A utilização de plantas transgênicas expressando proteínas inseticidas de Bacillus thuringiensis (Bt) tem sido a principal estratégia para o controle da lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) no Brasil. A resistência de S. frugiperda à proteína Vip3Aa20 foi recentemente isolada e caracterizada em condições de laboratório, a partir de uma população proveniente de Correntina-BA. Para subsidiar programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI), foram realizados estudos para entender a distribuição geográfica da resistência de S. frugiperda à proteína Vip3Aa20 no Brasil, mediante uso de métodos fenotípicos (proteína purificada e folhas de milho Bt) e genotípicos (F1 e F2 screen), além da elucidação da presença custo adaptativo associado à resistência a partir de uma linhagem resistente quase-isogênica. Para o monitoramento com proteína purificada, as médias de sobrevivência na dose discriminatória de 3600 ng Vip3Aa20/cm2 para 10 populações/safra de S. frugiperda das principais regiões produtoras de milho do Brasil, tiveram um aumento em número, no decorrer das safras, para as populações que diferiram da sobrevivência da linhagem SUS, por não sobreposição do I.C. (95%). As larvas sobreviventes deste monitoramento morreram quando transferidas para folhas de milho Bt expressando Vip3Aa20. Não houve sobreviventes no monitoramento da resistência utilizando folhas de milho Bt, para todas as populações avaliadas. As médias de frequência alélica da resistência estimadas pelo método F1 screen foram de 0,0069, 0,0051 e 0,0041 para as populações avaliadas na 2ª safra/2016, entressafra/2016 e 1ª safra/2017 respectivamente. Pelo método F2 screen, as médias de frequência alélica foram de 0,0030, 0,0036, 0,0054 e 0,0042 para as populações da 2ª safra/2016, entressafra/2016, 1ª safra/2017 e 2ª safra/2017 respetivamente. Foram selecionadas 3 linhagens resistentes a Vip3Aa20 pelo método F2 screen, a partir de populações provenientes de Peabiru-PR, São João da Boa Vista-SP e Casa Branca-SP. Pelo teste de complementaridade, o mesmo alelo da resistência que havia sido inicialmente isolado da região de Correntina-BA, foi verificado nestas novas linhagens resistentes selecionadas. Não foi verificada a presença de custo adaptativo associado à resistência de S. frugiperda a Vip3Aa20, além de um maior valor adaptativo de indivíduos heterozigotos mediante avaliação de parâmetros de tabela de vida e fertilidade. Os resultados do presente trabalho comprovaram que o alelo da resistência de S. frugiperda para a proteína Vip3Aa20 está amplamente distribuído nas principais regiões produtoras de milho no Brasil. Este fato aliado à ausência de custo adaptativo da resistência reforçam a necessidade de implementação de estratégias eficientes de MRI para retardar a evolução da resistência de S. frugiperda à Vip3Aa20 no Brasil. / The use of transgenic plants expressing Bacillus thuringiensis (Bt) insecticidal proteins has been the main strategy to control the fall armyworm Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) in Brazil. The resistance of S. frugiperda to Vip3Aa20 protein was recently isolated and characterized in laboratory conditions from a Correntina-BA population. In order to subsidize Insect Resistance Management (IRM) programs, studies were carried out to understand the geographical distribution of S. frugiperda resistance to Vip3Aa20 protein in Brazil, through the use of phenotypic (purified protein and Bt maize leaves) and genotypic methods (F1 and F2 screen), in addition, the elucidation of fitness-cost presence associated with resistance from a near-isogenic resistant strain. For the purified protein monitoring, the mean survival at the diagnostic concentration of 3,600 ng Vip3Aa20/cm2 for 10 populations/season of S. frugiperda from the main maize producing regions of Brazil, had an increase in the number of populations with significant difference by non-overlap in the confidence interval (95 %) in relation with our reference of susceptibility. The surviving larvae of this monitoring died when transferred to leaves of Bt maize expressing Vip3Aa20. There were no survivors in resistance monitoring using Bt maize leaves for all populations evaluated. The mean frequency of resistance alleles estimated by the F1 screen method were 0.0069, 0.0051 and 0.0041 for the populations evaluated in the 2nd/2,016, the offseason/2,016 and the 1st/2,017 crop seasons, respectively. By the F2 screen method, the means of allele frequency were 0.0030, 0.0036, 0.0054 and 0.0042 for the populations of the 2nd/2,016, offseason/2,016, 1st/2,017 and 2nd/2,017 crop seasons, respectively. Three Vip3Aa20 resistant strains were selected by the F2 screen method from populations from Peabiru-PR, São João da Boa Vista-SP and Casa Branca-SP. By the complementarity test, the same resistance allele that had been initially isolated from the Correntina-BA region was verified in these new selected resistant strains. The presence of the adaptive cost associated to the resistance of S. frugiperda to Vip3Aa20 was not verified, besides a higher adaptive value of heterozygous individuals through evaluation of life table parameters and fertility. The results of the present work proved that the resistance allele of S. frugiperda for the Vip3Aa20 protein is widely distributed in the main maize producing regions in Brazil. This fact, coupled with the lack of adaptive cost of resistance, reinforces the need to implement efficient IRM strategies to delay the evolution of S. frugiperda resistance to Vip3Aa20 protein in Brazil.

Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) é uma das pragas mais importantes da cultura do milho no Brasil. Vários casos de resistência de S. frugiperda a inseticidas de grupos químicos distintos já foram documentados. A busca contínua de alternativas para o controle de S. frugiperda tem possibilitado o desenvolvimento de novas tecnologias como plantas de milho geneticamente modificadas, e até mesmo a introdução de inseticidas que aliam segurança ambiental e alta atividade inseticida, como o recente grupo das diamidas. Estudos de caracterização e monitoramento da suscetibilidade de S. frugiperda são fundamentais para a implementação de programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI) no Brasil. Com o intuito de se prolongar a vida útil das diamidas, os objetivos deste trabalho foram: (a) caracterizar a suscetibilidade a diamidas em populações de S. frugiperda nas principais regiões produtoras de milho no Brasil na safra 2011/12; (b) monitorar a suscetibilidade de populações de S. frugiperda a chlorantraniliprole e flubendiamide coletadas na cultura do milho em oito estados do Brasil nas safras 2011/12, 2012/13 e 2013/14; (c) estimar a frequência inicial do alelo de resistência a chlorantraniliprole em populações de S. frugiperda. O método de bioensaio para a caracterização da suscetibilidade de populações de S. frugiperda a chlorantraniliprole e flubendiamide foi o de aplicação superficial do inseticida sobre a dieta. As linhas-básicas de suscetibilidade foram definidas para uma população suscetível de referência e cinco populações de campo de S. frugiperda. Posteriormente, foram definidas concentrações diagnósticas para o monitoramento da suscetibilidade para ambos inseticidas em populações de S. frugiperda. As CLs50 estimadas para as populações de S. frugiperda avaliadas variaram de 1,15 a 2,55 ?g de chlorantraniliprole/mL de água [I.A. (ppm)] (variação de 1,4 vezes), e de 1,75 a 4,17 ?g de flubendiamide/mL de água [I.A. (ppm)] (variação de 2,4 vezes). As concentrações diagnósticas de 10 e 32 ?g de chlorantraniliprole/mL e de 100 e 180?g de flubendiamide/mL foram definidas para o monitoramento da resistência. As populações de S. frugiperda apresentaram alta suscetibilidade nas concentrações diagnósticas de chlorantraniliprole e flubendiamide na safra 2011/12. No entanto, foram observadas variações na sobrevivência de 0 a 12,7% para chlorantraniliprole e de 1 a 6% para flubendiamide de acordo com a safra agrícola e localidade. A frequência do alelo resistente a chlorantraniliprole em S. frugiperda estimado pelo método de \"F2 Screen\" foi baixa para a safra 2011/12 (<0,0033). No entanto, aumento significativo na frequência do alelo resistente foi observado nas safras 2012/13 [0,0134 (0,0082 - 0,0198)] e 2013/14 [0,0176 (0,0084 - 0,0277)] em populações testadas, indicando alto risco de evolução da resistência a chlorantraniliprole no Brasil. / Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) is one of the most important maize pests in Brazil. Several cases of S. frugiperda resistance to insecticides of different chemical class have been documented. The continuous search for alternatives to control S. frugiperda has enabled the development of new technologies such as genetically modified corn plants, and even the introduction of insecticides that combine environmental safety and high insecticidal activity, such as the recent class of diamides. Baseline studies and monitoring the susceptibility of S. frugiperda to insecticides are fundamental to the implementation of Insect Resistance Management (IRM) programs in Brazil. In order to prolong the lifetime of diamides, the objectives of this work were: (a) characterize the susceptibility to diamides in populations of S. frugiperda collected from major corn-producing regions in Brazil in 2011/12 season; (b) monitor the susceptibility of S. frugiperda populations to chlorantraniliprole and flubendiamide collected in maize in eight states of Brazil in the 2011/12, 2012/13 and 2013/14 growing seasons; (c) estimate the initial frequency of the allele for resistance to chlorantraniliprole in S. frugiperda populations. The baseline susceptibility of S. frugiperda populations to chlorantraniliprole and flubendiamide was determined using the diet surface treatment bioassays. Baselines were defined for a susceptible population and five field populations of S. frugiperda. Subsequently, diagnostic concentrations for monitoring susceptibility to both insecticides were defined. LCs50 estimated for populations of S. frugiperda ranged from 1.15 to 2.55 mg of chlorantraniliprole / mL of water [IA (ppm)] (1.4-fold variation) and 1.75 to 4.17 mg of flubendiamide / ml water [IA (ppm)] (2.4-fold variation). The diagnostic concentrations of 10 and 32 mg of chlorantraniliprole / mL and 100 and 180?g of flubendiamide / mL were defined for the resistance monitoring. The populations of S. frugiperda showed high susceptibility to chlorantraniliprole and flubendiamide in 2011/12 growing season at diagnostic concentrations. However, variations in survival from 0 to 12.7% for chlorantraniliprole and 1 to 6% for flubendiamide were observed based on growing season and location. The frequency of the resistant allele to chlorantraniliprole in S. frugiperda estimated by using \"F2 Screen\" method was low during 2011/12 growing season (<0.0033). However, significant increase in the frequency of the resistant allele was observed in 2012/13 [0.0134 (0.0082 to 0.0198)] and 2013-14 [0.0176 (0.0084 to 0.0277)] growing seasons, indicating a high risk of resistance evolution to chlorantraniliprole in Brazil.

