O controle de Hypothenemus hampei é realizado basicamente com uso de inseticidas químicos, especialmente aqueles a base de endossulfan, cuja comercialização será proibida no Brasil a partir de julho de 2013. Diante disso, outras estratégias devem ser integradas buscando-se o controle desta praga com menor impacto ao ambiente. Nesse contexto, o fungo Beauveria bassiana destacase como um dos agentes de controle biológicos mais promissores. Neste estudo, buscou-se a associação da técnica de impregnação de tecido têxtil com B. bassiana associado à armadilha contendo a mistura de alcoóis metanol: etanol (1:1 v/v) como atraentes químicos para H. hampei, visando a auto-inoculação e disseminação do fungo pelo inseto, visando o seu controle. Inicialmente foi determinado em laboratório, a virulência de nove isolados de B. bassiana, através da pulverização de suspensões de 107 conídios.mL-1, diretamente sobre adultos de H. hampei. Todos os isolados apresentaram baixa virulência ao inseto, com mortalidade máxima de 38,5%. O isolado ESALQ-PL63 foi escolhido para dar continuidade aos estudos por possuir registro de comercialização. Posteriormente, sete tecidos têxteis sintéticos foram avaliados quanto à produção do isolado selecionado sobre sua superfície em duas condições de luz (fotofase de 0 e 12 horas). O tecido sintético Lã \"Sherpa\" foi selecionado por permitir uma maior produção de conídios nas duas condições testadas, atingindo até 5,44 × 108 conídios.cm-2. A exposição de H. hampei ao tecido com o fungo por apenas 5 segundos foi suficiente para causar 88,5% de mortalidade dos insetos. Em área de café sombreado foram conduzidos dois experimentos para avaliar uma armadilha de auto-inoculação contendo o patógeno produzido sobre o tecido. Foram usadas duas armadilhas controle, sendo uma armadilha de autoinoculação sem fungo e uma armadilha de eficiência reconhecida (modelo IAPAR). A eficiência de coleta da armadilha de auto-inoculação com o fungo foi menor do que a armadilha IAPAR, mas esta se mostrou eficiente na contaminação e mortalidade dos insetos pelo fungo. No primeiro experimento, a mortalidade confirmada pelo patógeno no último dia de avaliação (151 dias) foi de 64,7%. A viabilidade dos conídios passou de 98,3%, logo após a montagem das armadilhas, para 86,9% após 65 dias. Após160 dias a viabilidade reduziu para 44,0%. No segundo experimento, a última avaliação foi realizada após 40 dias, sendo nesta data observada mortalidade confirmada de 89,9% e viabilidade dos conídios de 78,1%. Em ambos os experimentos a concentração de conídios reduziu-se ao longo do tempo. O sistema de auto-inoculação apresentou resultados promissores, mas sendo necessárias alterações na armadilha para aumentar a captura de insetos e estudos epizootiológicos para avaliar a capacidade de disseminação da doença no campo pelos insetos que passaram pela armadilha. / The control of Hypothenemus hampei is accomplished primarily with the use of chemical insecticides, mainly endossulfan, whose commercialization will be prohibited in Brazil in July 2013. Therefore, other strategies must be integrated seeking control of this pest with less impact on the environment. In this context, the fungus Beauveria bassiana stands out as one of the most promising biological control agents. In this study, we associated the technique of fabric impregnated with B. bassiana with a trap containing a mixture methanol: ethanol (1:1 v/v) as an attractive chemical for H. hampei, aiming the self-inoculation and fungus dissemination by the insect, therefore their control. Initially, we determined in the laboratory, the virulence of nine isolates of B. bassiana using a spray suspension of 107 conidia.mL-1 directly on adults of H. hampei. All isolates showed low virulence to insects, with maximum mortality of 38.5%. The isolate ESALQ-PL63 was chosen to continue the studies for having a market register. Subsequently, seven synthetic fabrics were evaluated for the production of the selected isolate on its surface under two light conditions (photofase of 0 and 12 hours). The synthetic fabric Lã \"Sherpa\" was selected because it allows greater conidia production under the two conditions tested, reaching 5.44 × 108 conidia.cm-2. Exposure of H. hampei to the fabric impregnated with the fungus for only 5 seconds was enough to cause 88.5% of insect mortality. In an area of shaded coffee, two experiments were conducted to evaluate a self-inoculation trap containing the pathogen. We used two control traps without fungus: one self-inoculation trap without the fungus and a widely recognized efficient trap (IAPAR model). The collection efficiency of the self-inoculation trap with the fungus was lower than that of the IAPAR trap, however, it proved effective in contamination and insect mortality caused by the fungus. In the first experiment, mortality caused by the pathogen at the last evaluation day (151 days) was 64.7%. The viability of the conidia surpassed 98.3% after the assembly of the traps and 86.9%, after 65 days. After 160 days, the viability decreased to 44.0%. In the second experiment, the last evaluation was performed after 40 days, when we observed mortality of 89.9% and conidia viability of 78.1%. In both experiments, the conidia concentration reduced over time. The self-inoculation system showed promising results, but changes are needed to increase insect catches and further epizootiological studies to assess the possibility of disease spread in the field by insects that crossed the trap.

