A velocidade específica de respiração (QO2) é um parâmetro fundamental para entender-se o metabolismo e o estado fisiológico celular, fornecendo informações úteis para o processo e controle em biorreatores. Neste trabalho, cultivou-se diferentes células de insetos em ambiente controlado medindo-se o QO2 e concentração crítica de oxigênio (Ccrít). Foram utilizadas nos ensaios células de insetos Spodoptera frugiperda (Sf9) não infectadas e células de Drosophila melanogaster (S2) selvagem e recombinantes, utilizadas na expressão de diferentes proteínas. Todas as experiências foram realizadas em biorreator Inceltech com volume de trabalho de 1L, mantido a temperatura de 28ºC, agitação de 100 rpm e oxigênio dissolvido (OD) a 40% da saturação de ar, com difusão por membrana de silicone com mistura gasosa (O2 e N2) e vazão gasosa constante. Foi utilizado meio de cultura Sf900II sem soro fetal bovino. O QO2 foi medido pelo método dinâmico e pelo balanço de oxigênio na fase líquida. Neste trabalho foi implementado um novo processo durante o método dinâmico para interromper completamente a transferência gasosa durante a execução deste método. Implementou-se também uma metodologia para medição de Ccrít. Chegou-se a concentrações máximas celulares (Xm), velocidades máximas específicas de respiração (QO2) na fase exponencial e Ccrít, conforme segue: 1) Sf9 (ATCC 1711): Xm - 10,7.106 cel/mL; QO2 - 74,7.10-18 molO2/(cel.s); 2) S2 (Invitrogen): Xm - 51,2.106 cel/mL; QO2 - 3,4.10-18 molO2/(cel.s); Ccrít - 10%; 3) S2AcGPV2 (transfectadas para expressão de GPV): Xm - 26,6.106 cel/mL; QO2 -16,0.10-18 molO2/(cel.s); Ccrít - 10%; 4) S2MtEGFP (transfectadas para expressão de EGFP): Xm - 17,8.106 cel/mL; QO2 - 25,8.10-18 molO2/(cel.s); Ccrít - 5%; 5) S2AcHBsAgHy (transfectadas para expressão de HBsAg): Xm - 16,6.106 cel/mL; QO2 -33,6.10-18 molO2/(cel.s); Ccrít - 12%. Conclui-se que as linhagens selvagens e transfectadas de S2 possuem entre si uma atividade respiratória diferente e também que as novas metodologias implantadas verificaram-se satisfatoriamente. / Specific respiration rate (QO2) is a key parameter to understand cell metabolism and physiological state, providing useful information for process supervision and control. In this work, we cultivated different insect cells in a very controlled environment, being able to measure QO2 and critical oxygen concentration (Ccrit). Wild Spodoptera frugiperda (Sf9) and wild and transfected Drosophila melanogaster S2 cells (able to produce different proteins) were used. All experiments were performed in 1-liter working volume Inceltech bioreactor, maintaining temperature controlled at 28ºC, agitation rate at 100 rpm, and dissolved oxygen (DO) at 40% of air saturation, through membrane diffusion of mixed gases (O2 and N2) at constant total flow rate. SF900II serum free medium was used. QO2 was measured through dynamic method and oxygen mass balance in the liquid phase. In this work a new process was implemented during the dynamic method to interrupt completely the oxygen transfer during the execution of this method. It was also implemented a methodology for measurement of Ccrít (determined when DO reduces its decay rate, without oxygen transfer). Maximum cell concentration (Xm), maximum specific respiration rate (QO2) in the exponential phase and Ccrít were reached, as follows: 1) Sf9 (ATCC 1711): Xm - 10,7.106 cel/mL; QO2 - 74,7.10-18 molO2/(cel.s); 2) S2 (Invitrogen): Xm - 51,2.106 cel/mL; QO2 - 3,4.10-18 molO2/(cel.s); Ccrít - 10%; 3) S2AcGPV2 (transfected for GPV expression): Xm - 26,6.106 cel/mL; QO2 -16,0.10-18 molO2/(cel.s); Ccrít - 10%; 4) S2MtEGFP (transfected for EGFP expression): Xm - 17,8.106 cel/mL; QO2 - 25,8.10-18 molO2/(cel.s); Ccrít - 5%; 5) S2AcHBsAgHy (transfected for HbsAg expression): Xm - 16,6.106 cel/mL; QO2 -33,6.10-18 molO2/(cel.s); Ccrít - 12%. From these results, it can be concluded that the studied cell lines have different respiration activity and the new developed methodologies behave satisfactorily.

