de intestino médio das larvas desses insetos. Em todas estas espécies foi detectada, por “Ligand-Blotting”, um receptor putativo de cerca de 65 kDa. Em ensaios de competição in vitro com as proteínas biotiniladas, verificou-se que Vip3Aa e Cry1Ia10 não competem pelo mesmo receptor, e que Vip3Aa é mais eficiente que Cry1Ia10, quando testadas individualmente. Quando combinadas, observou-se a ação sinérgica das toxinas para S. frugiperda, S. albula e S. cosmioides. Entretanto, para S. eridania há a competição pelo mesmo receptor, e Cry1Ia10 é mais eficiente que Vip3Aa, porém com ação antagônica, quando testadas conjuntamente. Esses resultados sugerem que o uso desses genes na obtenção de plantas piramidadas pode não vir a ser efetivo para driblar a resistência em todas as espécies do mesmo gênero de insetos-praga / Poliphagous pests belonging to the genus Spodoptera are considered some of the most important and harmfull pests due to its wide distribution over the American continent. Presently with the increase of the usage of genetically modified plants, containing Bacillus thuringiensis genes, which code for insecticide proteins, there is the possibility of the surge of resistant insects. To overcome this possibility, it has been proposed to use pyramided plants expressing toxins with different mode of action. Within mind the present study has verified the mode of action of the proteins Cry1IAa and Vip3Aa against neonate larvae of S. frugiperda, S. albula, S. eridania and S. cosmioides and the interaction between these toxins towards membrane receptors of the intestinal epithelium apical cells. It was then analyzed the biotinilated toxins union to the Brush Border Membrane Vesicles (BBMV) of the larvae from these insects. On all of them it was observed using the ligant blotting procedure a putative receptor with approximately 65 kDa in weight. Using in vitro competition assays with the biotinilated toxins, it was possible to observe that the protein Vip3Aa does not compete with the protein Cry1Ia and that the toxin Vip3Aa is more efficient than Cry1Ia when assayed individually. When analyzed together it was possible to observe a synergic action of these proteins over S. frugiperda, S. albula and S. cosmioides. However, for S. eridania it was observed competition between these two proteins (Cry1Ia and Vip3A) and a common receptor. Also for this last observation the Cry1IAa protein had a stronger action than the Vip3Aa although with antagonic action when tested together. The results seem to indicate that the use of these genes together, aiming transgenic pyramided plants may not be so effective as need to avoid the surge of resistance by the analyzed pests

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-03T16:48:51Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2414521 bytes, checksum: 990455815ae1d3a4e482fc45c44ce722 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-03T16:48:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2414521 bytes, checksum: 990455815ae1d3a4e482fc45c44ce722 (MD5) Previous issue date: 2002-09-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho objetivou otimizar a criação, em laboratório, de Campoletis flavicincta (Ashmead) (Hymenoptera: Ichneumonidae), endoparasitóide solitário de larvas de Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) na cultura do milho (Zea mays) e avaliar, em laboratório e no campo, o potencial desse inimigo natural no controle dessa praga do milho. Os estudos de laboratório foram desenvolvidos em gaiola de criação (recipiente de vidro de 12 cm diâm. x 17 cm alt.) no Laboratório de Criação de Insetos do Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo (CNPMS - EMBRAPA). No primeiro estudo, testou-se o início da oferta das larvas de S. frugiperda (tratamentos) após um, dois, três, quatro ou cinco dias da emergência de fêmeas de C. flavicincta. O número de larvas parasitadas e a produção de machos desse parasitóide foram semelhantes entre os tratamentos, mas o início da oferta de larvas do hospedeiro no terceiro ou no quarto dias após a emergência deste ichneumonídeo proporcionou maior produção de fêmeas do parasitóide e, por isso, são idades recomendadas para o início do fornecimento dessas larvas. No segundo estudo, foram avaliadas o efeito da densidade de C. flavicincta em características reprodutivas e a ocorrência de interferência mútua. Um, dois, três, quatro ou cinco casais do parasitóide, acondicionados em gaiolas de criação, receberam diariamente, do quinto ao décimo primeiro dia após a emergência, 48 larvas de S. frugiperda por gaiola. A densidade de