Diatraea saccharalis (Fabricius) é a principal praga da cultura da cana-de-açúcar, causando danos diretos e indiretos, e seu controle é, em grande parte, realizado por liberações massais do endoparasitoide Cotesia flavipes (Cameron). Entretanto, o uso de inseticidas sintéticos por meio de aplicações foliares para controle da praga antes de sua entrada no colmo tem sido intensificado no Brasil. Nesse contexto, objetivou-se com o presente estudo, avaliar a toxicidade e a persistência dos principais inseticidas utilizados na cultura para controle de D. saccharalis pelo contato residual em folhas tratadas nas maiores concentrações de campo, conforme classificação da IOBC/WPRS. Os tratamentos foram clorantraniliprole (Altacor® 350 WG), lambda-cialotrina + clorantraniliprole (Ampligo® 150 SC), clorfluazuron (Atabron® 50 EC), triflumuron (Certero® 480 SC), lambda-cialotrina + tiametoxam (Engeo™ Pleno), tebufenozide (Mimic® 240 SC), novaluron (Rimon® 100 EC) e controle (água destilada). Em laboratório, discos da folha de cana-de-açúcar foram colocados em placas de Petri contendo uma solução composta por [água:ágar] e pulverizadas em torre de Potter, conforme recomendações da IOBC/WPRS. Após 2 h da aplicação, adultos de C. flavipes foram anestesiados com CO2 por 10 segundos e introduzidos em cada placa. Para avaliação da persistência, plantas de cana-de-açúcar foram pulverizadas com os tratamentos até o ponto de escorrimento em casa de vegetação. Aos 5, 15 e 30 dias após aplicação (DAA) foram coletadas as folhas e discos das folhas foram colocados em placas de Petri contendo uma solução composta por [água:ágar]. Para cada dia de avaliação, adultos de C. flavipes foram anestesiados com CO2 por 10 segundos e introduzidos em cada placa contendo os tratamentos. Tanto para o experimento em laboratório como para o de persistência, avaliaram-se os efeitos letal (após 24 h) e subletais da geração maternal e subletais das gerações F1 e F2. As placas foram acondicionadas em sala climatizada com temperatura de 25 ± 2 °C, UR 70 ± 10% e fotofase de 14 horas. Após avaliação da toxicidade aguda, os inseticidas Altacor® 350 WG, Atabron® 50 EC, Certero® 480 SC, Mimic® 240 SC e Rimon® 100 EC foram classificados como inócuos (classe 1) e vida curta (classe 1). Entretanto, Altacor®, Atabron®, Certero® e Rimon® causaram redução no tamanho da tíbia posterior de fêmeas da geração F1, Rimon® reduziu a razão sexual e Atabron® reduziu o peso das massas de casulos da geração F2. Os tratamentos Ampligo® e Engeo™ Pleno causaram 100% de mortalidade após 2 h da aplicação, sendo classificados como nocivos (classe 4) e em bioensaio de semi-campo como persistentes (classe 4). Portanto, apenas Mimic® pode ser recomendado para controle de D. saccharalis em associação com o controle biológico com liberações de C. flavipes. Os inseticidas enquadrados nas classes 4, nocivos ao parasitoide, devem ser estudados em testes de campo para confirmação da toxicidade. / Diatraea saccharalis (Fabricius) is the main pest of the sugarcane crop, causing direct and indirect damage, and its control is largely accomplished by mass releases of the endoparasitoid Cotesia flavipes (Cameron). However, the use of synthetic insecticides through foliar applications to control the pest before its entry into the stem has been intensified in Brazil. In this context, the objective of this study was to evaluate the toxicity and persistence of the main insecticides used in the crop for the control of D. saccharalis by the residual contact of treated leaves at the highest field concentrations, according to the IOBC / WPRS classification. The treatments were chlorantraniliprole (Altacor® 350 WG), lambda-cyhalothrin + chlorantraniliprole (Ampligo® 150 SC), chlorfluazuron (Atabron® 50 EC), triflumuron (Certero® 480 SC), lambda-cyhalothrin + thiamethoxam (Engeo ™ Pleno), tebufenozide (Mimic® 240 SC), novaluron (Rimon® 100 EC) and control (distilled water). In the laboratory, sugar cane leaf discs were placed in Petri dishes containing a solution composed of water: agar and pulverized in a Potter tower, according to IOBC/WPRS recommendations. After 2 h of application, adults of C. flavipes were anesthetized with CO2 for 10 seconds and introduced into each plate containing the treatments. To evaluate the persistence, sugarcane plants were sprayed with the treatments to the point of runoff under greenhouse conditions. At 5, 15 and 30 days after application (DAA) the leaves were collected and discs were made which were placed in Petri dishes containing a solution composed of water: agar. For each day of evaluation, C. flavipes adults were anesthetized with CO2 for 10 seconds and introduced into each plate containing the treatments. For both the laboratory and persistence experiments, the lethal (after 24 h) and sublethal effects of the maternal and sublethal generation of the F1 and F2 generations were evaluated in a completely randomized design. The plates were conditioned in an air conditioned room with temperature of 25 ± 2 ° C, RH 70 ± 10% and photophase of 14 hours. Insecticides chlorantraniliprole, chlorfluazuron, triflumuron, tebufenozide and novaluron were classified as harmless (class 1) and short-lived (class 1). However, chlorantraniliprole, chlorfluazuron, triflumuron and novaluron caused reduction in the posterior tibia size of females of F1 generation; tebufenozide reduced the sex ratio and chlorfluazuron reduce the weight of parasitoid pupa of the F2 generation. The treatments lambda-cyhalothrin + chlorantraniliprole and lambda-cyhalothrin + thiamethoxam caused 100% of mortality after 2 h of the application, being classified as noxious (class 4) and semi-field bioassay as persistent (class 4). Therefore, only tebufenozide can be recommended for control of D. saccharalis in association with biological control with releases of C. flavipes. The insecticides classified as classes 4 are not selective to the parasitoid and field tests should be performed to confirm toxicity.