Dentre as substâncias químicas secretadas pelas plantas, contra os insetos herbívoros, os inibidores de peptidases são de grande interesse. A atenção dada a esses inibidores deve-se ao fato, de eles serem uma boa alternativa no controle de insetos praga, uma vez que não causam danos ao meio ambiente. Contudo, muitas espécies de insetos são capazes de escapar dos efeitos negativos dos inibidores de peptidases das plantas, via diferentes mecanismos adaptativos. Devido a esse fato, é importante compreender os mecanismos desenvolvidos pelos insetos para burlar os efeitos dos inibidores de peptidases das plantas. Diante desse panorama, este trabalho teve como objetivo estudar o mecanismo adaptativo das serina endopeptidases de Spodoptera frugiperda aos inibidores de endopeptidases de soja. Foram realizadas análises do transcriptoma dos intestinos das lagartas mantidas em exposição crônica ao inibidor. Para averiguar os efeitos causados devido à exposição crônica ao inibidor, foram realizadas comparações da expressão relativa, dos genes de tripsinas e quimotripsinas, de intestinos de lagartas de sexto instar. Contudo, para entender o efeito da exposição aguda ao inibidor, lagartas de S. frugiperda foram criadas em dieta artificial controle até o primeiro dia do sexto instar, após esse período elas foram transferidas para dieta artificial acrescida com 0,5 % dos inibidores de endopeptidases de soja, durante 48 horas. Para verificar a ocorrência de um possível controle epigenético na expressão dos genes, as lagartas foram conduzidas até a fase adulta e os adultos, de cada tratamento, foram acasalados entre si, constituindo uma segunda geração. Dados de expressão relativa foram obtidos, de indivíduos da primeira e segunda geração, e foram então comparados. Foram identificados 14 possíveis genes de quimotripsinas e nove possíveis genes de tripsinas. Os genes de tripsina foram divididos em dois grupos distintos em relação a sua sensibilidade aos inibidores de endopepetidases de soja e expressão relativa. Houve uma resposta diferenciada na ativação dos genes de serina endopeptidases de S. frugiperda, a qual dividiu os genes em dois grupos, os responsivos e os não responsivos ao inibidor. A exposição aguda ao inibidor ativou um pequeno grupo de genes, enquanto que a exposição crônica promoveu uma maior amplitude de expressão gênica, sugerindo mecanismos temporalmente regulados. Por último, evidências indicam, pela primeira vez, a possível ocorrência de um mecanismo epigenético, na resposta das enzimas digestivas aos inibidores de serina endopeptidases de soja. / Among the chemicals secreted by plants against insect herbivores, peptidase inhibitors (PIs) are of great interest. The attention given to PIs is due to the fact that they are a good alternative to control insect pests since they do not cause damage to human health and the environment. However, many species of insects are able to escape the negative effects of PIs plants via different adaptive mechanisms. Because of this, it is important to understand the mechanisms developed by insects to circumvent the effects of PIs plants. Against this background, this research aimed to study the adaptive mechanism of serine endopeptidases Spodoptera frugiperda to soybean endopeptidase inhibitors. For this purpose, larvae of S. frugiperda were reared on artificial diet and control artificial diet plus 0.5% of endopeptidase inhibitors of soybean. We conducted a transcriptome midgut of worms maintained in chronic ingestion of the inhibitor. The relative expression of the genes, trypsin and chymotrypsin, was also compared the midgut of sixth instar larvae kept in these diets. In another experiment, the larvae were conducted to moth, then the treatments were mated forming a second generation. Relative expression data were obtained for individuals of the first and second generation, and then compared. Identified 14 genes with potential of chymotrypsin and 9 trypsin like genes. The trypsin gene were divided into two groups for both their sensitivity to PI soybean endopeptidase, and for their relative expression pattern. There was a differentiated response on the genes activation of S. frugiperda serina endopeptidases. The genes were clustered in 2 groups, the responsive ones and the non responsive to the inhibitor. The acute exposition to the inhibitor activated a small group of genes and the chronic exposition affected several genes, indicating the existence of temporal regulated mechanism. Besides, there is a possible occurance of an epigenetic mechanism, which is related to the digestive serina endopeptidases inhibitors of soybean.

Dimorphandra mollis Benth. (Fabaceae - Caesalpinioideae), popularmente conhecida como faveiro, fava d\'anta ou faveleiro, é uma espécie nativa do Cerrado brasileiro, que apresenta registros de ocorrência por todo o Brasil Central. Sua principal importância econômica está associada às elevadas concentrações de rutina, um flavonóide alvo de muitos estudos farmacológicos e de largo emprego na indústria farmacêutica, sendo esta a segunda espécie mais utilizada como fonte de rutina no mercado mundial. Apesar do amplo uso econômico, sua exploração não apresenta características agrícolas, sendo realizada por vias extrativistas. Além disso, há carência de informações sobre sua biologia, o que torna a exploração um fator de risco à conservação. Há poucos estudos relacionados à sua composição química de seus órgãos e tecidos, além disso, estudos de germinação in vitro para obtenção de calos, suspensões celulares e clones não apresentaram sucesso. Este trabalho teve por objetivo desenvolver uma detalhada investigação da composição flavonoídica de folhas, flores, frutos, madeira, cascas, plântulas, embriões, exsudados radiculares de plântulas, e calos originados da desdiferenciação de diversos explantes pelo emprego da técnica de cromatografia de alta eficiência com detector de arranjo de diodos acoplado ao espectrômetro de massas, com o intuito de contribuir para uma maior compreensão da composição química de seus órgãos e tecidos, e assim, subsidiar novos estudos sobre a biossíntese de flavonoides, assim como, contribuir para a própria exploração racional dos recursos econômicos inerentes a essa espécie. Os resultados obtidos levam à conclusão de que nos diversos órgãos e tecidos de D. mollis investigados, predominam estereoisômeros de astilbina, rutina e quercitrina. Os calos apresentaram perfil