Orientador: Ana Maria Lima de Azeredo-Espin / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:52:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_RenatoAssisde_M.pdf: 3247018 bytes, checksum: a5b7660e4e89972955d72629cfd7e2ca (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A pecuária bovina tem significativa importância no contexto sócio-econômico para o país, sendo responsável pela produção anual de mais de 2 milhões de toneladas de carne, uma das principais fontes de proteína animal da dieta do consumidor brasileiro. A alta produtividade deve estar sempre acompanhada de um controle sanitário eficiente desses animais. Os prejuízos econômicos provocados por ecto e endoparasitas estão entre os principais fatores limitantes da produção animal. Dentre os ectoparasitas de maior importância na pecuária nacional e considerada uma das principais pragas, está a Cochliomyia hominivorax (Coquerel), conhecida no Brasil como a mosca da bicheira. Os prejuízos causados pelas infestações dessa espécie vêm através da redução da qualidade do couro e da produção de leite, na perda de peso e fertilidade do hospedeiro, e mortalidade dos animais infestados. No Brasil, o seu controle tem sido realizado principalmente através da aplicação de inseticidas organofosforados (OP). Porém, o uso indevido e/ou prolongado desses agentes químicos pode provocar a seleção de indivíduos resistentes. Com a recém introdução de outros princípios ativos, como os piretróides, nas formulações dos inseticidas para controle da C. hominivorax, associada ao fato de que a espécie L. cuprina (Calliphoridae), causadora de miíases em ovelhas, adquiriu resistência ao inseticida OP em menos de 10 anos de uso de tal inseticida, torna-se evidente a importância da investigação da resistência a inseticidas OP em C. hominivorax. Através da amplificação heteróloga com 'primers¿ previamente construídos para L. cuprina, e com 'primers¿ construídos especificamente para C. hominivorax, o gene da esterase E3 foi amplificado e seqüenciado nesta espécie. Foram identificadas as mesmas mutações (Gly137/Asp e Trp251/Ser) responsáveis por conferir resistência a inseticidas organofosforados em L. cuprina e Musca domestica. Além da caracterização dessas mutações, foi desenvolvido um método rápido e eficiente para identificação da principal mutação relacionada com resistência a OP. Toda a região codificante da carboxilesterase E3 foi amplificada e seqüenciada em C. hominivorax, permitindo sua caracterização nesta espécie. Através da realização de um bioensaio utilizando inseticidas organofosforados, a principal mutação (Gly137/Asp) foi associada com a resistência a tal classe de inseticidas em C. hominivorax. A caracterização deste gene nas populações naturais da mosca da bicheira permitirá a realização de uma análise da freqüência de indivíduos resistentes nas diferentes regiões do Brasil, o que possibilitará o uso mais apropriado e eficiente dos agentes químicos nas propriedades com atividade pecuária, contribuindo para uma maior produtividade animal e menor dano ambiental / Abstract: The cattle breeding is very important to the social-economic context of Brazil. It is responsible for annual production of more than 2 million ton of meat, one of the essential sources of animal protein on Brazilian diet. The large productivity should be always accomplished by an efficient sanitary control of the animals. The economic losses caused by internal and external parasites are the main limiting factors of meat production. Cochliomyia hominivorax (Calliphoridae) is one of the most important myiasis-causing flies and it is responsible for severe economic losses, mainly by reducing the quality of leather and the production of milk and meat. In Brazil, C. hominivorax has been controlled by applying insecticides, particularly organophosphate (OP)-based compounds. However, the improper and continuous use of these chemicals can lead to the selection of