Hypothenemus hampei apresenta aspectos bioecológicos e comportamentais que dificulta o seu controle, como a sua natureza críptica, ficando dentro da semente de café a maior parte de seu ciclo de vida, por apresentar várias gerações por ano. Uma grande quantidade de frutos com H. hampei cai ao solo, constituindo uma excelente forma para sobrevivência do inseto na entressafra e como fonte para novas infestações. O controle de H. hampei deve então ser efetuado no período em que as fêmeas deixam o fruto onde nasceram até o momento em que colonizam novos frutos para reproduzirem. Biopesticida a base de Beauveria bassiana é uma opção disponível para o controle de H. hampei, no entanto, existem poucas evidências de sua eficiência em campo. Objetivou-se com está pesquisa avaliar estratégias para utilização de B. bassiana para manejo de populações de H. hampei por: i) pulverização aquosa com adjuvantes, ii) armadilha atrativa para auto-autocontaminação e iii) incorporação do patógeno no solo com fertilizantes quimícos. Pulverização direta de suspensões de conídios com o adjuvante Tween 80 resultou em menor mortalidade de H. hampei do que suspensões com os demais adjuvantes testados em laboratório. A eficácia dos adjuvantes com o fungo variou com o método de inoculação. As pulverizações diretas dos insetos resultaram em mortalidades reduzidas (23 - 53%), enquanto que a imersão e os métodos que permitiram que os insetos ficassem em contato com os conídios no substrato (fruto ou papel de filtro) após a pulverização resultaram em maiores mortalidades (63 - 98%). As imagens ultramorfológicas de H. hampei inoculados por diferentes métodos sugerem que a região ventral do abdome é o principal sítio de infecção do fungo, visto que, diferente dos outros métodos, na pulverização direta que resultou em mortalidades reduzidas, grande quantidade de conídios aderidos e germinados foram observados no élitro em comparação com a região ventral. Três modelos de armadilha de auto-inoculação foram comparadas em cafezal sombreado e a pleno sol e a captura de H. hampei foi superior em ESALQHh2. O manejo de H. hampei com a armadilha ESALQ-Hh2 foi avaliado em cafezal a pleno sol desde a fase de formação dos frutos até a colheita. Foi constatado em média 6,6% de H. hampei infectados por Beauveria sp. nas plantas distante 4 e 8 m das armadilhas e nenhum inseto infectado nas parcelas com as mesmas armadilhas, mas sem o fungo. Observou-se redução na concentração e viabilidade do patógeno nas armadilhas ao longo do tempo, porém as mortalidades de H. hampei expostos ao fungo foram elevadas (73 - 100%) durante os 148 dias de avaliação. Estudos conduzidos em laboratório revelaram que a capacidade de voo de H. hampei não é afetada pela carga de conídios aderidos ao seu corpo quando comparados aos insetos sem exposição ao fungo. Além disso, apenas 5% dos insetos expostos ao fungo conseguiram penetrar na semente de café, indicando baixo potencial de danos. A mistura de conídios de B. bassiana com fertilizantes químicos granulados em solo de cafezal resultou em reduções (34 e 50%) da infestação de H. hampei quando comparadas às parcelas somente com aplicação dos fertilizantes. Sugere-se que o manejo desta praga com B. bassiana apresenta maior potencial a curto prazo por pulverizações apenas no período de trânsito das fêmeas colonizadoras, e, à médio e longo prazo, pela aplicação do patógeno no solo conjuntamente com fertilizantes e com o uso de armadilha de auto-inoculação. / Hypothenemus hampei, presents bioecological and behavioral aspects that hinders its control, such as its cryptic nature, remaining inside the coffee bean most of its life cycle and for presenting several generations per year. A large number of coffee beans carrying H. hampei drop to the ground, providing an excellent way for insect survival in the off season and as a source for new infestations of berries. The control of H. hampei must thus be made in the period when the females leave the beans where they were born until the moment they colonize new fruits to reproduce. Biopesticide based with Beauveria bassiana is an option available for the control of H. hampei; however, there is little evidence of its effectiveness in the field. The objective of this study was to evaluate strategies to use B. bassiana in the management of H. hampei in three ways: i) aqueous spray with adjuvants, ii) attractive trap of autoinoculation and iv) inoculation of the pathogen into the soil with chemical fertilazers. Direct spraying of suspensions of fungal conidia with adjuvant Tween 80 resulted in lower mortality of H. hampei than suspensions with the other adjuvants tested in the laboratory. The effectiveness of the adjuvant with the fungus varied with the inoculation method. Direct sprays on the insects reduced mortalities (23 - 53%), while immersion and the methods that allowed the insects to have contact with the conidia in the substrate (fruit or filter paper) after spraying, resulted in greater mortality (63 - 98%). Ultramorphological images of H. hampei, inoculated by different methods, suggest that the ventral region of the abdomen is the primary site of infection of the fungus since, unlike the other methods, the direct spray that resulted in reduced mortality, large quantity of conidia adhered and germinated were observed in the elytron compared to the ventral region. Three models of autoinoculation traps were compared in a shaded coffee plantation and in the full sun. Capture of H. hampei was superior in ESALQHh2. The management of H. hampei with trap ESALQ-Hh2 was assessed at a coffee plantation under full sun from fruit formation until harvest. On average, 6.6% of H. hampei was infected by Beauveria sp. in plants 4 and 8 m distant from the traps and no insect was infected in the plots with the same traps, but without the fungus. There was a reduction in concentration and viability of the pathogen in the traps over time; however, mortality of H. hampei exposed to the fungus were high (73 - 100%) during the 148 days of evaluation. Studies conducted in laboratory revealed that the flight capacity of H. hampei was not affected by the load of conidia adhered to its body when compared to insects without exposure to the fungus. Furthermore, only 5% of insects exposed to the fungus managed to penetrate the coffee bean, indicating low potential damage. Inoculation of conidia of B. bassiana, along with granulated chemical fertilizers in the soil of the coffee plantation, reduced (34 and 50%) the infestation of H. hampei compared the plots with only the application of fertilizers. It is suggested that the management of this pest with B. bassiana presents greater potential in the short term by spraying only during the period of transit of colonizing females and in the medium and long term through the application of the pathogen to the soil together with fertilizers and autoinoculation traps.