flavonoídico muito simples, contendo apenas pequenas quantidades de apigenina, não sendo viáveis à obtenção de flavonoides de interesse por meio de seu cultivo. Dimorphandra mollis Benth. (Fabaceae - Caesalpinioideae), popularmente conhecida como faveiro, fava d\'anta ou faveleiro, é uma espécie nativa do Cerrado brasileiro, que apresenta registros de ocorrência por todo o Brasil Central. Sua principal importância econômica está associada às elevadas concentrações de rutina, um flavonóide alvo de muitos estudos farmacológicos e de largo emprego na indústria farmacêutica, sendo esta a segunda espécie mais utilizada como fonte de rutina no mercado mundial. Alguns artigos acadêmicos reportam a detecção de propriedades tóxicas de extratos metanólicos de D. mollis sobre operárias de Apis mellifera, e atribuem a toxicidade ao flavonóide astilbina (3-β-Ο/-rhamnosideo de 5,7,3’,4’-tetraidroxi-2,3-diidroflavonol) isolado dos pedúnculos e flores. Seus resultados indicam que a astilbina reduziu a sobrevivência média das abelhas tratadas. Também é atribuída a astilbina a atividade inibidora sobre o desenvolvimento de larvas de Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepdoptera: Noctuidae) e Spodoptera frugiperda Smith (Lepdoptara: Noctuidae), relatando redução do peso corporal durante a fase larval e, prolongamento, tanto da fase larval quanto da fase pupal, para as duas espécies de lepidópteros, consideram a possibilidade de uso deste flavonóide como um biopesticida. Neste estudo, foram testadas as interferências de extratos flavonoídicos de diversos órgãos de D. mollis sobre o forrageio e o ciclo de vida de lagartas de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) e de adultos de Sitophilus oryzae (Coleoptera: Curculionidae). Nenhum resultado negativo estatisticamente significativo foi observado no forrageio das duas espécies em questão. Tal resultado pode ser devido a uma tolerância desses animais aos flavonoides majoritários encontrados nos extratos, astilbina, rutina e quercitrina, ou ainda a mecanismos de detoxificação. / Dimorphandra mollis Benth. (Fabaceae - Caesalpinioideae), popularly known as faveiro, fava d\'anta or faveleiro, is a native species of the Brazilian Cerrado, which has records of occurrence throughout the Central Brazil. Its main economic importance is associated with high concentrations of rutin, a flavonoid target of many pharmacological studies and widespread use in the pharmaceutical industry. D. mollis is the second most commonly used plant species as a source of rutin in the global market. Despite their broad economic use, their exploitation occurs in a very primitive way. In addition, there is no subsidiary information about their biology, which makes exploring this species a risk factor for its conservation. There are few studies that deals with the chemical composition of D. mollis organs and tissues, in addition, in vitro germination studies to obtain calluses, cell suspensions and clones showed no success. This work aimed to develop a detailed research flavonoid composition of leaves, flowers, fruits, wood, bark, seedlings, embryos, seedlings root exudates, callus using high performance liquid chromatography with diode array detector coupled to a mass spectrometer in order to contribute to a greater understanding of the chemical composition of their organs and tissues, and thus support new studies on flavonoid biosynthesis, as well as contribute to the very rational exploitation the financial resources inherent in this species. The principal constituents found were stereoisomers of astilbin, rutin and quercitrin. The callus culture presented a very simple flavonoid profile containing only small amounts of apigenin. Dimorphandra mollis Benth. (Fabaceae - Caesalpinioideae), popularly known as faveiro, fava d\'anta or faveleiro, is a native species of the Brazilian Cerrado, which has occurrence records throughout the Central Brazil. Its main economic importance is associated with high concentrations of rutin, a flavonoid target of many pharmacological studies and widespread use in the pharmaceutical industry, which is the second species most commonly used as a source of rutin in the world market. Some scientific papers report toxic activities of methanol extracts of D. mollis on Apis mellifera of workers, and attribute the toxicity astilbin flavonoid (3-β-Ο-rhamnoside of 5,7,3’,4’-tetraidroxi- 2,3-diidroflavonol) isolated from the stems and flowers of this species. These results suggest that astilbin reduced the mean survival of the treated bees. Also is attributed to astilbin the inhibitory activity against the development of Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepdoptera: Noctuidae) larvae and Spodoptera frugiperda Smith (Lepdoptara: Noctuidae), reporting body weight loss during the larval stage and extending both larval and pupal stage for the two Lepidopterans. These results suggests the use of astilbin as a biopesticide. In the present study, was tested the interference of the flavonoid extracts from several D. mollis parts on the foraging and life cycle of both Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) larvae and adults of Sitophilus oryzae (Coleoptera: Curculionidae). No statistically significant negative result was observed in foraging of both species concerned. This result may be due to a tolerance of these species to flavonoids majorly found in D. mollis extracts, astilbin, rutin and quercitrin, or due detoxification mechanisms.

