Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-17Bitstream added on 2014-06-13T18:56:06Z : No. of bitstreams: 1 davolos_cc_me_jabo.pdf: 358910 bytes, checksum: 020446e7d045944b95dfcb371b8ab71e (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Bacillus thuringiensis é entomopatogênica muito utilizada no controle de insetos-praga e a predição de sua atividade tóxica é realizada por PCR na identificação de genes cry. Assim sendo, este trabalho objetivou elaborar novos oligonucleotídeos iniciadores para a detecção das subclasses cry1Ab, cry1Ac, cry1Ca, cry1Ea e cry1Fa, estudar o potencial de controle de 31 isolados de B. thuringiensis à duas populações de Spodoptera frugiperda por meio de bioensaios e analisar a taxa de expressão dos genes presentes nos isolados por qPCR em tempo real. Um par de oligonucleotídeo iniciador foi elaborado para cada subclasse e dentre os isolados testados 6,5% e 48,5% apresentaram os genes cry1Ab e cry1Ac, respectivamente, nenhum dos isolados apresentou os genes cry1Ca, cry1Ea e cry1Fa. Dentre os 31 isolados, 13 apresentaram mortalidade acima de 75% para as larvas da população de campo e apenas nove para a população de laboratório, mostrando que os isolados controlaram com maior eficiência as larvas da população de campo. A presença dos genes cry1Ab e cry1Ac conjuntamente foi associada à elevado potencial de controle às larvas da população de campo e baixo às larvas da população de laboratório. A expressão do gene cry1Ab, não foi constatada em nenhum dos isolados nas condições analisadas e, para o gene cry1Ac, todos os isolados apresentaram taxa de expressão. Os resultados de expressão foram associados ao potencial de controle das larvas de S. frugiperda das populações testadas, sendo que os elevados níveis de expressão do gene cry1Ac foram associados diretamente a elevado potencial de controle da população de laboratório. / Bacillus thuringiensis is entomopathogenic used for insect control and the prediction of the toxic activity is performed by PCR on the identification of cry genes. Thus, the aim of this research was develop news primers for detection the subclasses cry1Ab, cry1Ac, cry1Ca, cry1Ea and cry1Fa, study the potential control of 31 isolates of B. thuringiensis against two Spodoptera frugiperda populations by bioassays and analyze the rate of gene expression present on the isolates by real-time qPCR. A pair of primer was prepared for each subclass, the genes cry1Ab and cry1Ac were found in 6.5% and 48.5% of the isolates, respectively, and the genes cry1Ca, cry1Ea and cry1Fa were not detected on the isolates. Among the 31 isolates, 13 showed over 75% mortality for the larvae of field population and only nine isolates to the laboratory population, showing that the isolates controlled more efficiently the larvae of the field population. The presence of cry1Ab and cry1Ac genes were correlated to high levels of insecticidal activity for the larvae of field population and low levels control to the laboratory population. The expression of cry1Ab was not found in any of the isolates analyzed and the rates expression of cry1Ac gene was detected in all isolates. The results of gene expression were associated with the potential control to S. frugiperda, and the high levels of cry1Ac gene expression were linked directly to high levels of insecticidal activity for the laboratory population.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV13MA116.pdf: 1108075 bytes, checksum: c9990c26ffbc077d8ea6a109021357c0 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this study was to evaluate the susceptibility of maize cultivars pollinated "landraces" and commercial to S. frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) in laboratory and field. We used commercial maize cultivars recommended for the South region of Brazil (Coodetec 308, 314, 324 and 393, DeKalb 245, 250 and codificado, Pioneer 30R50 and 22S17 Prezzotto), "landraces" obtained from the farmers of the mountain range region of Santa Catarina (Amarelo, Asteca, Branco, Cunha and Lombo baio) and "landraces" commercial (Catarina, Colorado and Fortuna). In bioassays of non-feeding preference were used two leaf sections (9 cm²) of plant in V4-V5 phenological stage. Tests free choice were conducted in petri dishes (25 x 2 cm), released 20 neonate caterpillar or one caterpillar of 3rd instar for each cultivar. Assessments occurred after 24 hours, assessing the number of larvae on each cultivar or defoliation. In no-choice bioassay were used 145 mL pots with two leaf sections, released a 3rd instar caterpillar and after 24 hours, measured leaf area consumed. Tests were conducted in a climatic chamber at 25 ± 1 °C and photoperiod of 14 hours. For the assessment of non-preference for oviposition plants in stages V4-V5 were placed in net cages inside a green house. Were released 15 couples after 72 hours and counted the number of ovipositions on each plant. In the field test were mounted four blocks with plots consisting of four rows of four meters long spaced 0.9 meters between them. We evaluated 10 plants per plot by three evaluators, damage scores from 0 to 9. In antibiosis test the larvae were confined in 145 mL pots and fed on leaves of cultivars. We evaluated the period caterpillar, pupal and pre-pupal, weight of larvae and pupae, fecundity and longevity of couples of male and female singles, conducted in a room at 25 ± 2 °C and 14 hours photophase. In non-preference tests for food-choice, cultivars Coodetec 308, Prezzotto 22S17, Pioneer 30R50 and Dekalb 250 were the least preferred by neonate larvae and grow Dekalb codificado less consumed by the larvae of third instar. In the no-choice test, the cultivars Coodetec 308 and 314, Prezzotto 22S17, Pioneer 30R50 and Dekalb 250 were the least consumed. Among the cultivars "landeaces" in the evaluation of non-preference for feeding, oviposition and damage assessment in the field showed no significant differences, even compared to commercial cultivars Coodetec 324 and Dekalb 245. However the antibiosis test duration was greater during the caterpillar when fed the cultivar Prezzotto 22S17 and greater pupal period to Cunha cultivar. These two cultivars reduced the weight of caterpillars. The cultivar Colorado decreased the number of postures. The longevity of unmated females was decreased by Cunha and Lombo baio cultivars and longevity of males mated by cultivars Loin bay and Colorado. Thus, we can