OP-resistant strains. Changes in a specific carboxylesterase (E3) activity have been associated with OP resistance in Lucilia cuprina, one important myiasis-causing fly in sheep in Australia and also a member of the Calliphoridae family. The recent introduction of other insecticides for C. hominivorax control, associated with the development of OP resistance in L. cuprina in less than ten years, shows the importance of resistance investigation in C. hominivorax. Based on foregoing studies, the same mutations responsible for conferring OP resistance in L. cuprina and Musca domestica (Muscidae) were identified in C. hominivorax. Besides characterization of these mutations, a rapid and efficient method for identifying the major mutation related to OP resistance (Gly137/Asp) was developed. Moreover, the entire codifying region of carboxylesterase E3 was amplified and sequenced, allowing its characterization in this species. Using a bioassay, the major mutation (Gly137/Asp) was associated with OP resistance in C. hominivorax. The characterization of this gene in natural populations can be an important tool for surveying resistance to insecticides in different regions of Brazil. This will provide information for the selection and for the implementation of more effective pest management programs / Mestrado / Genetica Animal e Evolução / Mestre em Genética e Biologia Molecular

CAPES / O agrotóxico organofosforado clorpirifós (CP) é considerado tóxico principalmente devido à inibição da enzima acetilcolinesterase (AChE). Devido à ineficiência de tratamentos biológicos convencionais na degradação do CP e de seus metabólitos, processos avançados de oxidação vêm sendo estudados para possibilitar sua efetiva degradação. Este trabalho avaliou a degradação do CP (200 μg L-1) em água (0,2% de ACN) através da radiação UVC e do processo UV/H2O2, em escala de bancada, bem como a ecotoxicidade após os tratamentos aplicados. A partir das condições de pH e concentração de peróxido de hidrogênio adotados neste estudo (pH 5,2 e 12 mg L-1 H2O2) verificou-se que em ambos os tratamentos, mais de 97% do composto foi degradado após 20 minutos de tratamento por UV/H2O2 e após 60 minutos de tratamento por radiação UVC. Através do estudo cinético, verificou-se que a degradação do CP segue uma reação de pseudo-primeira ordem, sendo o valor da constante k para o processo UV/H2O2 calculada em 0,119 min-1, e 0,053 min-1 para o tratamento UVC, demonstrando que o processo avançado de oxidação é mais rápido na degradação do CP do que apenas a fotólise direta. Embora o CP tenha sido praticamente degradado, ensaios ecotoxicológicos demonstraram que após o tratamento, as soluções tratadas pelo processo UV/H2O2 apresentaram ecotoxicidade aguda maior do que as tratadas por radiação UVC. Em ensaios com Daphnia magna, a toxicidade se manteve em relação à toxicidade inicial da solução de CP para ambos os tratamentos, enquanto que em ensaios com Aedes aegypti, a ecotoxicidade reduziu 95% após tratamento por radiação UVC e 1,7% após tratamento por processo UV/H2O2. Lactuca sativa apresentou fitotoxicidade para as soluções tratadas por ambos os processos. Ensaios realizados com os três organismos com as amostras-controle das soluções (soluções dos reagentes, sem CP) demonstraram que a ecotoxicidade aguda e a fitotoxicidade das amostras tratadas pelo processo UV/H2O2 são provenientes de subprodutos da degradação da acetonitrila formados durante o tratamento. Quanto aos ensaios realizados com Danio rerio, foi observada mortalidade de todos os peixes expostos à amostra tratada por processo UV/H2O2, com e sem o agrotóxico. Solução de CP tratada por radiação UVC foi empregada em ensaio de genotoxicidade, porém não foi observado efeito genotóxico nos organismos expostos. Devido aos resultados obtidos, conclui-se que embora ambos os tratamentos tenham atingindo uma eficiência superior a 97% de degradação, a ecotoxicidade aguda e a fitotoxicidade