O inseticida spinosad tem sido um dos mais utilizados para o controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) no Brasil, devido à sua eficácia e ao seu mecanismo de ação único (modulador alostérico de receptores nicotínicos da acetilcolina). Para fornecer subsídios a um programa de manejo da resistência, foram realizados estudos para compreender as bases genéticas e moleculares da resistência de S. frugiperda a este inseticida. Inicialmente, foi selecionada uma linhagem de S. frugiperda resistente a spinosad (Spin-res) em laboratório por meio da técnica \"F2 screen\". A razão de resistência, baseada na CL50, foi de aproximadamente 890 vezes. A partir de cruzamentos recíprocos entre a linhagem suscetível (Sus) e Spin-res, constatou-se que o padrão de herança da resistência de S. frugiperda a spinosad é autossômica e incompletamente recessiva. Retrocruzamentos da progênie F1 de cruzamentos recíprocos com a linhagem Spin-res confirmaram a hipótese de herança poligênica da resistência, com número mínimo de segregações independentes variando de 1,86 a 2,45. Além disso, observou-se um elevado custo adaptativo associado à resistência de S. frugiperda a spinosad, baseado nos parâmetros da tabela de vida e fertilidade. A partir dos dados de seqüenciamento de quatro bibliotecas de cDNA de lagartas de quarto ínstar das linhagens Sus e Spin-res (expostas ou não a spinosad), utilizando a plataforma HiScan1000&reg; (Illumina&copy;), foi realizada a comparação do perfil de transcrição e expressão diferencial de genes entre as linhagens Sus e Spin-R. O transcritoma foi montado utilizando a estratégia de novo contendo cerca de 19 milhões de leituras single-end com qualidades de score acima de 30, gerando 42406 transcritos com o N50 de 598 pb. A busca por similaridade no banco de dados não-redundante (nr) do NCBI, possibilitou a anotação funcional de 24980 (59%) transcritos, alinhando-se a Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) e Spodoptera spp. com 22,5; 3,81 e 3,6% das sequências respectivamente. Foram identificados 2903 transcritos apresentando expressão diferencial (P <= 0,05, t-test; fold-change > 2) entre as linhagens Spin-res e Sus. Dentre os transcritos relacionados a enzimas do complexo metabólico, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathiona S-transferases, uma carboxilesterase e uma esterase foram superexpressas na linhagem Spin-res. Além disso, foi observada a superexpressão de 15 genes relacionados à produção energética na linhagem Spin-res, o que pode estar relacionada ao elevado custo adaptativo associado à resistência. Análises de PCR quantitativo em tempo real confirmaram que os padrões de expressão foram consistentes com os resultados de RNA-seq. Bioensaios com os sinergistas PBO e DEM mostraram pouco envolvimento de enzimas P450 e nenhum envolvimento de glutationa S-transferases na resistência de S. frugiperda a spinosad. O sequenciamento da subunidade &alpha;6 do receptor nicotínico de acetilcolina de ambas linhagens demonstrou a existência de uma mutação sinônima entre as duas linhagens (G567A), indicando que a subunidade &alpha;6 não é a única relacionada à resistência de S. frugiperda a spinosad. / Spinosad has been one of the most used insecticides to manage Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) in Brazil, due to its efficacy and unique mode of action (nicotinic acetylcholine receptor allosteric modulator). To support an insect resistance management program (IRM), we selected and characterized in laboratory a spinosad-resistant strain (Spin-res) of S. frugiperda using the F2 screen method. The resistance ratio, based on LC50, was &asymp; 890-fold. Based on reciprocal crosses between susceptible (Sus) and Spin-res, the inheritance of spinosad resistance in S. frugiperda was autosomal incompletely recessive. Backcrosses between the F1 from reciprocal crosses and the parental Spin-res revealed a polygenic resistance, with an estimation of at least 1.86 to 2.45 genes related to spinosad resistance. Furthermore, it was observed a strong fitness cost associated to spinosad-resistance in Spin-res strain, based on the life table and fertility parameters. The characterization of the transcriptional profile and the differential gene expression comparison between susceptible and spinosad-resistant strains of Spodoptera frugiperda were obtained from the sequencing of cDNA libraries from fourth instar larvae of Sus and Spin-res strains (exposed or not to spinosad) using a HiScan1000&reg; platform (Illumina&copy;). The transcriptome was de novo assembled using nearly 19 million single-end reads with quality score over 30, yielding 42,406 transcripts with a N50 of 598 bp. Based on similarity search in the non-redundant (nr) nucleotide database, 24,980 (59%) transcripts were annotated. Most of the transcripts aligned to Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) and Spodoptera spp., with 22.5%, 3.81, and 3.6, respectively. We identified 2,032 differentially expressed transcripts (P <= 0.05, t-test; fold-change > 2) between the susceptible and spinosad-resistant strains. Among metabolic enzyme transcripts, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathione S-transferases, one carboxylesterase and one esterase were up-regulated in the spinosad-resistant strain. In addition, it was observed 15 genes superexpressed in spinosad-resistant strain related to energy production, which can be related to the high fitness cost associated with resistance. Quantitative real-time PCR analysis showed that patterns of gene expression were consistent with RNA-seq results. Synergistic bioassays using PBO and DEM showed little involvement of P450s in spinosad-resistance and lack of involvement regarding the glutathione Stransferases. Furthermore, we sequenced and compared the subunit &alpha;6 from the nicotinic acetylcholine receptor of S. frugiperda Spin-res and Sus strains. Only one synonymous mutation within the two strains (G567A) was found, showing that the &alpha;6 is not the only subunit involved in S. frugiperda resistance to spinosad.

A importância da praga Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) deve-se não somente aos danos provocados às lavouras de milho, mas a capacidade de se alimentar de uma ampla variedade de famílias de plantas. Lagartas desta espécie são capazes de se adaptar a dietas contendo inibidores de peptidase de soja (IPS). Há uma hipótese de que a microbiota intestinal neste inseto poderia estar envolvida com estes mecanismos de adaptação. Neste contexto, um dos objetivos do trabalho foi verificar se estas bactérias poderiam alterar a expressão gênica de serino peptidases e atividade enzimática nestes lepidópteros em ensaios in vitro. Observouse que no tratamento com tetraciclina, não houve influência na alteração da expressão gênica e da atividade quantitativa das respectivas serino peptidases nas lagartas provenientes dos ambientes diferentes. Ao mesmo tempo, objetivou-se estudar se haveria uma contribuição das bactérias na atividade proteolítica intestinal de S. frugiperda ao longo do processo digestivo de insetos, analisando se influenciam no perfil qualitativo das serino peptidases intestinais destas lagartas em zimograma. As lagartas de campo que sofreram a primeira exposição à uma dieta com antibiótico aumentaram a atividade de duas peptidases provavelmente trípticas, também sintetizadas nos