conclude that the commercial maize cultivars and "landraces" exhibit differences in susceptibility to S. frugiperda / O objetivo do trabalho foi avaliar a suscetibilidade de cultivares de milho de polinização aberta crioulos e comerciais a Spodoptera frugiperda (J. E. SMITH, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) em condições de laboratório e campo. Foram utilizados cultivares de milho comerciais recomendados para a região Sul do Brasil (Coodetec 308, 314, 324 e 393, Dekalb 245, 250 e codificado, Pioneer 30R50 e Prezzotto 22S17), crioulos obtidos junto a agricultores da Serra Catarinense (Amarelo, Asteca, Branco, Cunha e Lombo baio) e crioulos comerciais (Catarina, Colorado e Fortuna). Em bioensaios de não-preferência para alimentação foram utilizadas duas seções foliares (9 cm²) de plantas em estágio fenológico V4-V5. Os testes com chance de escolha foram conduzidos em placas de petri (25 x 2 cm), liberadas 20 lagartas neonatas ou uma lagarta de 3° ínstar para cada cultivar. As avaliações ocorreram após 24 horas, avaliando o número de lagartas sobre cada cultivar ou a área foliar consumida. No bioensaio sem chance de escolha foram utilizados potes de 145 mL com duas seções foliares, liberada uma lagarta de 3° instar e após 24 horas, avaliada a área foliar consumida. Os testes foram conduzidos em câmara climatizada a 25 ± 1 °C e fotofase de 14 h. Para a avaliação da não-preferência para oviposição, plantas em estágios V4-V5 foram dispostas dentro de gaiolas teladas em casa-de-vegetação. Foram liberados 15 casais e após 72 horas contou-se o número de posturas sobre cada planta. No teste de campo foram montados quatro blocos com parcelas compostas por quatro linhas de quatro metros de comprimento espaçadas 0,9 metros entre si. Foram avaliadas 10 plantas por parcela por três avaliadores, atribuindo notas de danos entre 0 e 9. No teste de antibiose as lagartas foram confinadas em potes de 145 mL e alimentadas com folhas dos cultivares. Foi avaliado o período de lagarta, pré-pupa e pupa, o peso de lagartas e de pupas, a longevidade e a fecundidade de casais e a longevidade de machos e fêmeas solteiras, conduzidos em sala climatizada a 25 ± 2°C e fotofase de 14 h. Nos testes de não-preferência para alimentação com chance de escolha, os cultivares Coodetec 308, Prezzotto 22S17, Pioneer 30R50 e Dekalb 250 foram os menos preferidos pelas lagartas neonatas e o cultivar Dekalb codificado o menos consumido pelas lagartas de terceiro ínstar. No teste sem chance de escolha, os cultivares Coodetec 308 e 314, Prezzotto 22S17, Pioneer 30R50 e Dekalb 250 foram os menos consumidos. Entre os cultivares crioulos na avaliação da não-preferência para alimentação, oviposição e avaliação de danos em campo não apresentaram diferenças significativas, inclusive comparando com os cultivares comerciais Dekalb 245 e Coodetec 324. No entanto no teste de antibiose houve maior duração no período de lagarta quando se alimentaram do cultivar Prezzotto 22S17 e maior período de pupa com o cultivar Cunha. Estes dois cultivares reduziu o peso de lagartas. O cultivar Colorado diminuiu o número de posturas. A longevidade das fêmeas não-acasaladas foi diminuída pelos cultivares Lombo baio e Cunha e a longevidade dos machos acasalados pelos cultivares Lombo baio e Colorado. Dessa maneira, pode-se concluir que há cultivares de milho comerciais e crioulos que apresentam diferenças quanto a suscetibilidade a S. frugiperda

Plantas transgênicas que expressam toxinas de Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) têm sido amplamente utilizadas para o controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) no Brasil. Entretanto, a evolução da resistência é um dos maiores entraves para a continuidade do uso desta tecnologia. Para subsidiar programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI), foram conduzidos estudos para o aprimoramento dos programas de manejo da resistência de S. frugiperda a tecnologias Bt. Foram realizadas estudos para determinar a dominância funcional da resistência de S. frugiperda a tecnologias Bt mediante a avaliação da sobrevivência de larvas neonatas provenientes das linhagens de S. frugiperda resistentes ao milho Herculex® que expressa a proteína Cry1F (HX-R), ao milho YieldGard VT PRO™ que expressa as proteínas Cry1A.105 e Cry2Ab2 (VT-R), ao milho PowerCore™ que expressa as proteínas Cry1A.105, Cry2Ab2 e Cry1F (PW-R), e ao milho Agrisure Viptera™ que expressa a proteína Vip3Aa20 (Vip-R), além da linhagem suscetível (Sus) e de suas respectivas linhagens heterozigotas em diversas tecnologias de milho e algodão Bt. Posteriormente, um método prático para o monitoramento fenotípico da suscetibilidade a diferentes tecnologias de milho e algodão Bt foi testado a partir da avaliação da sobrevivência de larvas neonatas em folhas de plantas Bt em populações de S. frugiperda provenientes dos Estados do Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Goiás e Bahia na safra agrícola 2014/15. E por último, a estimativa da frequência de alelos de resistência de S. frugiperda a Vip3Aa20 foi validada pelo método de F1 screen. Em geral, observou-se alta mortalidade dos heterozigotos nas tecnologias Bt testadas, comprovando que a resistência de S. frugiperda a proteínas Bt é funcionalmente recessiva o que suporta a estratégia de refúgio em programas de MRI. Verificou-se também que linhagens resistentes a eventos que expressam proteínas Cry não sobrevivem em tecnologias que expressam proteína Vip. No monitoramento prático da suscetibilidade a tecnologias Bt, sobrevivência larval superior a 70% foi observada para populações de campo do Paraná, Goiás e Bahia no milho Herculex®. Em tecnologias de milho PowerCore™ e YieldGard VT PRO™ houve sobrevivência larval variando de 1,1 a 17,9%. Em contraste, não houve sobreviventes em tecnologias de milho Viptera™. Em algodão WideStrike® que expressa as proteínas Cry1Ac e Cry1F, sobrevivência acima de 41% foi observada para populações de campo de S. frugiperda. A sobrevivência larval em Bollgard II® que expressa as proteínas Cry1Ac e Cry2Ab2 variou de 14 a 40%. No algodão TwinLink® que expressa as proteínas Cry1Ab e Cry2Ae, a sobrevivência larval das populações foi menor que 20%. O método de F1 screen foi eficiente na detecção de alelos de resistência a Vip3Aa20 em populações de S. frugiperda provenientes de diferentes regiões produtoras de milho no Brasil na safra 2014/2015. De 263 isofamílias testadas, foram