Visando explorar o potencial bioativo de plantas da família Solanaceae como fonte alternativa para o manejo de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), a lagarta-do-cartucho-do-milho, realizou-se, primeiramente, uma triagem de extratos etanólicos preparados de diferentes partes de 25 espécies vegetais. Após sete dias de exposição das lagartas em dietas tratadas, constatou-se que os extratos etanólicos de folhas de Acnistus arborscens e de Datura stramonium, na concentração de 4.000 mg kg -1, foram os mais promissores causando inibição do ganho de peso de 97,85 e 95,72%, respectivamente. A seguir, foi realizado um fracionamento biomonitorado, a partir do qual, a fração diclorometânica foi selecionada como a mais ativa para essas duas espécies, causando efeito subletal (inibição do ganho do peso) e letal (mortalidade), porém este inferior ao causado pela formulação comercial Azamax&reg; 1,2 EC (controle positivo). Em sequencia, foi possível estimar as concentrações letais para as frações diclorometânicas durante o período de 168 horas. Em relação ao efeito sobre o desenvolvimento do inseto, os extratos etanólicos foram testados na concentração de 4.000 mg kg -1 e as frações diclorometânicas na concentração letal mediana (4.088 e 3.694 mg kg -1 para D. stramonium e A. arborescens, respectivamente). Na fase larval, os extratos etanólicos de D. stramonium e A. arborescens ocasionaram 77,50 e 62,50% de mortalidade, respectivamente, e, além disso, ambos os tratamentos causaram alongamento dessa fase, e mortalidade, deformidade e redução do peso pupal. A fração diclorometânica de A. arborescens proporcionou 100% de mortalidade das lagartas expostas, enquanto a mortalidade em D. stramonium foi 83,19% e, as lagartas necessitaram de 41,75 dias para atingir a fase pupa, que apresentou baixo peso (158,60 mg) e altas deformidades (40%) em comparação ao controle (255,90 mg e 8,26%, respectivamente). Além disso, as frações diclorometânicas ocasionaram atividade fagodeterrente nas CL25, CL50 e CL90. Novamente, utilizando-se a fração diclorometânica, foi realizado novo fracionamento, e após sete dias de exposição das lagartas neonatas, todas as subfrações ocasionaram efeitos subletais. Com isso, tornaram-se necessárias novas investigações químicas a fim de se compreender o (s) composto (os) responsável (is) pela bioatividade, porém a complexidade de algumas subfrações não permitiu uma caracterização química. Ainda assim, foi constatada nas subfrações acetato de etila e metanólica de D. stramonium a presença de compostos pertencentes à classe dos vitanolidos. Dessa forma, os derivados de Solanaceae apresentam potencial bioativo passíveis de serem estudados mais profundamente visando ao emprego dos mesmos no manejo de S. frugiperda. / Aiming to explore the bioactive potential of Solanaceae plants as alternative resources for the management of Spodoptera frugiperda (Lepitoptera: Noctuidae), the fall armyworm, it was performed, firstly, a screening of ethanolic extracts prepared from different parts of 25 plant species. After seven days of exposure of caterpillars to treated diets, it was verified that ethanolic extracts of Acnistus arborscens and Datura stramonium leaves in the concentration of 4,000 mg kg-1 were the most promising, causing an inhibition of 97.85% and 95.72%, respectively, in weight gain. After this, a bioguided fractionation was performed, from which the dichloromethane fraction was selected as the most active in both species, causing sublethal (inhibition of weight gain) and lethal (mortality) effects, although both were less effective than the Azamax&reg; 1,2 EC commercial formulation (positive control). Following the previous step, it was possible to estimate the lethal concentrations for dichloromethane fraction during the period of 168 hours. In relation to the effect on the insect development, the ethanolic extracts were tested in the concentration of 4,000 mg kg-1 and the dichloromethane fractions in their median lethal concentrations (4,088 and 3,694 mg kg-1 for D. stramonium and A. arborescens, respectively). In the larval phase, ethanolic extracts of D. stramonium and A. arborescens lead to 77.50% and 62.50% of mortality, respectively, and both treatments lead to the elongation of this phase, mortality, deformity and pupal weight reduction. The dichloromethane fraction of A. arborescens lead to 100% of mortality of the exposed caterpillars, while mortality of D. stramonium was 83.19%, and the caterpillars needed 41.75 days to reach the pupal stage, which presented low weight (158.60 mg) and were highly deformed (40%) in comparison with the negative control (255.90 mg and 8.26%, respectively). Furthermore, the dichloromethane lead to antifeedant activity in CL25, CL50 and CL90. Once again, using the dichloromethane fraction, another fractionation was performed, and after seven days of exposure of neonates caterpillars, all subfractions lead to sublethal effects. Therefore, new chemical evaluations are necessary to understand the compounds responsible for bioactivity, however, the complexity of some subfractions did not permit chemical characterization. Nevertheless, it was verified in the ethyl acetate and methanolic subfractions of D. stramonium the presence of withanolides compounds. Therefore, derivatives of Solanaceae present bioactive potential that may be liable for further evaluation aiming their employment in the management of S. frugiperda.