Com o objetivo de analisar a fauna de himenópteros parasitoides (Hymenoptera:Chalcididae) e de coleobrocas (Coleoptera: Cerambycidae) associados à cultura de T. grandis, foram utilizadas 5 armadilhas de Malaise instaladas no interior da floresta plantada. As coletas foram realizadas, semanalmente, de outubro de 2009 a setembro de 2010, em área de reflorestamento situado no município de Cáceres, MT. Foram analisados os índices faunísticos de frequência, constância, abundância e dominância e também diversidade de espécies. Foram coletados 414 parasitoides; pertencentes às famílias Chalcididae e distribuídos em 3 gêneros e 16 espécies e 715 espécies de coleobrocas, pertencentes à família Cerambycidae e distribuídos em 2 subfamílias, 18 tribos, 33 gêneros e 36 espécies. As espécies de parasitoides mais abundantes foram Brachymeria pandora e Ceyxia ventrispinosa. As espécies mais abundantes de coleobrocas foram Neoclytus pusillus, Achryson surinamum, Chlorida festiva, Coleoxestia atrata, Cosmoplatidius abare, Hexoplon uncinatum e Megacyllene acuta. / This research deals with the association of parasitoids (Hymenoptera: Chalcididae) with wood borers (Coleoptera: Cerambycidae) in a commercial forest of Tectona grandis located in Cáceres, State of Mato Grosso, Brazil. The insects were collected by using five Malaise traps in different sites of the forest, from October 2009 to September 2010. The following indexes were analyzed: frequency, constancy, abundance, dominance and species diversity. A total of 414 Chalcididae parasitoids and 715 Cerambycidae wood borers were collected. The most abundant parasitoid species were Brachymeria pandora and Ceyxia ventrispinosa while the most wood borers ones were Neoclytus pusillus, Achryson surinamum, Chlorida festiva, Coleoxestia atrata, Cosmoplatidius abare, Hexoplon uncinatum and Megacyllene acuta.

A broca-da-cana, Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) vem se constituindo, em uma importante praga do milho, com relatos de surtos populacionais em diversas partes do país. Devido ao aumento de sua importância, em milho, nos últimos anos, a presente pesquisa teve como objetivos: (a) determinar os limites térmicos e a temperatura ótima de desenvolvimento de D. saccharalis; (b) validar as constantes térmicas (K), para fase de ovo e período lagarta-pupa estimadas em laboratório, nas condições de campo, levando-se em consideração as condições microclimáticas; (c) avaliar os danos e consequente perda na produção de grãos provocadas pelo ataque de diferentes densidades larvais de D. saccharalis em dois estádios fenológicos de milho e (d) determinar o raio e área de dispersão de Trichogramma galloi Zucchi, 1988 (Hymenoptera: Trichogrammatidae) em milho visando ao controle de D. saccharalis. Os resultados obtidos mostram que o limiar térmico inferior de desenvolvimento (Tb) de D. saccharalis foi de14; 13 e 12°C para as fases de ovo, larva e pupa, respectivamente; as faixas de temperatura ótima de desenvolvimento (Topt), estimadas experimentalmente, foram de 30 a 32°C para as fases de ovo e larva e de 28 a 30°C para a fase de pupa; o limiar térmico superior (Tmáx) foi de 35,4ºC para a fase de larva, estimada pelo modelo de Logan-6 e que ficou dentro da faixa térmica determinada experimentalmente, que indicou também, para este parâmetro, a faixa térmica de 36 a 38ºC para a fase de ovo e de 32 a 34ºC para a fase de pupa. As previsões em campo de eclosão das lagartas e emergência dos adultos (período lagarta-pupa) podem ser feitas com as constantes térmicas (K) obtidas em laboratório [76,5 graus-dias (GD) para a fase de ovo e 476,2 GD para o período lagarta-pupa], desde que sejam utilizados os dados de temperatura obtidos com a estação meteorológica automática e dados de microclima, para a fase de ovo e período lagarta-pupa, respectivamente. Os danos e as perdas na produção provocado por D. saccharalis independem do estádio fenológico das plantas de milho, porém a redução na produção de grãos é proporcional ao número de lagartas por planta utilizadas nas infestações, sendo essas reduções de 11; 17; 28 e 39% para 50; 100; 150 e 200 lagartas por planta. O raio de dispersão de T. galloi foi de 11,8 e 12,1 m, sendo a área de dispersão de 176m2 e187m2, com as plantas de milho nos estádios v4-6 e v6-8, respectivamente. / The sugarcane borer Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) has become an important pest of corn in Brazil, with reports of outbreaks in many parts of the country in recent years. In view of this situation, this study aimed to: (a) determine the thermal limits of D. saccharalis; (b) determine the thermal constants (K) for the egg stage and caterpillar-pupa period estimated in field conditions, taking into consideration the microclimate conditions; (c) evaluate the damage and consequent production losses caused by infestation at different larval densities of D. saccharalis at two phenological stages of corn; and (d) determine the dispersal radius and area of Trichogramma galloi Zucchi, 1988 (Hymenoptera: Trichogrammatidae) in corn, aiming to control D. saccharalis. The results showed that the lower threshold temperature (Tt) of D. saccharalis was 14, 13 and 12 ºC for the egg, larval and pupal stages, respectively. Optimal temperature ranges (Topt), estimated experimentally, were 30 to 32 ºC for the egg and larval stages and 28 to 30 ºC for the pupal stage. The upper threshold temperature (Tmax) was 35.4 ºC for the larval stage estimated by the Logan-6 model. This was within the thermal range determined experimentally, which also indicated the thermal range for Tmax of 36 to 38 ºC for the egg stage and 32 to 34 ºC for the pupal stage. Larval hatching and adult emergence (caterpillar-pupa period) in the field can be predicted with thermal constants (K) obtained in the laboratory (76.5 degree-days) (DD) for the egg stage and 476.2 DD for the caterpillar-pupa period), provided that temperature data obtained from the automatic station and microclimate data for the egg stage and caterpillar-pupa period, respectively, are used. The damage caused by D. saccharalis was independent of the phenological stage of the corn plants, but the reduction in grain production was proportional to the number of larvae per plant used in the infestation, with reductions of 11, 17, 28 and 39% for 50, 100, 150 and 200 caterpillars per plant. The dispersal radius of T. galloi was 11.8 and 12.1 m, and the dispersal area was 176 m2 and 187 m2 with corn plants in the V4-6 and V6-8 stages, respectively.