detectadas três isofamílias positivas oriundas do Paraná, Mato Grosso e Goiás. A frequência de resistência estimada a Vip3Aa20 variou de 0,0140 a 0,0367 nas populações avaliadas, sendo que a frequência total foi de 0,0076. Neste estudo, fornecemos informações para refinar as estratégias de MRI, além de introduzir novas técnicas para monitorar a resistência de S. frugiperda a tecnologias Bt no Brasil. / Transgenic plants expressing toxins from Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) have been widely used to the control of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) in Brazil. However, the resistance evolution is one of the major threats to the continuous use of this technology. To subsidize Insect Resistance Management (IRM), studies were conducted to improve S. frugiperda resistance management programs to Bt technologies. Studies to determine functional dominance of resistance of S. frugiperda to Bt technologies were conducted by evaluating neonate larval survival of S. frugiperda strains resistant to Herculex® maize expressing Cry1F protein (HX-R), to YieldGard VT PRO™ maize expressing Cry1A.105 and Cry2Ab2 proteins (VT-R), to PowerCore™ maize expressing Cry1A.105, Cry2Ab2 and Cry1F proteins (PW-R) and to Agrisure Viptera™ maize expressing Vip3Aa20 protein (Vip- R), in addition to susceptible strain (Sus) and the respective heterozygous strains in several Bt maize and cotton technologies cultivated in Brazil. Then, a practical method for phenotypic resistance monitoring of several Bt maize and cotton were tested, based on neonate larval survival on Bt leaf tissue in S. frugiperda populations collected from Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Goiás and Bahia States. Finally, the F1 screen method was validated to estimate the frequency of Vip3Aa20 resistance alleles in S. frugiperda. In general, high mortality of heterozygous individuals was observed on Bt technologies, confirming that resistance of S. frugiperda to Bt proteins is functionally recessive and supporting the importance of refuge areas in IRM programs. No larval survival on Vip expressing maize was found with strains of S. frugiperda resistant to maize expressing Cry toxins. In the practical resistance monitoring, more than 70% of larval survival in field populations of S. frugiperda from Paraná, Goiás and Bahia was detected in Herculex® maize. Larval survival on PowerCore™ and YieldGard VT PRO™ maize technologies ranged from 1.1 to 17.9%. In contrast, no larval survival of field populations was observed on Viptera™ maize technologies. On WideStrike® cotton, more than 41% larval survival was observed in field populations of S. frugiperda. The larval survival was on Bollgard II® ranged from 14 to 40%. In TwinLink® the larval survival was lower than 20%. The F1 screen method was efficient in detecting Vip3Aa20 resistance alleles in field populations of S. frugiperda. From a total of 263 isofamily lines tested, three positive isofamily lines from Paraná, Mato Grosso and Goiás were found. The frequency of Vip3Aa20 resistance alleles ranged from 0.0140 to 0.0367, with overall frequency of 0.0076. In this study, we provide valuable information to improve IRM strategies and propose new methods to monitor resistance of S. frugiperda to Bt technologies in Brazil.

A partir de 24 amostras de solos foram isoladas 461 colônias bacterianas, sendo que destas 190 foram identificadas como Bacillus thuringiensis (Bt). A relação entre as características químicas das amostras de solos e a presença do patógeno pode ser expressa por iBt = -0,4 + 0,6Ca + 0,07Cu + 0,009Fe - 0,53Mg -0,12Mn + 1,26Zn. Dentre os 83 isolados de Bt testados para o controle de Spodoptera frugiperda, o ESALQ 3.7 mostrou-se mais promissor para o controle desta praga, causando 86,6% de mortalidade em lagartas provenientes da população de São Paulo, com uma CL50 estimada de 0,749 x 108 esporos/mL. Esse isolado possui as toxinas Cry1Ac, Cry1C e Cry1E que justificam sua eficiência para S. frugiperda. Toxinas da classe Cry1 foram encontradas em 72% dos isolados testados contra este inseto. Foram observadas diferenças na suscetibilidade entre as três populações (São Paulo, Minas Gerais e Rio Grande do Sul) da lagarta-do-cartucho do milho para 49,4% dos isolados testados e na população de São Paulo, alguns isolados afetaram os parâmetros biológicos das lagartas sobreviventes aos tratamentos. A persistência do Dipel foi superior às outras formulações de Bt, até 27 horas depois da aplicação dos tratamentos (65.772 esporos/mL), porém sua meia vida (p = 17,54 horas) foi inferior ao Ecotech e Bac-Control. O estudo da persistência do isolado ESALQ 3.7 foi prejudicado por fatores bióticos e abióticos tanto em campo como em casa-de-vegetação, que comprometeram a validação dos resultados. Não foi verificada diferença estatística significativa nas notas da escala de dano causado pela lagarta-do-cartucho na testemunha e o tratamento com o isolado ESALQ 3.7. Nos estudos de interação com outros entomopatógenos observou-se que entre Bt e Heterorhabditis sp. ocorreu interação positiva, variando de efeito aditivo a sinergismo subaditivo, de acordo com a concentração do nematóide. Entre Bt e os fungos entomopatogênicos Beauveria bassiana e Nomuraea rileyi foi verificada interação negativa (antagonismo) e entre um vírus de poliedrose nuclear e Bt a interação foi negativa e positiva (efeito aditivo), dependendo da concentração do vírus. / From 24 soil samples about 461 bacterial colonies have been isolated, and 190 were identified as Bacillus thuringiensis (Bt). The relation between soil chemical characteristics and the presence of this pathogen may be expressed by the equation iBt = -0,4 + 0,6Ca + 0,07Cu + 0,009Fe - 0,53Mg -0,12Mn + 1,26Zn. Among 83 Bt isolates assayed against Spodoptera frugiperda, the ESALQ 3.7 was the most effective to control this pest, causing 86.6% of mortality to São Paulo larvae, with an estimated LC 50 of 0.749 x 108 spores/mL. This isolate has the toxins Cry1Ac, Cry1C e Cry1E that justify its efficiency against S. frugiperda. The Cry1 toxins were found in 72% of isolates assayed for this pest. There have been observed differences in the susceptibility among three fall armyworm populations (São Paulo, Minas Gerais e Rio Grande do Sul) to 49.4% of the assayed isolates, and some of them affected the biological parameters of the São Paulo larvae. The Dipel persistence was higher than