Lufenuron é um novo inseticida do grupo dos inibidores da biossíntese de quitina utilizado para o controle de Spodoptera frugiperda J. E. Smith (Lepidoptera: Noctuidae) na cultura do milho. O uso deste inseticida para o controle de S. frugiperda tem aumentado muito nos últimos anos. Este incremento pode ser atribuído à sua alta eficiência e devido ao desenvolvimento da resistência desta praga aos produtos tradicionalmente recomendados para o seu controle (por exemplo, fosforados e piretróides). Neste trabalho, a linha básica de suscetibilidade de S. frugiperda foi obtida com o intuito de implementar um programa proativo de manejo da resistência. Para a caracterização da suscetibilidade de populações de S. frugiperda ao lufenuron, utilizou-se o bioensaio que consistiu no tratamento superficial de dieta artificial. Lagartas de 2° e 3° instar foram expostas à dieta tratada por um período de até 5 dias (120 h). A partir deste estudo concluiu-se que a utilização de lagartas de 3° instar expostas por um período de 4 dias (96 h) foi o procedimento de bioensaio mais adequado. Baseado na curva de concentração-resposta da população suscetível de referência, as concentrações de 3,2 e 10,0 mg de lufenuron / mL de água destilada foram escolhidas para o monitoramento da suscetibilidade. Resultados do monitoramento da suscetibilidade de populações de S. frugiperda provenientes dos principais Estados produtores de milho do Brasil (Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Goiás e Minas Gerais) mostraram diferenças significativas quanto à suscetibilidade ao lufenuron. Esses resultados sugerem a necessidade da implementação de estratégias de manejo da resistência para preservar a vida útil do lufenuron no controle de S. frugiperda no Brasil. / Lufenuron is a newly benzoylphenyl urea chitin synthesis inhibitor insecticide. The use of this compound to control Spodoptera frugiperda J. E. Smith (Lepidoptera: Noctuidae) has increased significantly in the past years. This increase can be attributed to its high activity against S. frugiperda and to the reduction of efficacy due to resistance to some traditional insecticides (such as phosphates, carbamates and pyrethroids) recommended for controlling this pest. In this study, a baseline susceptibility data of S. frugiperda populations to lufenuron were obtained for implementing a proactive resistance management program. An artificial diet treatment surface bioassay was used to characterize the response to lufenuron in a susceptible strain. Second and third instar larvae were exposed to the treated diet up to 5 days (120 h). A period of 4 days (96 h) and third instar larvae were defined as standard procedures for bioassays. After the characterization of the susceptible population, diagnostic concentrations of 3.2 and 10.0 mg of lufenuron / mL of distilled water were chosen for monitoring the susceptibility. A survey of susceptibility to lufenuron was conducted in field populations of S. frugiperda collected from major corn-growing regio ns located in the States of Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Goiás and Minas Gerais. Significant differences in susceptibility to lufenuron were detected among S. frugiperda populations. These results suggest the need to implement resistance management strategies to preserve the lifetime of lufenuron for controlling S. frugiperda in Brazil.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-03-10T13:49:44Z No. of bitstreams: 1 Maria Jacyelle dos Santos Muniz.pdf: 928440 bytes, checksum: 0a22b8f42ff3831d58110079cdfe6edd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T13:49:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria Jacyelle dos Santos Muniz.pdf: 928440 bytes, checksum: 0a22b8f42ff3831d58110079cdfe6edd (MD5) Previous issue date: 2016-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Bacteria Plant Growth Promoting (BPGP) has been studied as environmental remediation, as many agricultural soils are contaminated by residue of pesticides. Among these bacteria are Burkholderia and Pseudomonas, which have the ability to grow in different environments, having the ability to conserve the environment through their activity to biodegrade polluting compounds. Thus, the objective of this study was to evaluate the potential of tolerance and degradation of bacteria Burkholderia sp. UAGC867 and Pseudomonas sp. UAGC97, in relation to the cypermethrin and methomyl insecticides, used to control Spodoptera frugiperda; the respirometric rate ground when influenced with the cypermethrin insecticide and bacterial strains; the effect of cypermethrin on the indole acetic acid production by BPGP and the influence of bacterial inoculation with cypermethrin in corn seeds. For the tolerance test inrelation to cypermethrin and methomyl insecticide , the strains UAGC867 and UAGC97 were cultivated in mineral liquid medium plus glucose and each treatment received 25-50-100 and 200 mg L-1 of each insecticide. The treatment control was free insecticide. Tha degradation test of insecticides by bacteria followed the same methodology, differing only in the absence of glucose treatments. The influence of bacterial inoculum and concentrations different of cypermethrin (0-25-50-100-200 mg L-1) in the soil, the experiment was conducted in microcosms installed in a greenhouse, and