tratamentos com IPS e IPS com antibiótico provavelmente como provável resposta adaptativa. Para analisar o efeito do IPS e da tetraciclina em folhas ingeridas por lagartas criadas em laboratório e coletadas em campo, além da influência da dieta natural (cartucho de milho) e da dieta artificial sobre a composição e diversidade da microbiota fecal de S. frugiperda, foi feito o sequenciamento das regiões V3-V4 do gene 16S rRNA de procariotos utilizando a plataforma de alto desempenho Illumina Miseq. Os valores médios de diversidade de UTOs do índice Shannon detectados nas fezes de S. frugiperda foram mais baixos nas amostras de dieta artificial e o segundo índice médio mais baixo foi calculado naquelas provenientes de cartucho de milho no campo, revelando que ambas as amostras apresentaram menor diversidade de espécies na composição da comunidade bacteriana. A abundância relativa em nível de filo bacteriano gerada para todos os conjuntos de amostras fecais demonstrou que os filos mais predominantes foram Proteobacteria (73,3%) e Firmicutes (24,2%), sendo ambos os filotipos mais abundantes nos grupos de insetos. Os quatro filotipos mais abundantes em nível de gênero corresponderam a Enterococcus (23,5%), Acinetobacter (20,5%), Stenotrophomonas (11,4%) e Klebsiella (10,4%). Verificamos que a dieta foi a principal variável que modulou a estrutura das comunidades bacterianas das fezes de S. frugiperda. Entretanto, não é possível afirmar se haveria uma contribuição das peptidases das bactérias simbiontes ao processo digestivo de insetos. Com estes novos dados taxonômicos, poderemos isolar as bactérias a partir das fezes destas lagartas e estudar a significância funcional destes simbiontes tais como, detoxificação de compostos tóxicos como inibidores de peptidases de plantas, papel digestivo e nutricional destas bactérias para as lagartas desta espécie. / The importance of the pest Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) is due not only to corn crops damage, but the ability to attack a wide variety of plant families. Caterpillars of this species are able to circumvent diets containing soybean peptidase inhibitors (SPI). There is a hypothesis that this insect gut microbiota might be involved in these adaptation mechanisms. One of the goals of this study was to determine whether these bacteria could alter the serine peptidase gene expression or enzymatic activity in vitro assays in these Lepidoptera. It was observed that there was no alteration of the gene expression and the quantitative activity of serine peptidases in the caterpillars collected from both different environments fed with tetracycline leaves. At the same time, other objective was to study if there was a contribution from bacteria in the gut proteolytic activity of S. frugiperda in the digestive process of insects, analyzing its influence in the qualitative profile of serine peptidase gut worms in zymogram. The field caterpillars that suffered the first exposure to a diet with antibiotic increased the activity of two probably tryptic type peptidases which were also synthesized in IPS and IPS plus antibiotic treatments, probably as likely adaptive response. In order to analyze the effect of IPS and tetracycline in leaves eaten by caterpillars reared in the laboratory and collected in the field, beyond the influence of the natural diet (maize cartridge) and artificial diet on the composition and diversity of fecal microbiota of S. frugiperda, the sequencing using high performance Miseq Illumina platform was done in V3-V4 regions of 16S rRNA gene typical of prokaryotes. The average values of Shannon index related to OTUs diversity detected in the feces of S. frugiperda were lower in artificial diet samples and second lower mean index was calculated from those collected in the field, showing that both samples showed lower species diversity in the composition of bacterial communities. The relative abundance of bacterial phylum level generated for all fecal samples showed that the most prevalent phyla were Proteobacteria (73.3%) and Firmicutes (24.2%). Both phylotypes are predominant in insect groups. The four most abundant phylotypes at genus level accounted for Enterococcus (23.5%), Acinetobacter (20.5%), Stenotrophomonas (11.4%) and Klebsiella (10.4%). We found that the diet was the main variable that modulated the bacterial communities structure in the feces of S. frugiperda. However, it is not possible to state that there would be a contribution of peptidase bacterial symbionts to the digestive process of insects. With these new taxonomic data, we may isolate bacteria from S. frugiperda feces and study the functional significance of these symbionts such as detoxification of toxic plant compounds as inhibitors of peptidases, the digestive and nutrition role of these bacteria for the caterpillars species.

Made available in DSpace on 2016-08-12T19:15:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marilene Santos de Lima.pdf: 214153 bytes, checksum: 7ac6ff816f11b1d4e6b5c3925c4016dd (MD5) Previous issue date: 2007-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Weeds and the fall armyworm can cause considerable corn yield losses. This study aimed to evaluate green ear yield and corn grain yield as a response to weed and fall armyworm control. A completely randomized block design with split-plots and five replicates was used. Corn cultivar AG 1051 was grown without weed control or with hoeings performed at 20 and 40 days after planting. Control of the pest (applied to the subplots) was performed with sprays of: water (control); deltamethrin (5 g active ingredient ha-1); neem oil, at 0.5% (diluted in water); and neem leaf extract at 5%. Each product was sprayed three times, at seven-day intervals, starting on day 7after planting, using 150 L ha-1. Green ear yield, grain yield, and most other characteristics evaluated were reduced due to the lack of weed control (27 predominant species). Pest control in the weeded plots did not influence green ear yield and grain yield, with the exception of green mass of marketable husked ears, which was reduced when the caterpillar was not controled. Without weed control, the extracts or deltamethrin sprays provided the highest yields in terms of characteristics used to evaluate green corn, except for husked ear mass. The best results for grain yield were obtained with deltamethrin and neem extract, respectively / As plantas daninhas e a