cinco casais por gaiola apresentou maiores produção de fêmeas, razão sexual e taxa de parasitismo. Constatou-se interferência mútua para esse inimigo natural, a qual é citada, na literatura, como benéfica ao controle biológico. No terceiro estudo, foram determinadas as respostas funcional e numérica de C. flavicincta, acondicionando-se um casal desse agente de controle biológico em gaiola, com fornecimento de 10, 20, 30, 40 ou 50 larvas de S. frugiperda, trocadas diariamente. A resposta funcional foi do tipo III e a numérica (produção de descendentes em função da densidade do hospedeiro), crescente. Em outro estudo, foi introduzida uma fêmea do ichneumonídeo e 5, 10, 15 ou 20 larvas do lepidóptero por gaiola telada (35 cm de altura x 21 cm de diâmetro), sobre um vaso com planta de milho em casa-de-vegetação, durante 24 h. As respostas funcional e numérica apresentaram tendências semelhantes às do estudo em laboratório (tipo III e crescente, respectivamente). A ocorrência de interferência mútua, a resposta funcional do tipo III e a resposta numérica crescente, com a densidade do hospedeiro, indicam o potencial desse inimigo natural para o controle de S. frugiperda. O último estudo foi desenvolvido também no CNPMS – EMBRAPA, em gaiola (5 x 4 x 2 m) no campo com plantas de milho (25% dessas infestadas com S. frugiperda) e liberação de 0 (controle), 15 ou 30 casais de C. flavicincta por gaiola. A liberação desse agente de controle biológico reduziu o número de larvas de S. frugiperda nas plantas e, além disso, seus danos aos 21 dias após a infestação. Os resultados de campo, associados aos de laboratório, evidenciam o potencial de C. flavicincta no controle de S. frugiperda. / This research aimed to optimize laboratory rearing and to evaluate the potential of the natural enemy Campoletis flavicincta (Ashmead) (Hymenoptera: Ichneumonidae), a solitary larval endoparasitoid of Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) in corn crop (Zea mays). Laboratory studies were developed in rearing cages (glass vial with 12 cm diam. x 17 cm height) in the “Laboratório de Criação de Insetos do Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo (CNPMS - EMBRAPA)”. Beginning of supply of S. frugiperda larvae after one, two, three, four or five days of C. flavicincta emergence (treatments) was studied. Number of larvae parasitized and male production of this parasitoid were similar between treatments but beginning of host supply in the third or fourth day after emergence of C. flavicincta provided higher female production of this parasitoid and thus they can be recommended as the ideal ones to start supply of these larvae. The effect of C. flavicincta density on reproductive characteristics and occurrence of mutual interference for this parasitoid was evaluated in a second study. One, two, three, four or five pairs of this parasitoid were put in glass rearing cages and they received daily from fifth to eleventh day after emergence a total of 48 larvae of the host S. frugiperda per cage. Density of five pairs of C. flavicincta per cage showed higher female production, sex ratio and parasitism rate. This natural enemy showed mutual interference which is related in the literature as beneficial for biological control. Functional and numerical responses of C. flavicincta were evaluated in a third study. One pair of this parasitoid was put per glass rearing cage with 10, 20, 30, 40 or 50 S. frugiperda larvae per day and changed daily. Functional response was type III and numerical response (progeny production as function of host density) showed increasing values. In a fourth study, each C. flavicincta female were introduced with 5, 10, 15 or 20 larvae of S. frugiperda per screen cage (35 cm height x 21 cm diam.) on a vase with corn plant in greenhouse during 24 h. Functional and numerical responses showed similar tendency as of the laboratory study (type III and increasing values, respectively). Occurrence of mutual interference, type III functional response and increasing numerical response with host density indicated the potential of this natural enemy against S. frugiperda. The last study was also developed in the CNPMS – EMBRAPA in field cages (5 x 4 x 2 m) with corn plants (25% of these plants were infested with S. frugiperda). Zero (control), 15 or 30 pairs of C. flavicincta were released per cage. Release of this biological control agent reduced the number of S. frugiperda larvae on plants and their damage after 21 days of infestation with this pest. Field and laboratory results show a high potential of C. flavicincta to control S. frugiperda.