later collected 100 g ground and transferred to pots in order to evaluate the respiration rate of the soil in the laboratory. It was also evaluated the production of indole acetic acid (IAA) by PBPG, through the influence of cypermethrin insecticide in the field concentration. Finally, the strains Burkholderia sp. UAGC867 and Pseudomonas sp. UAGC97 were cultured in the presence and absence of cypermethrin (100 mg L-1) to evaluate the germination and growth of corn seed. The two bacteria evaluated were able to express growth in the presence of pesticides concentrations, demonstrating their tolerance for the same. Burkholderia sp. UAGC867 was able to degrade all methomyl concentrations, and 25 mg L-1 of the insecticide cypermethrin. Pseudomonas sp. UAGC97 exhibited degradation only in 25 mg L-1 methomyl insecticide. There carbon dioxide captured oscillations throughout the experiment, however, was not observed between treatments unclustering by principal component analysis. The IAA synthesis by BPGP was not inhibited by the insecticide cypermethrin, however, there was prominent production by Pseudomonas sp. UAGC97 on the seventh day of evaluation. There was no statistical difference between treatments evaluated in the germination speed index and the germination percentage. The assessments of plant growth promotion revealed that the cultivation of Burkholderia sp. UAGC867 in the presence of 100 mg L-1 cypermethrin stimulated the growth of shoots of corn seedlings, in addition to presenting significant results in fresh and shoot dry. The evaluated bacteria exhibit promoting characteristics of plant growth, with potential for more exploration of their interaction with the plant. / O uso de Bactérias Promotoras de Crescimentos em Plantas (BPCP) vem sendo estudado quanto a remediação ambiental, visto que muitos dos solos agrícolas estão contaminados pelo resíduo dos pesticidas. Dentre tais bactérias, estão os gêneros Burkholderia e Pseudomonas, que possuem a capacidade de crescer em variados ambientes, possuindo habilidade de conservar o meio ambiente, através de sua atividade em biodegradar compostos poluentes. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial de tolerância e degradação das bactérias Burkholderia sp. UAGC867 e Pseudomonas sp. UAGC97, quanto aos inseticidas cipermetrina e metomil utilizados no controle da Spodoptera frugiperda; avaliar a taxa respirométrica do solo quando influenciada com o inseticida cipermetrina e as linhagens bacterianas; avaliar a influência da cipermetrina sobre a produção do ácido indol acético pelas BPCP e avaliar a influência da inoculação bacteriana, cultivada com cipermetrina, em sementes de milho. Para o teste de tolerância aos inseticidas cipermetrina e metomil pelas bactérias Burkholderia sp. UAGC867 e Pseudomonas sp. UAGC97, foi utilizado o meio mínimo mineral liquido modificado acrescido de glicose, onde cada tratamento recebeu 25-50-100 e 200 mg L-1 de cada inseticida, além do tratamento controle, insento de inseticida. Para o teste de degradação dos inseticidas cipermetrina e metomil pelas bactérias avaliadas, seguiu-se a mesma metodologia, diferindo apenas da ausência da glicose nos tratamentos. Para o teste da influência do inóculo bacteriano e das diferentes concentrações de cipermetrina (0-25-50-100-200 mg L-1) no solo, o experimento foi conduzido em microcosmos instalados em casa de vegetação, sendo posteriormente coletados 100g do solo e transferidos para potes afim de avaliar a taxa respiratória do solo, em laboratório. Também foi avaliado a produção do ácido indol acético (AIA) pelas BPCP, através da influência do inseticida cipermetrina na concetração de campo. E por fim, as bactérias Burkholderia sp. UAGC867 e Pseudomonas sp. UAGC97, foram cultivadas em meio na presença e na ausência do cipermetrina (100 mg L-1) afim de serem utilizados na avaliação de germinação e desenvolvimento do milho, sendo inculadas em sementes. As duas bactérias avaliadas conseguiram expressar crescimento na presença das concentrações dos inseticidas, demonstrando sua tolerância quanto ao mesmo. A Burkholderia sp. UAGC867 degradou o metomil em todas as concentrações, e mostrou degradação em 25 mg L-1, do inseticida cipermetrina,pelo método avaliado. Já a Pseudomonas sp. UAGC97 exibiu degradação apenas na concentração 25 mg L-1 do inseticida metomil. Houve oscilações de dióxido de carbono capturado entre os tratamentos avaliados, no entanto, não foi observado desagrupamenteo entre os tratamentos através da análise de componentes principais. A síntese do AIA produzido pelas BPCP, não foi inibido pelo inseticida cipermetrina, contudo, houve destaque da produção de AIA pela Pseudomonas sp. UAGC97 no sétimo dia de avaliação. Não houve diferença estatística entre os tratamentos avaliados no índice de velocidade de germinação e na percentagem de geraminação, contudo, nas avaliações de promocação de crescimento vegetal observou que o cultivo da Burkholderia sp. UAGC867 na presença de 100 mg L-1 cipermetrina estimulou o crescimento da parte aérea das plântulas de milho, além de apresentar resultados significativos na massa fresca e seca da parte aérea. As bactérias avaliadas exibem características de promoção de crescimento vegetal, apresentando potencial para exploração mais minunciosa da sua interação com a planta.