do efluente tratado manteve-se após degradação por processo UV/H2O2 devido à formação de subprodutos de degradação da acetonitrila, mesmo esta tendo sido aplicada em baixas concentrações (0,2% v/v). / The organophosphate pesticide chlorpyrifos (CP) is considered toxic mostly due to inhibition of the enzyme acetylcholinesterase (AChE) and the genotoxic potential in living organisms, even at low concentrations. Due to the inefficiency of conventional biological treatments in the degradation of CP and its metabolites, advanced oxidation processes have been studied to enable their effective degradation. This study evaluated the degradation of CP (200 μg L-1) in aqueous solution (0,2% de ACN) by direct photolysis (UVC) and homogeneous process UV/H2O2 and the ecotoxicity before and after the treatments are applied. From the conditions of pH and concentration of hydrogen peroxide used in this study (pH 5.2 and 12 mg L-1 H2O2) it was found that in both treatments, over 97% of the compound was deteriorated after 20 minutes of treatment with UV/H2O2 and 60 minutes after UVC radiation. The kinetic study demonstrates that the degradation of CP following a pseudo-first reaction. The rate constants k was calculated in 0.119 min-1 for the UV/H2O2 process and 0,053 min-1 for the UVC radiation. However, bioassays tests showed that after the UV/H2O2 treatment, the solutions was considered more toxic than the solutions treated by UVC radiation. In tests with Daphnia magna, the toxicity has remained relative to the initial toxicity of CP solution for both treatments, while in Aedes aegypti assays the toxicity reduced 95% after treatment with UVC and 1.7% after treatment process by UV/H2O2. Lactuca sativa indicates phytotoxicity for both treatments. Tests carried out with the components of the solutions without CP, showed that acute ecotoxicity of the samples treated by UV/H2O2 process could be explain by the generation of acetonitrile byproducts during treatment, possibly cyanide ions. For the tests performed with zebrafish it was observed mortality of all the organisms exposed to the sample treated by the UV/H2O2process and the blank sample. CP solutions without treatment and after UVC radiation degradation were used in genotoxicity assays, but were not observed genotoxic effects of these samples in the exposed organisms. Due to the results obtained, it was concluded that although both treatments have reached efficiency greater than 97% degradation, acute ecotoxicity of the treated effluent remained after degradation by UV/H2O2 process due to formation of by-products of acetonitrile, even it has been applied in low concentrations (0.2% v/v).

CAPES / O agrotóxico organofosforado clorpirifós (CP) é considerado tóxico principalmente devido à inibição da enzima acetilcolinesterase (AChE). Devido à ineficiência de tratamentos biológicos convencionais na degradação do CP e de seus metabólitos, processos avançados de oxidação vêm sendo estudados para possibilitar sua efetiva degradação. Este trabalho avaliou a degradação do CP (200 μg L-1) em água (0,2% de ACN) através da radiação UVC e do processo UV/H2O2, em escala de bancada, bem como a ecotoxicidade após os tratamentos aplicados. A partir das condições de pH e concentração de peróxido de hidrogênio adotados neste estudo (pH 5,2 e 12 mg L-1 H2O2) verificou-se que em ambos os tratamentos, mais de 97% do composto foi degradado após 20 minutos de tratamento por UV/H2O2 e após 60 minutos de tratamento por radiação UVC. Através do estudo cinético, verificou-se que a degradação do CP segue uma reação de pseudo-primeira ordem, sendo o valor da constante k para o processo UV/H2O2 calculada em 0,119 min-1, e 0,053 min-1 para o tratamento UVC, demonstrando que o processo avançado de oxidação é mais rápido na degradação do CP do que apenas a fotólise direta. Embora o CP tenha sido praticamente degradado, ensaios ecotoxicológicos demonstraram que após o tratamento, as