the others Bt based products, until 27 hours after application (65.772 spores/mL), but its half life (p = 17.54 hours) was lower than Ecothech and Bac-Control. The study of ESALQ 3.7 persistence was prejudiced by biotic and abiotic factors in field condition and at the greenhouse conditions, that consequently constrained the data validation. About the isolate ESALQ 3.7 efficiency in the field, there was no statistical differences in the damage caused by fall armyworm in the control and treatment. In the interaction studies with other entomopathogens, it was observed a positive interaction between Bt and Heterorhabditis sp. This interaction varied from na additive effect to a subadditive sinergism, according to nematode concentration. Between Bt and entomopathogenic fungi Beauveria bassiana e Nomuraea rileyi it was observed a negative interaction (antagonism). Also, the interaction between a poliedrosis nuclear vírus and Bt varied according to the virus concentration.

A estratégia de pirâmide de genes tem sido explorada para retardar a evolução da resistência de insetos a plantas geneticamente modificadas que expressam proteínas inseticidas de Bacillus thuringiensis Berliner (Bt). No Brasil, às tecnologias de milho YieldGard VT PRO™ (VT PRO) e PowerCore™ (PW) que expressam as proteínas Cry1A.105/Cry2Ab2 e Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry1F, respectivamente, foram liberadas para uso comercial em 2009. Para subsidiar programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI) foram conduzidos trabalhos para avaliar o risco de evolução da resistência de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) ao milho VT PRO e PW. Inicialmente foram realizados estudos para avaliar a atividade biológica de proteínas Bt expressas em diferentes estruturas da planta de milho VT PRO e PW sobre S. frugiperda e monitorar a suscetibilidade a Cry1A.105 e Cry2Ab2 em populações da praga coletadas em diferentes regiões geográficas do Brasil durante as safras de 2011 a 2014. Houve 100% de mortalidade de neonatas de S. frugiperda quando expostas ao tecido foliar de milho VT PRO e PW. No entanto, em estilo-estigmas e grãos, a mortalidade foi inferior a 50 e 6% respectivamente. Variabilidade geográfica na suscetibilidade de populações S. frugiperda a Cry1A.105 e Cry2Ab2 foi detectada, com reduções significativas na suscetibilidade a essas proteínas para algumas populações de 2011 a 2014. A técnica de \"F2 screen\" foi utilizada para a caracterização da resistência de S. frugiperda ao milho VT PRO e PW a partir de populações coletadas na safra de 2012. Verificou-se uma alta variabilidade na frequência fenotípica de isofamílias resistentes ao milho VT PRO e PW, sendo que as maiores frequências foram observadas em populações coletadas na região Central do Brasil. Com a técnica de \"F2 screen\" foi possível selecionar linhagens resistentes ao milho VT PRO e PW, denominadas de RR-2 e RR-3 respectivamente. Tanto a linhagem RR-2 quanto a RR-3 que foram criadas por 18 gerações consecutivas nos respectivos eventos de milho Bt apresentaram razões de resistência superiores a 3300, 2700 e ≈ 10 vezes a Cry1A.105, Cry1F e Cry2Ab2, respectivamente. Cruzamentos recíprocos das linhagens RR-2 e RR-3 com uma linhagem suscetível de referência revelaram que o padrão da herança da resistência é autossômica recessiva. A recessividade genética da resistência também foi confirmada pela mortalidade completa de indivíduos heterozigotos (descendentes provenientes de cruzamentos entre as linhagens RR-2 ou RR-3 com a linhagem suscetível) em tecidos de milho VT PRO e PW, demonstrando que esses eventos atendem ao conceito de alta dose para o MRI. Em retrocruzamentos da progênie F1 dos cruzamentos recíprocos com as linhagens resistentes confirmou-se a hipótese de que a resistência é poligênica. A presença de custo adaptativo associado à resistência foi verificada para as linhagens RR-2 e RR-3, porém ausente para os indivíduos heterozigotos, baseado nos parâmetros biológicos avaliados. Neste estudo fornecemos a primeira evidência do potencial de evolução da resistência de S. frugiperda a eventos de milho Bt piramidados e informações para o refinamento das estratégias de MRI para preservar a vida útil das tecnologias de milho Bt para o controle de S. frugiperda no Brasil. / The strategy of pyramid of genes has been exploited to delay the evolution of insect resistance to genetically modified crops expressing insecticidal proteins from from Bacillus thuringiensis Berliner (Bt). In Brazil, YieldGard VT Pro™ (VT PRO) and PowerCore™ (PW) corn technologies expressing Cry1A.105/Cry2Ab2 and Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry1F proteins respectively were released for commercial use in 2009. Resistance risk assessment were conducted to support an Insect Resistance Management (IRM) program of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) to VT PRO and PW corn. Initially, studies were conducted to evaluate the biological activity of Bt proteins expressed in different plant structures of VT PRO and PW corn on S. frugiperda and to monitor the susceptibility to Cry1A.105 and Cry2Ab2 in pest populations collected from different geographical regions in Brazil from 2011 to 2014 growing seasons. The mortality of neonate larvae of S. frugiperda was 100% when fed on leaf tissue of VT PRO and PW corn. However, the larval mortality when fed on silks and grains was less than 50 and 6% respectively. A geographical variation in the susceptibility of S. frugiperda to Cry1A.105 and Cry2Ab2 proteins was detected among populations, with significant reduction in susceptibility to these proteins in some populations from 2011 to 2014. The F2 screen technique was used to characterize the resistance of S. frugiperda to VT PRO and PW corn from populations sampled in 2012 growing season. High variability in the frequency of resistant phenotypic isofamilies to VT PRO and PW corn was obtained with higher frequencies in S. frugiperda populations from Midwestern region of Brazil. Resistant populations to VT PRO and PW corn were selected by using F2 screen which were designated as RR-2 and RR-3 strains respectively. Both RR-2 and RR-3 strains reared on respective Bt maize events for 18 consecutive generations showed resistance ratios greater than 3,300; 2,700 and ≈ 10-fold to Cry1A.105, Cry1F and Cry2Ab2 respectively. Reciprocal crosses of RR-2 and RR-3 strains with a susceptible reference strain revealed that the inheritance of resistance is autosomal recessive. The genetic recessiveness of the resistance was also confirmed by the complete mortality of heterozygous individuals (offspring from the crosses between RR-2 or RR-3 strains with susceptible strain) on VT PRO and PW corn leaf tissues, indicating that these events meet the concept of high-dose for IRM strategies. Backcrosses of F1 progenies with both resistant strains revealed that resistance is polygenic. Fitness costs associated with resistance were found in RR-2 e RR-3 strains but not in heterozygous individuals, based on life history traits. In this study, we reported the first evidence of the potential of S. frugiperda to evolve resistance to pyramided Bt corn events, as well as provide valuable information to support the current IRM strategies to preserve the useful life of Bt corn technologies for S. frugiperda control in Brazil.