Visando detectar alternativas de manejo para a lagarta-do-cartucho-do-milho, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), realizou-se, primeiramente, uma triagem em extratos etanólicos preparados das estruturas (folhas, ramos e sementes) de diferentes espécies de Annonaceae (Annona cacans, A. montana, A. mucosa, A. reticulata, A. sylvatica e Duguetia lanceolata). Com base nessa etapa inicial, constatou-se que o extrato etanólico das sementes de A. mucosa (ESAM) foi o mais promissor, causando significativa toxicidade aguda (CL50 e CL90 de 842,97 e 1.882,00 mg kg-1, respectivamente) e pronunciada inibição do desenvolvimento larval (toxicidade crônica), após sete dias de exposição a dietas tratadas. Na CL50, o ESAM reduziu as viabilidades larval e pupal e o peso de pupas com 24 horas, e aumentou a duração da fase larval. No entanto, o ESAM não ocasionou efeito fagodeterrente para larvas de quarto ínstar de S. frugiperda, embora tenha reduzido o consumo ao longo do tempo. Feito isso, a eficácia de ESAM foi comparada com inseticidas comerciais de origem natural (Azamax® 1,2 EC) e sintética (Premio® SC). Nessa comparação, o ESAM (na CL90) apresentou eficácia similar (equitóxico) aos dois produtos comerciais (utilizados na dose registrada para o controle do inseto-praga). A seguir, foi realizado o fracionamento biomonitorado através de diferentes técnicas cromatográficas que conduziu ao isolamento da acetogenina roliniastatina-1, identificada (com base em técnicas espectroscópicas) como componente majoritário da fração mais ativa do extrato etanólico de A. mucosa. Roliniastatina-1 foi então novamente ensaiada frente a larvas de S. frugiperda e ocasionou significativos efeitos agudos (mortalidade larval) e crônicos (redução do desevolvimento larval). Por fim, investigou-se a bioatividade de uma formulação à base de acetogeninas (Anosom® 1 EC) recentemente registrada, tanto isoladamente quanto em mistura com uma formulação à base de limonoides (Azamax® 1,2 EC). Anosom® 1 EC, testado na CL90 estimada (2.959,00 mg kg-1) e Azamax® 1,2 EC, testado na concentração registrada para o controle do inseto-praga (4.000,00 mg kg-1), causaram significativa mortalidade larval, sem ocorrer diferença entre os tratamentos tanto quando testados isoladamente como em mistura binária. Anosom® 1 EC (na CL50) provocou ainda aumento significativo das mortalidades larval e pupal e da duração da fase larval, bem como redução do peso pupal do inseto. Dessa forma, derivados de Annonaceae podem constituir um componente útil para o manejo integrado de S. frugiperda em condições de campo. / A screening with ethanolic extracts prepared from structures (leaves, branches and seeds) from different species of Annonaceae (Annona cacans, A. montana, A. mucosa, A. reticulate, A. sylvatica and Duguetia lanceolata) aiming to detect management alternatives for Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) was done. Based on this initial phase, it was verified that the ethanolic extract from seeds of A. mucosa (AMSE) was the most promising one, causing significant acute toxicity (LC50 and LC90 of 842.97 and 1,822.00 mg kg-1, respectively) and pronounced inhibition of larval development (chronic toxicity) after a 7-day exposition to treated diets. At LC50, AMSE decreased larval and pupal viabilities and also the pupal weight at 24 hours, and increased the larval phase duration. However, AMSE didn\'t cause antifeedant effect for 4-instar S. frugiperda larvae, though it decreased consumption throughout the time. After that, AMSE efficacy was compared to commercial pesticides from natural (Azamax® 1.2 EC) and synthetic (Premio® SC) origin. In this confrontation, AMSE (at LC90) showed efficacy similar to that of commercial products (used at registered dose for S. frugiperda control). Then, the bioguided fractionation using different chromatographic techniques which led to isolation of acetogenin rolliniastatin-1 identified as the majoritary compound of the most active ethanolic extract from A. mucosa. After that, rolliniastatin-1 was again tested against S. frugiperda larvae and caused significant acute (larval mortality) and chronic (decrease of larval development) effects. Finally, the bioactivity of a newly-registered acetogenin-based (Anosom® 1 EC) formulation was investigated, both separately and mixed with a limonoid-based formulation (Azamax® 1.2 EC). Anosom® 1 EC, tested at estimated LC90 (2,959.00 mg kg-1) and Azamax® 1.2 EC, tested at registered dose for S. frugiperda (4,000.00 mg kg-1) led to significant larval mortality, without happening any differences between treatments either tested separately or in a binary mixture. Anosom® 1 EC (at LC50) also led to significant increase of larval and pupal mortality and larval phase, as well as insect pupal weight decrease. Thus, Annonaceae derivates can be a useful component for S. frugiperda integrated management under field conditions.