O seqüenciamento em larga-escala e a aplicação da tecnologia de seqüências expressas (ESTs) permitiram a identificação de milhares de seqüências genômicas de vários organismos. Através de projetos como o de obtenção de ESTs de cana-de-açúcar (SUCEST - Sugarcane EST Project), a tecnologia de macro e microarranjos de DNA pôde ser aplicada para o monitoramento da expressão gênica. O primeiro passo deste trabalho foi otimizar a técnica de macroarranjos utilizando-se colônias bacterianas. Os arranjos foram construídos com o auxílio do robô Q-Bot. Células bacterianas contendo clones de cDNA de cana-de-açúcar foram arranjadas em duplicata em membranas de náilon e crescidas por 6 e 12 horas. Como resultado, concluiu-se que é possível estudar a expressão gênica em larga-escala usando macroarranjos de colônias bacterianas crescidas por 6 horas. Na segunda parte, o objetivo foi identificar genes de defesa em duas variedades de cana-de-açúcar (Saccharum sp.), em resposta ao herbívoro Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae). A cana-de-açúcar é de grande importância para a agricultura brasileira e para a economia geral de muitos países em desenvolvimento. Estas plantas são atacadas por D. saccharalis, a mais importante praga desta cultura, causando significativas perdas econômicas. Como é sabido, as plantas desenvolveram complexas estratégias para se protegerem do ataque de insetos-praga. As variedades SP80-3280 (susceptível) e SP81-3250 (tolerante) de cana-de-açúcar foram expostas à D. saccharalis. Plantas submetidas à lagarta e plantas controle foram coletadas em 0.5, 6, 12 e 24 horas de experimento. As análises permitiram a identificação de genes diferencialmente expressos em resposta à lagarta nas duas variedades. Foram analisados o tempo, dinâmica e regulação da expressão de 3.840 clones do SUCEST, os quais foram crescidos na membrana de náilon por 6 horas. Estes ESTs foram agrupados em dezesseis classes: metabolismo de aminoácidos, crescimento/desenvolvimento, metabolismo de proteínas, metabolismo de RNA, metabolismo secundário, resposta à diferentes condições de estresse, transporte, bioenergética, transdução de sinal, dinâmica celular, metabolismo de DNA, metabolismo de lipídios, elementos móveis, metabolismo de nitrogênio, sulfato e fosfato, metabolismo de nucleotídeos e função não determinada (ND). Estes resultados ajudam elucidar as estratégias de defesa desenvolvidas pela cana-de-açúcar para evitar os danos causados por esta praga. Neste estudo, os dados do macroarray revelaram 580 ESTs com expressão aumentada, oriundos das duas variedades. Estes resultados são importantes não somente porque este é o primeiro estudo em larga-escala da expressão gênica de uma monocotiledônea em resposta ao ataque de herbívoros, mas também porque permite a comparação dos perfis de expressão entre genótipos susceptível e tolerante de cana-de-açúcar. Este estudo abre possibilidades para a engenharia genética de plantas de cana-de-açúcar inseto-resistentes e também para o uso destes genes como marcadores moleculares em programas de melhoramento assistido. / Large-scale sequencing and the application of expressed sequence tag (EST) technology has led to the identification of hundreds of thousands of genomic sequences from various organisms. Through projects like the Sugarcane Expressed Sequence Tag (SUCEST), DNA arrays technology could be applied in monitoring gene expression. The first step of this work was to optimize the macroarray technique with bacterial colonies. Arrays were robotically constructed (Q-Bot). Bacterial cells carrying sugarcane cDNA clones were arrayed in duplicate onto nylon membrane and grown for 6 and 12 hours. As a result, we conclude that is possible to study the gene expression in large-scale using macroarray through bacterial colony that grown for 6 hours. The second part of this work was to study how different two sugarcane varieties (Saccharum sp.) are in response resistance against Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae). Sugarcane is of great importance for Brazilian’s agriculture and for the general economy of many tropical developing countries. These plants are attacked by D. saccharalis, the most important insect pest of sugarcane, causing significant economic losses. As it is well known, plants have evolved complex defense strategies to protect them in opposition to attack by insects. The varieties SP80-3280 (susceptible) and SP81-3250 (tolerant) were exposed to D. saccharalis. Plants materials from plants with the borer and control plants (without the borer) were collected at 0.5, 6, 12 and 24 hours time points. The analysis revealed genes differentially expressed in response to sugarcane borer in both varieties. We analyzed the timing, dynamics, and regulation of the expression of 3,840 SUCEST clones, which were grown on a nylon membrane for 6 h. These ESTs was grouped into 16 broad categories: amino-acid metabolism, plant grow and development, protein metabolism, RNA metabolism, secondary metabolism, stress response, transport, bioenergetics, signal transduction, cellular dynamics, DNA metabolism, lipid, fatty-acid metabolism, mobile genetic elements, nitrogen, sulphur and phosphate metabolism, nucleotide metabolism, and the group matched to unable to classify, which no indication of the function of the gene product are known. These results help to elucidate the defense strategies developed by sugarcane in order to prevent against insect damage. In this study, macroarray analyses revealed 580 ESTs with increased expression, from both varieties. These results are important not only because this is the first large-scale gene expression study of a monocot in response to insect attack, but also because it allows the comparison of the gene expression pattern between susceptible and tolerant genotypes. This study opens possibilities for genetically-engineering of insect-resistant sugarcane and for using these genes as molecular markers in conventional breeding programs.