soluções tratadas pelo processo UV/H2O2 apresentaram ecotoxicidade aguda maior do que as tratadas por radiação UVC. Em ensaios com Daphnia magna, a toxicidade se manteve em relação à toxicidade inicial da solução de CP para ambos os tratamentos, enquanto que em ensaios com Aedes aegypti, a ecotoxicidade reduziu 95% após tratamento por radiação UVC e 1,7% após tratamento por processo UV/H2O2. Lactuca sativa apresentou fitotoxicidade para as soluções tratadas por ambos os processos. Ensaios realizados com os três organismos com as amostras-controle das soluções (soluções dos reagentes, sem CP) demonstraram que a ecotoxicidade aguda e a fitotoxicidade das amostras tratadas pelo processo UV/H2O2 são provenientes de subprodutos da degradação da acetonitrila formados durante o tratamento. Quanto aos ensaios realizados com Danio rerio, foi observada mortalidade de todos os peixes expostos à amostra tratada por processo UV/H2O2, com e sem o agrotóxico. Solução de CP tratada por radiação UVC foi empregada em ensaio de genotoxicidade, porém não foi observado efeito genotóxico nos organismos expostos. Devido aos resultados obtidos, conclui-se que embora ambos os tratamentos tenham atingindo uma eficiência superior a 97% de degradação, a ecotoxicidade aguda e a fitotoxicidade do efluente tratado manteve-se após degradação por processo UV/H2O2 devido à formação de subprodutos de degradação da acetonitrila, mesmo esta tendo sido aplicada em baixas concentrações (0,2% v/v). / The organophosphate pesticide chlorpyrifos (CP) is considered toxic mostly due to inhibition of the enzyme acetylcholinesterase (AChE) and the genotoxic potential in living organisms, even at low concentrations. Due to the inefficiency of conventional biological treatments in the degradation of CP and its metabolites, advanced oxidation processes have been studied to enable their effective degradation. This study evaluated the degradation of CP (200 μg L-1) in aqueous solution (0,2% de ACN) by direct photolysis (UVC) and homogeneous process UV/H2O2 and the ecotoxicity before and after the treatments are applied. From the conditions of pH and concentration of hydrogen peroxide used in this study (pH 5.2 and 12 mg L-1 H2O2) it was found that in both treatments, over 97% of the compound was deteriorated after 20 minutes of treatment with UV/H2O2 and 60 minutes after UVC radiation. The kinetic study demonstrates that the degradation of CP following a pseudo-first reaction. The rate constants k was calculated in 0.119 min-1 for the UV/H2O2 process and 0,053 min-1 for the UVC radiation. However, bioassays tests showed that after the UV/H2O2 treatment, the solutions was considered more toxic than the solutions treated by UVC radiation. In tests with Daphnia magna, the toxicity has remained relative to the initial toxicity of CP solution for both treatments, while in Aedes aegypti assays the toxicity reduced 95% after treatment with UVC and 1.7% after treatment process by UV/H2O2. Lactuca sativa indicates phytotoxicity for both treatments. Tests carried out with the components of the solutions without CP, showed that acute ecotoxicity of the samples treated by UV/H2O2 process could be explain by the generation of acetonitrile byproducts during treatment, possibly cyanide ions. For the tests performed with zebrafish it was observed mortality of all the organisms exposed to the sample treated by the UV/H2O2process and the blank sample. CP solutions without treatment and after UVC radiation degradation were used in genotoxicity assays, but were not observed genotoxic effects of these samples in the exposed organisms. Due to the results obtained, it was concluded that although both treatments have reached efficiency greater than 97% degradation, acute ecotoxicity of the treated effluent remained after degradation by UV/H2O2 process due to formation of by-products of acetonitrile, even it has been applied in low concentrations (0.2% v/v).