S. frugiperda é uma praga chave no cultivo de milho. A espécie é polífaga e apresenta variações intraespecíficas, sendo caracterizada em dois grupos em função do seu hospedeiro - raça \'Milho\' e raça \'Arroz\' - onde indivíduos morfologicamente idênticos apresentam cargas genéticas distintas. Essas variações podem ser observadas na formação de subgrupos, os quais podem ser compostos por indivíduos geograficamente distintos ou pela forma como se distribuem dentro das populações refletindo diretamente nos padrões de acasalamento da espécie. Em razão disso, este trabalho teve por objetivo compreender a variabilidade genética de populações brasileiras de S. frugiperda e como ela está associada com a produção de diferentes compostos feromonais ou à variação na taxa desses compostos. Para tal, foram coletadas lagartas de S. frugiperda em 6 localidades brasileiras (Santo Augusto-RS, São Raimundo das Mangabeiras-MA, Dourados-MS, Sinop-MT, Assis-SP, e Santa Helena de Goiás-GO). As populações foram avaliadas quanto a sua diversidade genética, perfil cromatográfico das repostas em eletroantenografia (CG-EAG), produção do feromônio e respostas comportamentais em túnel de vento. Os resultados demonstraram uma frequência variável entre as raças de \'Milho\' e \'Arroz\' nas populações brasileiras de S. frugiperda de acordo com o local e época de amostragem. Foram constatados um elevado número de haplótipos nas populações brasileiras, e aparentemente, isto foi resultado da presença de um alta diversidade haplotípica e das pressões do ambiente. Os machos de S. frugiperda responderam para até 4 compostos químicos presentes nas amostras de feromônio sexual e houve uma diferença na abundância do composto majoritário, o acetato de (Z)-9 Tetradecenila, entre as populações das diferentes localidades avaliadas. Em túnel de vento, os machos apresentaram diferentes níveis de atração para as fêmeas de S. frugiperda tanto para uma mesma localidade quanto para localidades distintas. / S. frugiperda is a key pest in corn cultivation. This species is polyphagous and has intraspecific variation, which can be distinguished into two groups according to their host - races \'Corn\' and \'Rice\'. Individuals of both races are morphologically identical, but have distinct genetic loads. These variations can be observed in subgroups formation, which may consist of geographically distinct individuals or by the way they are distributed within populations reflecting directly on mating patterns of the species. For this reason, this work aims at understanding the genetic variability of Brazilian populations of S. frugiperda and how it is associated with the production of different pheromonal compounds or the variation in the rate of these compounds. For this, fall armyworms were collected at 6 locations in Brazil (Santo Augusto-RS, São Raimundo das Mangabeiras-MA, Dourados-MS, Sinop-MT, Assis-SP, and Santa Helena de Goiás-GO). The populations were evaluated for genetic diversity, chromatographic profile of the responses in electroantennography (GC-EAD), pheromone production and behavioral responses in a wind tunnel. Results showed a variable frequency between races \'Corn\' and \'Rice\' in Brazilian populations of S. frugiperda according to the locality and period of sampling. A large number of haplotypes in Brazilian populations were identified, and apparently, this is caused by the presence of a haplotype diversity and environmental selection pressure. Males of S. frugiperda responded to up to 4 chemical compounds from samples of sex pheromone and there was a difference in the abundance of the major compound, the acetate (Z)-9 Tetradecenila between populations of different localities evaluated. In the wind tunnel, males showed different levels of attraction to females of S. frugiperda to both the same site and for different site.