O Filo Microsporidia é composto por parasitas intracelulares obrigatórios que infectam de invertebrados a mamíferos. Alguns gêneros de microsporídeos entomopatogênicos são de extrema importância, visto que diversos estudos epizootiológicos indicam tais agentes como detentores de um papel fundamental na regulação da densidade populacional de seus hospedeiros. Além disso, esses patógenos são considerados como um dos principais obstáculos na manutenção da sanidade nas criações de insetos em laboratório. No Brasil, a partir de 1977, foram relatadas as primeiras ocorrências de nosemoses em criações de laboratório da broca-da-cana, Diatraea saccharalis (Fabr.) (Lepidoptera: Crambidae). Este problema agravou-se no decorrer dos anos em função de alterações nas técnicas de criação da broca visando aumentar a escala produtiva deste inseto e do parasitoide Cotesia flavipes (Cam.) (Hymenoptera: Braconidae). Os objetivos deste trabalho consistiram na: (i) caracterização morfológica e molecular do patógeno, abordando ciclo de vida, patogenicidade a outros lepidópteros de importância agrícola e prevalência em populações de laboratório e campo de D. saccharalis e C. flavipes; (ii) determinação da virulência de Nosema sp. a D. saccharalis em laboratório; (iii) caraterização da propagação do patógeno nas lagartas e sua disseminação pelas fezes; (iv) efeitos da infecção na biologia de D. saccharalis e de C. flavipes e no desempenho do parasitoide quanto à seleção de hospedeiros infectados e não infectados; (v) transmissão do patógeno por C. flavipes a sua progênie e seus hospedeiros e (vi) controle de Nosema sp. em D. saccharalis por produtos antimicrobianos. Foi confirmado que o microsporídeo isolado de D. saccharalis pertence ao gênero Nosema, sendo patogênico à todas as espécies-praga avaliadas. A prevalência do patógeno em C. flavipes foi maior que a prevalência nas criações de D. saccharalis. Os esporos de Nosema sp. foram liberados nas fezes de D. saccharalis, variando o tempo até a liberação e a quantidade de esporos de acordo com o inóculo inicial de infecção. Embora Nosema seja considerado por muitos cientistas como enzoótico e com baixo potencial como agente de controle microbiano para ser usado de forma inundativa, a DL50 para D. saccharalis de 1º ínstar foi estimada em 5,6 esporos, demonstrando como as lagartas recém-eclodidas são muito suscetíveis ao microsporídeo. Infecções por Nosema sp. afetaram negativamente a biologia de D. saccharalis, exceto a duração da fase de pupa, sendo transmitido horizontal e verticalmente. Não foram observadas diferenças significativas na mortalidade de D. saccharalis infectadas por Nosema sp. tratadas com os antimicrobianos utilizados neste estudo em comparação à mortalidade do tratamento controle. Os parâmetros biológicos e o comportamento de C. flavipes sofreram alterações causadas pelo patógeno Nosema sp., que foi transmitido pelo parasitoide para o hospedeiro e por pelo menos quatro geraçõe de C. flavipes. Estes resultados ressaltam a relevância dos estudos sobre o impacto de Nosema sp. em D. saccharalis e C. flavipes, justificando esforços futuros no manejo da doença, dada a importância dessas espécies no agroecossistema da cana-de-açúcar. / The phylum Microsporidia consists of obligatory intracellular parasites that infect from invertebrates to mammalians. Some genera of entomopathogenic microsporidia are extremely important, considering that several epizootiological studies indicate that these agents as having a key role in density population regulating of their hosts. In addition, these pathogens are considered a major obstacle in maintaining healthiness in laboratory insect rearing. In Brazil occurrences of nosemoses were first reported in laboratory rearing of sugarcane borer, Diatraea saccharalis (Fabr.) (Lepidoptera: Crambidae), in the 1977. This problem has worsened over the years due to changes in the rearing methods aiming to increase the production scale of this insect and the parasitoid Cotesia flavipes (Cam.) (Hymenoptera: Braconidae). The objectives of this project consisted of (i) morphological and molecular characterization of the pathogen, addressing life cycle, pathogenicity to other lepidopterans of agricultural importance and prevalence in D. saccharalis and C. flavipes in laboratory rearing and in sugarcane plantations in the State of São Paulo, (ii) virulence of Nosema sp. to D. saccharalis in laboratory, (iii) transmission of the pathogen in D. saccharalis larvae and their dissemination in feces, (iv) the effects of infection on D. saccharalis and C. flavipes biology and performance of the parasitoid on the selection of infected and uninfected hosts, (v) the transmission of the pathogen by C. flavipes to their progeny and their hosts and (vi) the control of Nosema sp. in D. saccharalis by antimicrobial products. It was confirmed that the microsporidium isolated from D. saccharalis belongs to the genus Nosema, being pathogenic to all pest species evaluated in the host specificity study. The prevalence of the pathogen in C. flavipes was higher than the one in the D. saccharalis rearing facilities. Nosema sp spores were disseminated in the feces of D. saccharalis, varying the time until their release and the quantity of spores according to the initial inoculum of infection. Although Nosema is considered by many scientists as enzootic and