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-08-25T14:50:11Z No. of bitstreams: 1 Glaucilane dos Santos Cruz.pdf: 1404639 bytes, checksum: 8592fadc156629fc753774365392d2ce (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-25T14:50:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Glaucilane dos Santos Cruz.pdf: 1404639 bytes, checksum: 8592fadc156629fc753774365392d2ce (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The study had the following objectives: 1. To test the oil action of Eucalyptus staigeriana F., Ocimum gratissimum L. and Foeniculum vulgare Mill. by contact topic at sublethal doses on biological and reproductive parameters of Spodopera Frugiperda (J.E. Smith); 2. To determine the chemical composition and insecticidal activity of the oils of F. vulgare, O. basilicum L., E. staigeriana, Eucalyptus citriodora Hook, O. gratissimum and their major compounds limonene, trans-anethole, citronellal and linalool on mortality of S. frugiperda and 3. To evaluate the effects of compounds limonene, trans-anethole and limonene+trans-anethole on nutrition, reproduction and testicular apoptosis of this pest. The results showed that the oils of E.staigeriana and F.vulgare at LD20 and LD40 interfered on the biology of S. frugiperda. However, O. gratissimum presented a better result, changing many biological and reproductive parameters in all LD. Chromatographic analysis of the oils showed that the most commonly found were limonene, trans-anethole and methyl chavicol. All oils showed an insecticidal activity, but the highest activity was obtained from trans-anethole with an LD50 of 0.027 mg/g insect, obtaining a toxicity ratio of 1194.07, followed of the oils that presented the substance in the constitution. All treatments reduced the amount of lipids, protein, total sugars and glycogen when compared to the control. However, the most significant result was obtained with the association, except that glycogen did not differ between treatments. All treatments reduced the egg number, oviposition period and adult longevity, when compared to the control. There was no change in the pre-oviposition and post-oviposition parameters. The testicles of the treated larvae with the combination of trans-anethole + limonene and isolated limonene showed apoptosis. It was concluded all oils tested and composed of trans-anethole isolated or associated with limonene present promising results in the control of this important pest. / A pesquisa teve os seguintes objetivos: 1. Testar ação dos óleos de Eucalyptus staigeriana F., Ocimum gratissimum L. e Foeniculum vulgare Mill. por contato tópico, em doses subletais, nos parâmetros biológicos e reprodutivos de Spodoptera Frugiperda (JE Smith); 2. Determinar a composição química e atividade inseticida dos óleos de F. vulgare, Ocimum basilicum L., E. staigeriana, Eucalyptus citriodora Hook, O. gratissimum e dos seus compostos majoritários limoneno, trans-anethole, citronelal e linalool sobre S. frugiperda e; 3. Estudar os compostos limoneno, trans-anethole e limoneno+trans-anethole na nutrição, reprodução e apoptose testicular dessa praga. Os resultados desmonstraram que os óleos de E. staigeriana, e F. vulgare nas DL20 e DL40 interferiram na biologia de S. frugiperda. Contudo, o óleo de O. gratissimum apresentou melhor resultado alterando diversos parâmetros biológicos e reprodutivos, em todas as DL’s. A análise cromatográfica dos óleos demonstrou que os compostos mais comuns foram o limoneno, trans-anethole e o methil chavicol. Todos os óleos demonstraram atividade inseticida, sendo a maior obtida com o composto trans-anethole, apresentando DL50 de 0,027 mg/g de inseto, e razão de toxicidade de 1194,07, seguido dos óleos que apresentaram essa substância na sua constituição. Todos os tratamentos reduziram a quantidade de lipídeos, proteínas, açúcares totais e glicogênio quando comparados à testemunha. Entretanto, os resultados mais expressivos foram obtidos com a associação, exceto o de glicogênio que não apresentou diferença entre os tratamentos. Todos os tratamentos reduziram a quantidade de ovos, período de oviposição e longevidade dos adultos de S. frugiperda, em comparação com a testemunha. Não houve alteração nos parâmetros de pré-oviposição e pós-oviposição. Os testículos das lagartas tratadas com a associação do trans-anethole+limoneno e com o limoneno isolado apresentaram apoptose. Conclui-se que todos os óleos testeados e seu constuinte trans-anethole isolado ou associado ao limoneno apresentam-se promissores para o controle de S. frugiperda.