The demand for information in a systematic way about ecology of target insect species of transgenic plants has increased in recent decades due to the growing interest in this new technology in pest management. Larval mobility in agricultural ecosystems when on occurrence of contamination of Bt crops, intentionally or unintentionally - has been subject of study by several researchers, however information about larval mobility in tropical conditions are still scarce. This scenario created opportunity for hypothesis testing on behavioural aspects of Spodoptera frugiperda (JE Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) in landscapes with spatial-temporal co-occurence of Bt and non-Bt cotton plants. The main objective of the current research was to study the larval dispersal of the pest in field and laboratory conditions in order to insert computational modelling components to describe the evolution of resistance to Bt cotton. In the first chapter of this thesis, it is presented a general introduction. In the second one, we studied the feeding behaviour associated with larval dispersal of S. frugiperda genotypes and possible effects on spatial distribution of the resistant individuals in Bt and non-Bt cotton fields. We analyzed in the third chapter the consequences to resistance progress of the dispersal pattern of susceptible, Cry1F-resistant and heterozygous genotypes of S. frugiperda in pure and contaminated artificial landscapes. In the fourth chapter we assessed the impact of the dispersal by ballooning combined with walking dispersal on resistance evolution in conditions of plant mixture with non-Bt and Bt cotton plants in events with high and non-high dose. In the last chapter, we compared the movement dynamics of S. frugiperda genotypes between 28oC and 32oC, and with an individual-based model we analyzed the possibility if one of the genotypes could persist and would lead the other to the exclusion on refuge areas with non-Bt cotton plants. In a general way, faced on the larval dispersal of S. frugiperda genotypes, the results found here highlight the importance of implementation of strategies to avoid contamination through inadequate agronomic practices such as destruction of cotton plants after harvest, volunteer plant control, and seed saving after harvest. All information generated in this thesis could contribute in the optimization of regional resistance management within a concept of insect population control in wide areas. / A demanda por informações de forma sistematizada sobre ecologia de insetos-praga alvos de plantas transgênicas tem crescido nas últimas décadas devido ao proeminente interesse nesta tecnologia no manejo de pragas. A mobilidade larval em ecossistemas agrícolas quando na ocorrência de contaminação de plantas Bt, de forma intencional ou não intencional, tem sido assunto de estudo por diversos Pesquisadores, entretanto informações sobre a mobilidade larval em condições tropicais são ainda escassas. Este cenário criou oportunidades para testes de hipóteses em aspectos comportamentais de Spodoptera frugiperda (JE Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) em paisagens com co-ocorrência espaço-temporal de plantas de algodão Bt e não Bt. O principal objetivo desta pesquisa foi estudar a dispersão larval da praga em condições de campo e de laboratório em ordem para inserir componentes de modelagem computacional para descrever a evolução da resistência ao algodão Bt. No primeiro capítulo desta tese, é apresentada uma introdução geral. No segundo capítulo, foi estudado o comportamento alimentar associado com a dispersão larval de genótipos de S. frugiperda e possíveis efeitos na distribuição espacial de indivíduos resistentes em campos de algodão Bt e não Bt. Foram analisadas no terceiro capítulo as consequências para o progresso da resistência do padrão de dispersão de genótipos suscetíveis, resistentes a Cry1F e heterozigotos de S. frugiperda em paisagens artificiais com pureza e com contaminação. No quarto capítulo, avaliou-se o impacto da dispersão por balonismo combinado dispersão por caminhamento na evolução da resistência em condições de mistura de plantas de algodão não Bt e algodão Bt em eventos com alta e baixa dose. No último capítulo, foi comparada a dinâmica de movimentação de genótipos de S. frugiperda entre as temperaturas de 28°C e 32°C, e com um modelo baseado no indivíduo analisou-se a possibilidade se um dos genótipos poderia persistir e levar o outro a exclusão em áreas de refúgio com plantas de algodão não Bt. Baseado na dispersão larval de genótipos de S. frugiperda, os resultados encontrados ressaltam a necessidade de implementação de estratégias para evitar contaminação por meio de práticas agronômicas inadequadas tais como destruição de plantas após a colheita, controle de plantas voluntárias, e o ato de se salvar as sementes após a colheita. Todas informações geradas nesta tese poderão contribuir para otimização de manejo da resistência regional dentro de um conceito de controle de insetos em grandes áreas.

Tomato (Solanum lycopersicum L.) produces an array of volatile secondary metabolites that act as constitutive and induced defenses against a variety of insect pests and diseases. We studied the effect of beneficial microorganisms, an arbuscular mycorrhiza fungus (AM), Glomus intraradices, an entomopathogenic fungus (Bb), Beauveria bassiana and a combination of both (AM+Bb), as well as, pests, such as rootknot nematode (RKN) (Meloidogyne incognita) and beet armyworm (BAW) (Spodoptera exiguae H.) on the production of volatile compounds in the leaves and roots of tomato. Benzyl alcohol, 3-hexenoic acid, total other compounds and β-myrcene were significantly increased (P<0.05) in the leaves by AM and Bb colonization. Upon herbivory, control plants showed a trend for high volatile contents among all four treatment groups contrary to the trend observed without herbivory, when control showed low volatile contents. Herbivory significantly decreased all the volatiles in the leaves compared to those without herbivory. Pest bioassay revealed that these two fungi together can significantly induce resistance against BAW. In the experiment with RKN, a trend was observed with low production of most volatile compounds in the leaves from the RKN plants. Varying durations of herbivory exposure had significant effects on many leaf volatile compounds compared to those without herbivory. Effect of RKN was significant (P<0.05) on the production of methyl salicylate, and (Z)-geraniol in the roots. Interaction effect of RKN with 18 hours of herbivory was significant for (Z)-geraniol, and with 42 hours of herbivory, it was significant for (Z)-geraniol, benzyl alcohol, and total volatiles in the roots. Beet armyworm preferred RKN plants and caused greater damage to them compared to the control plants. Semi-quantitative RT-PCR showed higher expression of the SlSAMT gene in the roots colonized with RKN, compared to the control roots and those from a resistant line. The experiments demonstrated that interaction with these organisms can change the volatile compounds in the leaves and roots of tomato plant, can alter herbivore preference, and can upregulate defense genes such as SlSAMT.

Thesis (Ph.D.) -- Mississippi State University. Department of Biochemistry and Molecular Biology. / Title from title screen. Includes bibliographical references.