low potential as a microbial control agent to be used inundatively, the LD50 for 1st instar D. saccharalis was estimated as 5.6 spores, demonstrating how that the newly-hatched larvae are very susceptible to this pathogen. Nosema sp. infections negatively affected the biology of D. saccharalis, except in the duration of the pupal stage, being transmitted horizontally and vertically. There were no significant differences in mortality of D. saccharalis infected by Nosema sp. treated with the antibiotics used in this study compared with the mortality of the control treatment. The biological parameters and behavior of C. flavipes suffered adverse effects caused by the pathogen Nosema sp., which was transmitted to the host by the parasitoid and its progeny to four C. flavipes generation. These results underscore the relevance of studies on the impact of Nosema sp. in D. saccharalis and C. flavipes, justifying future efforts in managing the disease, given the importance of these species in the sugarcane ecosystem.

Resumo: A broca-da-cana, Diatraea saccharalis (Fabr.) e a cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål) são consideradas importantes pragas na cultura da canade- açúcar. Os danos causados por esses insetos são bem conhecidos. No entanto, essa informação foi obtida para cada praga separadamente. As respostas da planta a essas duas pragas combinadas, assim como seus efeitos na qualidade da matériaprima não estão completamente estabelecidas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da planta de cana-de-açúcar e qualidade da matéria-prima sob a infestação desses dois estressores bióticos. O experimento foi realizado em 2007/08, sob condições de campo, com seis tratamentos: alta e baixa infestação da broca-dacana, infestação de ninfas de cigarrinha-das-raízes, infestação de ninfas de cigarrinhadas- raízes + broca-da-cana conjuntamente e testemunhas (plantas não infestadas). As parcelas foram compostas por 4 m2 de plantas de cana-de-açúcar protegidas e nãoprotegidas. Os níveis de fotossíntese das plantas atacadas pela broca-da-cana e pelas ninfas de cigarrinha-das-raízes foram significativamente menores do que as plantas não infestadas. Houve redução na produtividade de colmos e quantidade de sacarose nas plantas atacadas pelos insetos, que resultaram na menor produtividade de sacarose. A infestação dos dois insetos conjuntamente apresentou menor tendência de produtividade de sacarose. Verificou-se tendência de maior acúmulo do total de compostos fenólicos no caldo da cana das plantas infestadas. / Abstract: The sugarcane borer, Diatraea saccharalis (Fabr.) and spittlebug Mahanarva fimbriolata (Stål) are considered important sugarcane pests. Damage caused by these insect are well known. However, this information was obtained for each species separately. The plant responses to these two pests combined as well the effect on the sugarcane quality are not completely understood yet. Therefore, the aim of this work was to evaluate the behavior of sugarcane plant and quality of raw material under the infestation of these two biotic stressors. The experiment was carried out during 2007/08 season, under field conditions, and comprised six treatments: high and low sugarcane borer infestations, spittle bug nymph infestation, both sugarcane borer and spittlebug infestations combined and controls (uninfested plants). The plots were composed of 4-m2 caged and uncaged sugarcane plants. The photosynthetic levels of sugarcane plants attacked by sugarcane borer and sugarcane borer + spittlebug nymphs were significantly lower than uninfested plants. There was a reduction in the sugarcane stalk yield when plants were attacked by the insects, which resulted in lower sucrose yield. The infestation of both pests combined led to reduced apparent sucrose content. It was verified also a higher content of phenolic compounds in infested-plants cane juice. / Orientador: Odair Aparecido Fernandes / Coorientadora: Márcia Justino Rossini Mutton / Coorientador: Leon George Higley / Banca: Enrico de Beni Arrigoni / Banca: Sérgio Antonio de Bortoli. / Mestre

In den letzten 20 Jahren hat sich der Maiszünsler (<i>Ostrinia nubilalis HÜBNER</i>), aus der Schmetterlingsfamilie der Pyralidae oder Zünsler, zum bedeutendsten tierischen Schädling des Maises (<i>Zea mays</i>) entwickelt. Eine Möglichkeit den Befall des Maiszünslers abzuwenden, bietet der Anbau von <i>Bacillus thuringiensis</i>-Mais (Bt-Mais). Mit Hilfe der Gentechnik wurden Gene des Bakteriums <i>Bacillus thuringiensis</i> übertragen, die einen für Fraßinsekten giftigen Wirkstoff bilden, wodurch die Pflanzen während der kompletten Vegetation vor den Larven des Maiszünslers geschützt sind.<br><br> Ziel des vorliegenden Projektes war es, in einer 3-jährigen Studie die Auswirkungen des großflächigen Anbaus von Bt-Mais auf die ökologische Situation und den Handlungsrahmen des integrierten Pflanzenschutzes komplex zu untersuchen. Dazu wurden in Betrieben im Oderbruch, das als permanentes Befallsgebiet des Maiszünslers gilt, in den Jahren 2002 bis 2004 jährlich zwei Felder mit jeweils einer Bt-Sorte und einer konventionellen Sorte angelegt. Zusätzlich wurden biologische und chemische Maiszünsler-Bekämpfungsvarianten geprüft.