lagarta-do-cartucho podem causar perdas consideráveis no rendimento do milho. O objetivo deste trabalho foi avaliar os rendimentos de espigas verdes e de grãos de milho em resposta aos controles de plantas daninhas e da lagarta-do-cartucho. Utilizou-se o delineamento de blocos completos casualizados com parcelas subdivididas e cinco repetições. A cultivar AG 1051 foi cultivada sem e com controle de plantas daninhas (efeito com capinas, realizadas aos 20 e 40 dias após o plantio). Para avaliar o controle da praga (aplicado às subparcelas) foram feitas pulverizações com: água (testemunha); deltamethrin (5 g do ingrediente ativo ha-1); óleo de nim, obtido comercialmente, à base de 0,5% (diluição em água); e extrato foliar de nim, a 5%. Cada produto foi pulverizado três vezes, no intervalo de sete dias, a partir do sétimo dia após o plantio, à base de 150 L ha-1. O rendimento de milho verde, rendimento de grão, e a maioria das outras características avaliadas foram reduzidas devido à falta do controle de plantas daninhas (27 espécies predominante). Nas parcelas capinadas, o controle da praga não influenciou os rendimentos de milho verde e o rendimento de grãos, com exceção da massa de espigas despalhadas comercializáveis, que foi reduzida quando a lagarta não foi controlada. Sem o controle de plantas daninhas, a pulverizações com extrato de nim e deltamethrin forneceram os maiores rendimentos em todas as características avaliadoras do milho verde, exceto para massa de espiga despalhada comercializável. Os melhores resultados para o rendimento de grãos foram obtidos com deltamethrin e extrato de nim, respectivamente

Made available in DSpace on 2016-08-12T19:18:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marilene Santos de Lima.pdf: 214153 bytes, checksum: 7ac6ff816f11b1d4e6b5c3925c4016dd (MD5) Previous issue date: 2007-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Weeds and the fall armyworm can cause considerable corn yield losses. This study aimed to evaluate green ear yield and corn grain yield as a response to weed and fall armyworm control. A completely randomized block design with split-plots and five replicates was used. Corn cultivar AG 1051 was grown without weed control or with hoeings performed at 20 and 40 days after planting. Control of the pest (applied to the subplots) was performed with sprays of: water (control); deltamethrin (5 g active ingredient ha-1); neem oil, at 0.5% (diluted in water); and neem leaf extract at 5%. Each product was sprayed three times, at seven-day intervals, starting on day 7after planting, using 150 L ha-1. Green ear yield, grain yield, and most other characteristics evaluated were reduced due to the lack of weed control (27 predominant species). Pest control in the weeded plots did not influence green ear yield and grain yield, with the exception of green mass of marketable husked ears, which was reduced when the caterpillar was not controled. Without weed control, the extracts or deltamethrin sprays provided the highest yields in terms of characteristics used to evaluate green corn, except for husked ear mass. The best results for grain yield were obtained with deltamethrin and neem extract, respectively / As plantas daninhas e a lagarta-do-cartucho podem causar perdas consideráveis no rendimento do milho. O objetivo deste trabalho foi avaliar os rendimentos de espigas verdes e de grãos de milho em resposta aos controles de plantas daninhas e da lagarta-do-cartucho. Utilizou-se o delineamento de blocos completos casualizados com parcelas subdivididas e cinco repetições. A cultivar AG 1051 foi cultivada sem e com controle de plantas daninhas (efeito com capinas, realizadas aos 20 e 40 dias após o plantio). Para avaliar o controle da praga (aplicado às subparcelas) foram feitas pulverizações com: água (testemunha); deltamethrin (5 g do ingrediente ativo ha-1); óleo de nim, obtido comercialmente, à base de 0,5% (diluição em água); e extrato foliar de nim, a 5%. Cada produto foi pulverizado três vezes, no intervalo de sete dias, a partir do sétimo dia após o plantio, à base de 150 L ha-1. O rendimento de milho verde, rendimento de grão, e a maioria das outras características avaliadas foram reduzidas devido à falta do controle de plantas daninhas (27 espécies predominante). Nas parcelas capinadas, o controle da praga não influenciou os rendimentos de milho verde e o rendimento de grãos, com exceção da massa de espigas despalhadas comercializáveis, que foi reduzida quando a lagarta não foi controlada. Sem o controle de plantas daninhas, a pulverizações com extrato de nim e deltamethrin forneceram os maiores rendimentos em todas as características avaliadoras do milho verde, exceto para massa de espiga despalhada comercializável. Os melhores resultados para o rendimento de grãos foram obtidos com deltamethrin e extrato de nim, respectivamente

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1307951 bytes, checksum: a9d2e7710b0423035200284b202f8283 (MD5) Previous issue date: 2009-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) is a major pest of corn in Brazil. Its control is mainly performed by insecticides. Due to the high cost of insecticides and its polluter effect on the environment, the use of biological control might be more a management tool with the chemical control. Among the natural enemies, the earwigs, D. luteipes (Scudder) (Dermaptera: Forficulidae), has been presented as potential biological control agent of S. frugiperda. As a biological agent little is known about selectivity of chemical insecticides used in corn. Thus, this study evaluated the selectivity of insecticides to D. luteipes and the effect on their behavior when exposed to insecticides methomyl, chlorfenapyr, etofenprox, chlorpyrifos, deltamethrin, &#955;- cyhalothrin, spinosad and chlorantraniliprole. S. frugiperda and D. luteipes were submitted to the bioassays of concentration-mortality to determine the LC50 and LT50, respectively. Adults of D. luteipes underwent two bioassays with surface arena fully treated and arena partially treated with insecticide, to observe the effects of pesticides on their behavior. In the results of the concentrationmortality bioassays showed that the insecticide spinosad was more toxic to S. frugiperda. In the bioassays with adults of D. luteipes showed that the chlorantraniliprole was less toxic and more selective for adults of D. luteipes, and the insecticide chlorpyrifos showed