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-11-23T13:13:53Z No. of bitstreams: 1 Alicely Araujo Correia.pdf: 1178729 bytes, checksum: 007e1cb0c61d3a8f7fdcf0344b043ecf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-23T13:13:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alicely Araujo Correia.pdf: 1178729 bytes, checksum: 007e1cb0c61d3a8f7fdcf0344b043ecf (MD5) Previous issue date: 2008-02-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) is the main pest of corn crops. The control of S. frugiperda requires various insecticide applications that might result on selection of resistant populations and environmental contamination. A promising alternative toward the control of this pest is the use of vegetal insecticides such as neem, Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae). Few data exist related to the immunologic and histophysiologic reactions of S. frugiperda larvae under neem treatment. Thus, the present research had as objectives: (a) to characterize and to quantify the hemocytes of S. frugiperda larvae pre- and post-treatment with concentrations 0.5 and 1.0% of neem (Neemseto®) on the intervals of 48, 96, 144, 192 and 240h; (b) to describe, histologically, the food channel of the larvae; (c) to characterize the effect of the concentrations 0.5 and 1.0% of neem, in the same evaluation intervals after treatment, on the histophysiology of midgut; (d) to quantify the regenerative cells and; (e) to analyze,histochemically, the secretion product of midgut. Six types of hemocytes were identified in the hemolymph of S. frugiperda larvae: Adipohemocytes, Spherulocytes, Granulocytes, Eonocytoids, Plasmatocytes and Prohemocytes. And, the most abundant hemocytes were Granulocytes and Plasmatocytes. The counting of hemocytes showed effects as function of neem concentrations onthe hemocytary dynamics and possivelmente the endocrine events, contributing for mortality and observed morphologic abnormalities. Despite of expressive larval mortality and of effects with neem at concentration 1.0%, both concentrations (0.5 and 1.0%) modified the cellular immunity of the larvae. Histophysiological alterations occurred as function of tested neem concentrations and time after treatment observed as: degeneration of the epithelium and musculature of the midgut, reduction of regenerative cells and the secretory activity of this region, in the two concentrations of neem. These alterations, however, were observed for larvae treated with neem at concentration 1.0% already from 96h after treatment. These results demonstrate the insecticide activity of the commercial formulation neem (Neemseto®) in both tested concentrations, on thehistophysiology of midgut and on the immunologic reactions of S. frugiperda larvae. / Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) é a principal praga da cultura do milho. Seu controle demanda elevado número de aplicações de inseticidas sintéticos, podendo ocasionar seleção de populações resistentes e contaminação ambiental. Uma alternativa promissora para o controle deste inseto é a utilização de substâncias com ação inseticida oriundas de plantas como o nim, Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae). Contudo, os aspectos relacionados às reações imunológicas e histofisiológicas de lagartas de S. frugiperda, promovidos pela interação com o nim, ainda são pouco estudados. Assim, a presente pesquisa teve como objetivos: (a) caracterizar e realizar a contagem diferencial dos hemócitos de lagartas de S. frugiperda, antes e após o tratamento com nim (Neemseto®) nas concentrações 0,5 e 1,0%, nos intervalos de 48, 96, 144, 192 e 240h; (b )descrever, histologicamente, o canal alimentar dessas lagartas; (c) caracterizar o efeito das concentrações 0,5 e 1,0% do nim, nos mesmos intervalos deavaliação após tratamento, sobre a histofisiologia do mesêntero; (d) quantificar as células regenerativas e; (e) analisar, histoquimicamente, o produto de secreção do mesêntero. Na hemolinfa das lagartas de S. frugiperda foram identificados seis tipos de hemócitos: Adipohemócitos, Esferulócitos, Granulócitos, Oenocitóides, Plasmatócitos e Prohemócitos, sendoos Granulócitos e Plasmatócitos mais freqüentes. A contagem diferencial dos hemócitos revelou um efeito concentração-dependente do nim, afetando a dinâmica hemocitária e possivelmente os eventos endócrinos, contribuindo para a mortalidade e anormalidades morfológicas observadas. Apesar da mortalidade e dos efeitos ocorrerem de forma mais expressiva no tratamento com nim a 1,0%, ambas as concentrações (0,5 e 1,0%) alteraram a imunidade celular das lagartas. Foram observadas alterações histofisiológicas que variaram de intensidade de acordo com o tempo e as concentrações, tais como: degeneração do epitélio e da musculatura do mesêntero, redução de células regenerativas e da atividade secretora desta região, nas duas concentrações do nim. Porém, estas alterações foram observadas nas lagartas tratadas com nim a 1,0% já a partir de 96h após o tratamento. Esses resultados demonstram a atividade inseticida da formulação comercial de nim(Neemseto) em ambas as concentrações testadas, na histofisiologia do mesêntero e nas reações imunológicas de lagartas de S. frugiperda.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-11-24T12:33:10Z No. of bitstreams: 1 Eduardo Moreira Barros.pdf: 309180 bytes, checksum: edea775b3717bccf19c158fb0d7bf220 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T12:33:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo Moreira Barros.pdf: 309180 bytes, checksum: edea775b3717bccf19c158fb0d7bf220 (MD5) Previous issue date: 2009-02-02 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lep.: Noctuidae), is a cosmopolitan pest attacking several important plants. This work investigated the host selection and the life history characteristics for S. frugiperda fed corn, millet, cotton and soybean plants. Selection of hosts for oviposition was studied in plastic greenhouse using the host plants cultivated in micro-parcels with five plants each. The host colonization by S. frugiperda larvae was also studied in micro-parcels, in the field, and development and reproduction in the laboratory. Females of S. frugiperda did not select a specific host for laying eggs among the studied hosts regardless their phenology: before or after setting the reproductive structures. The success of colonization by neonate larvae, measured based on the number of surviving larvae and their weight after 10 days from releasing, showed no difference among the hosts for larval weight, but greater number of larvae was found on millet. Female moths from larvae fed cotton in the field were less fecund (1144.7 eggs) and lower longevity (13.3 days). The overall results fromfertility life table parameters estimated for individuals reared during the larval stage in the field highlighted the millet as the host more favorable to S. frugiperda. The study in the laboratory using leaves of each host, and the combination of leaf and boll of cotton as diet for S. frugiperda yielded low success of boll colonization by neonate larvae compared to only leaf. S. frugiperdafed cotton bolls exhibited longer larval, pupal and adult stages, and lower egg production. However, larvae fed leaf plus cotton bolls exhibited similar performance to corn and cotton leaves. Based on the results, the millet currently used in the