<br><br> Durch verschiedene Methoden wie Bonituren, Ganzpflanzenernten, Bodenfallenfänge und Beobachtungen des Wahlverhaltens von (Flug-)insekten konnten Aussagen zum Vorkommen von Insekten und Spinnentieren getroffen werden, wobei hierfür Daten aus Untersuchungen der Jahre 2000 und 2001 im Oderbruch ergänzend herangezogen werden konnten. Durch Ertragsmessungen, Energie- und Qualitätsermittlungen, sowie Fusarium- und Mykotoxinanalysen konnte der Anbau von Bt-Mais als neue Alternative zur Bekämpfung des Maiszünslers bewertet werden.<br><br> Bezüglich des Auftretens von Insekten und Spinnentieren wurden im Mittel der fünfjährigen Datenerhebung beim Vergleich der Bt-Sorte zur konventionellen Sorte, mit Ausnahme der fast 100 %igen Bekämpfung des Maiszünslers, keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Hierfür wurde ein besonderes Augenmerk auf Thripse, Wanzen, Blattläuse und deren Fraßfeinde, sowie mittels Bodenfallenfängen auf Laufkäfer und Spinnen gerichtet.<br><br> Die erwarteten ökonomischen Vorteile wie etwa Ertragsplus oder bessere Nährstoff- und Energiegehalte durch geringeren Schaden beim Anbau von Bt-Mais als Silomais blieben in den Untersuchungsjahren aus. Allerdings zeigten Fusarium- und Mykotoxinanalysen eine geringere Belastung des Bt-Maises, was möglicherweise auf den geringeren Schaden zurückzuführen ist, da beschädigte Pflanzen für Fusarium und Mykotoxine anfälliger sind.<br><br> Desweiteren konnten erste methodische Ansätze für ein auf EU-Ebene gefordertes, den Anbau von Bt-Mais begleitendes Monitoring, erarbeitet werden. So konnten Vorschläge für geeignete Methoden, deren Umfang sowie des Zeitpunktes der Durchführungen gemacht werden. / In the last 20 years the European corn borer (<i>Ostrinia nubilalis</i>, <i>Pyralidae</i>) has become the most important pest in maize (<i>Zea mays</i>). One of a couple of possibilities to reduce the infestation by the European corn borer is the cultivation of <i>Bacillus thuringiensis</i> maize (Bt maize). Genetic engineering transmitted genes from <i>Bacillus thuringiensis</i>, which produce a substance that is toxic to feeding insects and thus protect plants against the larvae of the European corn borer during the whole vegetation.<br><br> The present project is a 3-year study to identify the effects of Bt maize growing on the ecological situation and the possibilities of integrated plant protection. From 2002 to 2004, two fields in the Oderbruch region, where Ostrinia nubilalis occurs, were each planted with Bt maize and a conventional maize variety every year. Furthermore, a biological and a chemical strategy against the European corn borer were verified.<br><br> Different methods like counts, harvest of whole plants, pitfall traps and observation the landing behaviour of flying insects were used to determine the abundance of insects and spiders. Furthermore, we could use additional data from studies obtained in the Oderbruch region in 2000 and 2001. The determination of yield, quality and energy content of the crops as well as of the degree of Fusarium infection and contamination by mycotoxins led to the conclusion that the cultivation of Bt maize is a new alternative strategy to control the European corn borer.<br><br> The average occurrence of insects and spiders did not differ significantly between Bt maize and the conventional variety in the 5 years of data recording. The only exception is the almost total control of the European corn borer. Attention was especially paid to thrips, bugs, aphids and their feeding enemies and using ground traps to ground beetles and spiders.<br><br> The expected economic benefits like increased yield or nutrient and energy content of the crop as a result of a minimized damage to silage Bt maize were not achieved in the years under investigation. However, the analysis of Fusarium and mycotoxins indicated a lower exposure of Bt maize, which may result from a lower damage caused by Ostrinia nubilalis, and damaged plants are more susceptible to Fusarium and mycotoxins.<br><br> Furthermore, we developed a first methodological approach for the monitoring procedure of Bt maize growing required by the EU. We have made proposals on appropriate methods, their extent as well as the optimum time of their application.

Invasive plants, animals, insects, and pathogens are a significant problem for land managers and conservationists as they can cause irreparable damage to local ecosystems. The emerald ash borer (EAB), an invasive beetle from China, was discovered in the U.S. in 2002, and has decimated ash populations throughout Michigan. It continues to move through Midwestern and some eastern states, usually killing a tree within 2-4 years of infection. Using a Global Positioning System (GPS) and Geographic Information System (GIS), all trees ≥ 45 cm and all ash ≥ 30 cm in diameter were measured and mapped within a 160 acre old-growth deciduous forest in northern Indiana. EAB was detected in 14 trees throughout the forest. A canopy map was generated, estimating 6.6 percent canopy loss due to EAB. Because of this research, the entire spread of EAB within this forest can now be documented and mapped. The methodological framework used in this research can assist land managers and property owners monitor their land by enabling them to: track changes in tree health more accurately; assess damage by creating forest inventory and canopy maps; and model potential damage over time. / Department of Natural Resources and Environmental Management