higher toxicity and lower selectivity. In the mortality time bioassays for S. frugiperda with insecticides etofenprox, chlorpyrifos, &#955;-cyhalothrin and methomyl, these insecticides had higher value for times-lethal. Bioassay of time mortality for adults of D. luteipes observed that the insecticides chlorpyrifos and &#955;-cyhalothrin showed less lethal time. In behavioral bioassays in arena fully treated for the adults of D. luteipes, they showed a reduction in walking distance and average speed in the treatments, when exposed to the insecticide spinosad. The methomyl and chlorantraniliprole insecticides hadn't effect on the behavior of the predator movement. In the behavioral bioassays in arena partially treated showed that deltamethrin, spinosad and &#955;-cyhalothrin had effect of attractiveness to adults of D. luteipes. Already chlorpyrifos, chlorfenapyr and etofenprox showed effect repellency to adults of D. luteipes. Thus, one can conclude that assessments of the effects of insecticides on the behavior of natural enemies are important tool to obtain information about the selectivity and toxicity of these insecticides. Thus, the insecticide chlorantraniliprole was highly selective for D. luteipes. Moreover, no effect of irritability or preference in behavioral bioassays was observed. Thus, this insecticide could be used on the integrated management program for control of S. frugiperda in corn. / Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) é considerada a principal praga do milho no Brasil. O seu controle é realizado principalmente por inseticidas. Devido ao alto custo dos inseticidas e ao seu efeito poluidor no meio ambiente, a utilização do controle biológico pode vir a ser mais uma ferramenta de manejo junto ao controle químico. Dentre os inimigos naturais, a tesourinha, D. luteipes (Scudder) (Dermaptera: Forficulidae), tem-se apresentado como potencial agente de controle biológico da S. frugiperda. Quanto a esse agente biológico pouco se sabe sobre seletividade dos inseticidas químicos utilizados na cultura do milho. Dessa forma, neste trabalho foi avaliada a seletividade dos inseticidas para D. luteipes e o efeito em seu comportamento de movimentação quando exposto aos inseticidas metomil, clorfenapir, etofemproxi, clorpirifós, deltametrina, &#955;-cialotrina, espinosade e clorantraniliprole. A S. frugiperda e a D. luteipes foram submetidas a bioensaios de concentração-mortalidade e tempo mortalidade para determinar a CL50 e TL50, respectivamente. Os adultos de D. luteipes foram submetidos a dois ensaios de movimentação em superfície com arena totalmente tratada e arena parcialmente tratada com resíduo seco de inseticida, para observar os efeitos dos inseticidas em seu comportamento. Nos resultados dos bioensaios o espinosade foi o inseticida mais tóxico para S. frugiperda. Nos bioensaios com adultos de D. luteipes verificou-se que o clorantraniliprole foi o menos tóxico e o mais seletivo; e o inseticida clorpirifós apresentou maior toxicidade e menor viii seletividade. Nos bioensaios de tempo mortalidade com a S. frugiperda os inseticidas etofemproxi, clorpirifós, &#955;-cialotrina e metomil apresentaram maiores razões entre os tempos letais. No bioensaio de tempo mortalidade para adultos de D. luteipes observou-se que os inseticidas clorpirifós e &#955;-cialotrina apresentaram menor tempo letal. Nos bioensaios de comportamento em arena totalmente tratada para os adultos de D. luteipes, estes apresentaram redução na distância caminhada e na velocidade média nos tratamentos em que foram expostos ao inseticida espinosade. Os inseticidas metomil e clorantraniliprole não apresentaram efeito sobre o comportamento de movimentação do predador. Nos bioensaios de comportamento em arena parcialmente tratada observou-se que os inseticidas deltametrina, espinosade e &#955;-cialotrina mostraram efeito de atratividade aos adultos de D. luteipes. Já o clorpirifós, clorfenapir e etofemproxi mostraram efeito de repelência aos adultos de D. luteipes. Desse modo, pode-se concluir que avaliações dos efeitos dos inseticidas no comportamento dos inimigos naturais é uma importante ferramenta para obter informações sobre a seletividade e toxicidade destes inseticidas. Desta forma, o inseticida clorantraniliprole foi altamente seletivo para D. luteipes. Além disso, não foi observado efeito de irritabilidade ou preferência nos bioensaios comportamentais. Assim, este inseticida pode vir a ser utilizado junto ao programa de manejo integrado para o controle de S. frugiperda na cultura de milho.

The fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), is considered the main insect-pest of corn in Brazil. Its control, in recent years, is mainly accomplished through the use of Bt plants and spray insecticides. Aiming to evaluate the efficiency of Bt proteins expressed by maize commercially available, as well as their interaction with the use of insecticides for the control of S. frugiperda to subsidize IPM and IRM programs in Bt maize, experiments were carried under field condition during two crop seasons in the 2015-16. Eight technologies of Bt maize and one non-Bt hybrid were evaluated, as well as seven insecticide application programs. Damage assessments were performed every five days, counting the number of damaged plants and assigning a score according to the Davis Scale (1992). For the application of the insecticides, a control level was established in which the spraying was carried out whenever 10% of the plants showed a damage score > 3. In the 1st season 2015/16, Agrisure TL (Cry1Ab), Herculex (Cry1F) and Optimum Intrasect (Cry1Ab/ Cry1F) and non-Bt maize required 1 to 3 sprays of insecticides to complement the control of S. frugiperda. In this season, all tested insecticides were efficient in control. In the case of YieldGard VT PRO (Cry1A.105 / Cry2Ab2), YieldGard VT PRO 3 (Cry1A.105 / Cry2Ab2 / Cry3Bb1), PowerCore (Cry1A.105 / Cry2Ab2 / Cry1F), Agrisure Viptera (Vip3Aa20) and Agrisure Viptera 3 (Vip3Aa20 / Cry1Ab) the use of insecticides was not necessary. In the second crop year 2015/16, with the exception of Agrisure Viptera and Agrisure Viptera 3, all other hybrids of Bt and non-Bt maize required 1 to 4 sprays of insecticides. The results obtained in the present work demonstrate that some Bt maize technologies (expressing genes that encode Cry1 proteins) present low control efficiency, thus making insecticides indispensable to complement