crop systems with soybean, corn or cotton, is a potential host for S. frugiperda while, cotton was intermediate diet compared to corn and soybean / A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lep.: Noctuidae) é uma praga cosmopolita importante para várias culturas. Assim, este trabalho investigou a seleção hospedeira e história de vida de S. frugiperda em milho, milheto, algodão e soja, conduzindo-se estudos de preferência de oviposição entre hospedeiros, em casa telada, e colonização de lagartas de S. frugiperda nos respectivos hospedeiros em campo, bem como desenvolvimento e reprodução em condições de laboratório. Adultos de S. frugiperda não demonstraram preferência hospedeira, independente do estádio fenológico desses (antes ou após emissão de estruturas reprodutivas). O sucesso de colonização, em campo, medido pelo peso e número de lagartas aos 10 dias após a liberação, mostrou não haver diferença no peso de lagartas entre os hospedeiros, entretanto maior número de lagartas foi encontrado no milheto. Fêmeas oriundas de lagartas criadas em algodão no campo, produziram menor número de ovos (1144,7) e tiveram a menor longevidade (13,3 dias).Os resultados da tabela de vida de fertilidade estimada para indivíduos criados durante a fase de lagarta em campo demonstram que o milheto foi o hospedeiro mais favorável ao desenvolvimento de S. frugiperda. O estudo de laboratório empregando folhas dos hospedeiros e a combinação de folha e maçã do algodoeiro como dieta mostrou baixo sucesso de colonização da maçã do algodoeiro por lagartas neonatas em relação a folhas de todos os hospedeiros. S. frugiperdacriadas em apenas maçã do algodão apresentaram maiores durações da fase de larva, pupa e adulta e, uma menor produção de ovos. No entanto, lagartas criadas em folhas mais maçã de algodão obtiveram desenvolvimento semelhante a, apenas, folhas de algodão e milho. Com base nos resultados o milheto como integrante do sistema de produçcão é um hospedeiro potencial para S. frugiperda, enquanto que folhas mais maçã do algodoeiro foram dietas intermediárias em comparação ao milho e soja.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-12-01T14:58:58Z No. of bitstreams: 1 Franklin Magliano da Cunha.pdf: 1121804 bytes, checksum: 66cbfdb39feb9b059c8f94887174e30c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-01T14:58:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franklin Magliano da Cunha.pdf: 1121804 bytes, checksum: 66cbfdb39feb9b059c8f94887174e30c (MD5) Previous issue date: 2011-02-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Despite of the Bt formulation and transgenic Bt plants efficiency against several lepidopteran species, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) exhibits low susceptibility to the majority of them. The reasons to this low susceptibility specifically to toxins Cry1Ac and Cry1Ab are not fully clarified. Also, it is possible that species moderately or not susceptible to Cry1Ac can convey the toxin to the third trophic level. This study investigated response of S. frugiperda related to Bt with three hypotheses about its low suscepbility: regenerative cells from midgut are activated by Cry1Ac protein and renovate the epithelial cells (i) in hemolymph they increase the nitric oxide and phenoloxidases as a toxin response (ii) and the tolerance is associated to the qualitative and quantitative variations from hemocytes. We still tested the hypothesis that S. frugiperda fed with Bt-cotton can induce alterations in the ultrastructure and histochemistry of digestive cells, in humoral parameters, hemogram and ultrastructure of hemocytes of Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae), a generalist predator. It was concluded that Cry1Ac in Bt-cotton is not toxic enough to kill the armyworm, but it induce to humoral and cellular alterations as signal of response to xenobiotic. The Cry1Ac toxin ingested by S. frugiperda can expose the third trophic level (P. nigrispinus) and it causes alterations in the distribution of glycogen, lipids and calcium caused by perimicrovillar matrix disorganization. The TEM revealed the presence of spherocrystals that appear to be involved in the defense against the toxin. The humorals parameters and the hemogram of P. nigrispinus are not affected when they are reared with prey S. frugiperda fed daily with leaf Bt-cotton. However it is capable of induces little modifications in granulocytes and plasmocytes. / Apesar da eficiência de formulações Bacillus thuringiensis (Bt) e plantas transgênicas Bt contra vários lepidópteros, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) apresenta baixa suscetibilidade a maioria deles. As razões dessa baixa suscetibilidade especificamente para toxinas Cry1Ac e Cry1Ab não estão totalmente esclarecidas. É possível que espécies moderadamente ou não suscetíveis ao Cry1Ac possam adquirir essa toxina e expô-la ao terceiro nível trófico. Este estudo investigou a resposta de S. frugiperda relacionadas ao Bt baseado em três hipóteses sobre sua baixa suscetibilidade: células regenerativas do intestino médio são ativadas pela toxina Cry1Ac e renovam as células epiteliais (i), na hemolinfa aumentam a produção de óxido nítrico e fenoloxidase como resposta à toxina (ii), e a tolerância está associada a variações qualitativas e quantitativas dos hemócitos. Testamos ainda a hipotese de que o consumo de S. frugiperda alimentadas com algodão Bt pode levar a alterações na ultraestrutura e histoquímica das células digestivas, nos parâmetros humorais, hemograma e ultraestrutura dos hemócitos de Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae). Conclui-se que toxina Cry1Ac no algodão Bt não é suficientemente tóxica para matar as lagartas, mas induz alteração humoral e celular como sinal de resposta a um xenobiótico. A toxina Cry1Ac ingerida por S. frugiperda pode expor o terceiro nível trófico (P. nigrispinus) e ocasionar alterações na distribuição de glicogênio, lipídios e cálcio em decorrência da desorganização da matriz perimicrovilar. O Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET) revelou a presença de esferocristais que parecem estar envolvidos na defesa contra toxina. Os parâmetros humorals e o hemograma de P. nigrispinus não são afetados quando são criados com presa S. frugiperda alimentadas diariamente com folhas frescas de algodão Bt. No entanto, é capaz de induzir modificações pequenas em granulócitos e plasmócitos.

Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) tem sido uma das pragas mais importantes da cultura do milho no Paraguai e Brasil. Este trabalho foi realizado para subsidiar programas de manejo de resistência no Paraguai, reconhecendo-se a proximidade das fronteiras agrícolas desse país com Brasil e a alta capacidade de dispersão de S. frugiperda. Para tanto, foram realizados estudos de caracterização da suscetibilidade aos inseticidas lufenuron e flubendiamide e de diversidade genética e o fluxo gênico em populações de S. frugiperda coletadas nas principais regiões produtoras de milho do Paraguai e de dois Estados fronteiriços do Brasil (Mato Grosso do Sul e Paraná). O método de bioensaio para a caracterização das linhas-básica de suscetibilidade foi o de tratamento superficial da dieta artificial com o inseticida. As variações na suscetibilidade a lufenuron e flubendiamide entre as populações de S. frugiperda testadas foram baixas (< 4 vezes), comparando-se as populações das regiões Oriental e Ocidental do Paraguai que apresentam caraterísticas climáticas distintas ou entre as populações do Paraguai e do Brasil. Para o monitoramento da suscetibilidade de populações de S. frugiperda no Paraguai foram definidas as doses diagnósticas, baseada na DL99, de 0,16 &mu;g de lufenuron.cm-2 (equivalente a 10 &mu;g de lufenuron.mL-1 de água) e 2,84 &mu;g de flubendiamide.cm-2 (180 &mu;g de flubendiamide.mL-1 de água). Mediante o uso de 12 loci microssatélites, foram verificadas maior diversidade genética dentro das populações (87,70%) quando comparada entre as populações de cada país (9,91%) e entre países (2,39%). Sendo assim, não foi constatada alta estruturação genética entre as populações de S. frugiperda coletadas no Paraguai e Brasil. As populações do Paraguai mostraram-se mais distintas entre si quando comparadas com as populações do Brasil. Nossos resultados apontam baixa estruturação genética e moderado/alto fluxo gênico entre as localidades de coleta de populações de S. frugiperda e entre as populações do Paraguai e Brasil. Os resultados obtidos na presente pesquisa servirão para a implementação de um programa de manejo da resistência de S. frugiperda a inseticidas no Paraguai, com ênfase na necessidade de ações no âmbito regional considerando os estados fronteiriços do Brasil. / Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) has been one of the most important corn pests in Paraguay and Brazil. This research was conducted to collect information to insect resistance management programs in Paraguay considering the proximity of agricultural borders of this country with Brazil and the high dispersal capacity of S. frugiperda. We conducted studies to characterize the susceptibility to the insecticides lufenuron e flubendiamide and to evaluate the genetic diversity and gene flow among S. frugiperda populations collected from major corn-producing regions in Paraguay and two frontier States of Brazil (Mato Grosso do Sul and Paraná). The bioassay method to characterize the baseline susceptibility was the diet surface treatment with the insecticide. The variation in the susceptibility to lufenuron and flubendiamide among S. frugiperda populations tested was low (< 4-fold) by comparing populations from Estearn and Western regions of Paraguay with distinct climatic conditions or populations from Paraguay and Brazil. For susceptibility monitoring to lufenuron and flubendiamide in S. frugiperda populations in Paraguay, we defined the diagnostic doses based on LD99 of 0.16 &mu;g of lufenuron.cm-2 (equivalent to 10 &mu;g of lufenuron.mL-1 of water) and 2,84 &mu;g of flubendiamide.cm-2 (180 &mu;g of flubendiamide.mL-1 of water). Using 12 microsatellite loci, higher genetic diversity within populations (87.70%) than among populations within each country (9.91%) and between countries (2.39%). Thus, there was no high genetic structure between S. frugiperda populations collected in Paraguay and Brazil. The populations of S. frugiperda from Paraguay were more distinct among themselves when compared with the populations from Brazil. Our results suggest low genetic structure and moderate/high gene flow among different sampling locations of S. frugiperda populations as well as between populations from Paraguay and Brazil. The results obtained in this research will support the implementation of resistance management programs of S. frugiperda to inseticides in Paraguay with focus on the need of plan of actions at regional level considering the border States of Brazil.