the control of S. frugiperda. In contrast, the Vip3Aa20 protein shows high toxicity to S. frugiperda, showing insignificant damage to the culture. Among the insecticides tested in the work, spinetoram (12 g of a.i./ha), in general presented the highest control efficiency for fall armyworm. / A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), é considerada o principal inseto-praga da cultura do milho no Brasil. Seu controle, nos últimos anos, é realizado principalmente por meio do uso de plantas Bt e pulverização de inseticidas. Visando avaliar a eficiência das proteínas Bt expressas pelos milhos disponíveis no mercado, bem como sua interação com o uso de inseticidas para o controle de S. frugiperda para subsidiar programas de MIP e MRI em milho Bt, foram realizados experimentos, em condição de campo, durante duas épocas de cultivo na safra 2015-16. Foram avaliadas oito tecnologias de milho Bt e um híbrido não-Bt, bem com sete programas de aplicação de inseticidas. A cada cinco dias, foram realizadas avaliações de dano, contabilizando o número de plantas danificadas e atribuindo uma nota de acordo com a Escala de Davis (1992). Para a aplicação dos inseticidas, foi estabelecido um nível de controle em que era realizada a pulverização sempre que 10% das plantas apresentassem nota de dano >3. Na 1a safra 2015/16, Agrisure TL (Cry1Ab), Herculex (Cry1F) e Optimum Intrasect (Cry1Ab/Cry1F) e milho não-Bt necessitaram de 1 a 3 pulverizações de inseticidas para complementar o controle de S. frugiperda. Nesta safra, todos os inseticidas testados foram eficientes no controle. Já em milho YieldGard VT PRO (Cry1A.105/Cry2Ab2), YieldGard VT PRO 3 (Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry3Bb1), PowerCore (Cry1A.105/Cry2Ab2/ Cry1F), Agrisure Viptera (Vip3Aa20) e Agrisure Viptera 3 (Vip3Aa20/Cry1Ab) não foi necessário o uso de inseticidas. Na 2a safra 2015/16, com exceção de Agrisure Viptera e Agrisure Viptera 3, todos as demais híbridos de milho Bt e não-Bt necessitaram de 1 a 4 pulverizações de inseticidas. Os resultados obtidos no presente trabalho demonstram que algumas tecnologias de milho Bt (expressando genes que codificam proteínas Cry1) apresentam baixa eficiência de controle, tornando-se assim indispensável o uso de inseticidas para complementar o controle de S. frugiperda. Em contraste, a proteína Vip3Aa20 apresenta alta toxicidade para S. frugiperda, apresentando danos insignificantes à cultura. Dentre os inseticidas testados no trabalho, spinetoram (12 g de i.a./ha), de modo geral apresentou a maior eficiência de controle para lagarta-do-cartucho.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work was determined, for the first time, the volatile composition from fresh and dried leaves of six accessions (named PM-2, PM-7, PM-10, PM-11, PM-12 e PM-14) and a cultivar (EPAMIG, named here EMB) of Jatropha curcas L. The volatile compounds was extracted by hydrodistillation and then analyzed by GCMS. Thus, it was possible to observe that the (Z)-3-hexen-1-ol was the major compound in the fresh leaves (>70% in all accessions). Alcohols also predominated in the dried leaves, mainly (Z)-2-penten-1-ol and (Z)-3-hexen-1-ol, but others constituents were identified in significant proportions included benzenoid compounds such as benzaldehyde. The influence of drying on volatile composition from leaves of J. curcas was evaluated on the PM-2 accession. Besides, this work also describes the development of a High Performance Liquid Chromatograpy (HPLC) method for differentiation of six accessions and a cultivar (EPAMIG) from fresh and dried leaves of J. curcas. The methanol extracts of the leaves were analyzed by HPLC-DAD and after stages of optimizations, we obtained the fingerprint chromatograms. For a comparative analysis of the accessions and a cultivar, were applied chemometric tools of Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA), which it was possible to discriminate the samples from dried leaves according to their origins. The methanol extracts of the leaves were submitted to cytotoxicity assay against four tumor cell lines (HCT-8, HL-60, SF-295 and MDA-MB435), presenting IC50 values of 25.13 μg/ml, against HL-60 cell line for EMB sample considered promising by National Institute of Cancer, USA (NCI). The biological activity of this extracts was evaluated on the development of Spodoptera frugiperda, considered as a primary pest in corn crop. It was observed 60% larval mortality. / No presente trabalho foi determinado, pela primeira vez, os compostos voláteis das folhas frescas e secas de Jatropha curcas L. pela técnica de hidrodestilação, para seis diferentes acessos (denominados de PM-2, PM-7, PM-10, PM-11, PM- 12 e PM-14) e uma cultivar (EPAMIG, denominada de EMB). As análises foram realizadas através de CG/EM, obtendo-se o (Z)-3-hexen-1-ol (75,7±18,2%) como composto majoritário nas folhas frescas, com percentuais superiores a 70% entre os acessos. Nas folhas secas obteve-se como compostos majoritários o (Z)-2- penten-1-ol (14,9±11,3%), (Z)-3-hexen-1-ol (9,6±9,1%) e o benzaldeído (3,9±2,7%). Um experimento de secagem foi realizado para o acesso PM-2 com intuito de verificar o efeito da secagem na composição dos voláteis das folhas de J. curcas. Neste trabalho também foi desenvolvido um método por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) para diferenciação dos seis acessos e da cultivar (EPAMIG) para folhas frescas e secas de J. curcas. Os extratos metanólicos das folhas foram analisados por CLAE-DAD e após etapas de otimizações, foram obtidos os cromatogramas fingerprints. Para uma análise comparativa entre os acessos e a cultivar, aplicaram-se ferramentas quimiométricas de Análise dos Componentes Principais (PCA) e Análise de Agrupamentos Hierárquicos (HCA), pelas quais foi possível diferenciar as amostras das folhas secas de acordo com suas procedências. Os extratos metanólicos também foram submetidos a ensaios de citotoxicidade in vitro para 04 linhagens de células tumorais humanas (HCT-8, HL-60, SF-295 e MDA-MB- 435), obtendo-se CI50 25,13 μg/mL, na linhagem HL-60 para a amostra da cultivar (EPAMIG). Este resultado está dentro do intervalo proposto pelo National Institute of Cancer, USA (NCI) para considerar extratos como promissores. A atividade biológica destes extratos também foi avaliada sobre o desenvolvimento de Spodoptera frugiperda, principal praga do milho, apresentando 60% de mortalidade larval.