Orientador: Angelo Pires do Prado / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-05T17:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_MarciaCristina_D.pdf: 1282171 bytes, checksum: b6fcf8f3ba4709b8f115eb5ced83bcf8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Entre os ectoparasitos dos animais bovinos, o carrapato ¿ Boophilus microplus (Acari: Ixodidae) - continua sendo uma das principais causas das perdas econômicas na pecuária do Estado de São Paulo. A situação atual do controle do carrapato caracteriza-se por uma crise na produção de novas moléculas de parasiticidas e o desenvolvimento acelerado da resistência dos parasitas aos produtos usados. O presente trabalho teve por objetivo verificar o perfil de sensibilidade do carrapato B. microplus nas fazendas localizadas em alguns municípios do Vale do Ribeira e no município de Pindamonhangaba e propor um sistema de tratamento carrapaticida com base na infestação de paternóginas. Foram realizados testes de larvas - LPT (larval packet test) adotado pela FAO - teste de imersão com a fêmea adulta e o levantamento sobre as práticas de controle adotadas nas duas regiões. Os resultados de resistência para as fazendas de Pindamonhangaba mostraram que, para cipermetrina 15,4% das fazendas foram classificadas como sensível; 7,7% com resistência nível I; 69,2% com resistência nível II e 7,7% com resistência nível III. Para a deltametrina 23% sensível; 38,5% com resistência nível II e 38,5% com resistência nível III. Para o organofosforado clorpirifós 54% mostraram-se sensível; 38,4% com resistência nível I e 7,6% com resistência nível II. A região do Vale do Ribeira apresenta uma média de eficácia inferior a 20% para os piretróides; eficácia entre 49% e 72% para as associações piretróides e organofosforados; 66,83% para o amitraz e acima de 90% para as associações entre os organosfosforados. Para o teste de larvas a cipermetrina apresentou uma porcentagem de 42,85% de amostras sensível; 14,3% com resistência nível I e 42,85% com resistência nível II. Deltametrina, 50% sensível; 25% com resistência nível II e 25% com resistência nível III. O organofosforado clorpirifós mostrou uma porcentagem de 50% de amostras sensível; 25% com resistência nível I e 25% com resistência nível II. Constatouse, para as duas regiões estudadas, a falta de conhecimento dos principais grupos químicos usados no controle dos carrapatos. O produto amitraz é o mais usado e a maioria das fazendas usam o método de pulverização na aplicação dos carrapaticidas. Experimento realizado no ano de 2001 a 2003 num sítio localizado no município de Ibiúna mostrou que a avaliação de infestação de paternóginas do carrapato B. microplus na área do úbere ou escroto e baixo períneo é um critério que pode ser empregado para se determinar a aplicação de carrapaticidas. Quando se realiza a aplicação de carrapaticidas nos animais infestados com bastante paternóginas diminui a infestação de larvas no campo. Testes de bioensaios, usando fêmeas adultas, realizados num intervalo de três meses, e teste de larvas no período de seis meses servem como orientação para o proprietário na avaliação da sensibilidade dos carrapatos aos produtos químicos / Abstract: The cattle tick - Boophilus microplus (Acari: Ixodidae) ¿ is one of the principal causes of economic losses in the cattle farms in São Paulo state. The current situation of the tick control is characterized by a crisis in the production of new molecules with acaricidal properties and by an increasing in the parasites resistance to the products used to control them. The current study aimed to verifying the sensibility profile of tick B. microplus in farms located in the municipalities of Vale do Ribeira and in the region of Pindamonhangaba, and propose a tick control treatment system based on nymph infestation. The resistance diagnosis tests have been carried by the larval bioassay (Larval packet test), adult immersion test and the survey of the tick control practices applied in both regions. The results for the farms at Pindamonhangaba show that to Cypermethrin 15,4% of the farms were classified as sensible, 7,7% resistance level I, 69,2% resistance level II and 7,7% resistance level III. To deltamethrin 23% were considered sensible, 38,5% Resistance level II, and 38,5% resistance level III. To organophosphate chlorpyriphos 54% presented a sensible frame, 38,4% resistance level I and 7,6% resistance level II. The Vale do Ribeira region presents an average efficacy lower than 20% for all pyrethroids; efficacy between 49% and 72% to associations with pyrethroids and organophosphates; 66,83% to amitraz, and over 90% to organophosphates associations. For the larval test, the cypermethrin presented a percentage of 42,85% from samples sensible; 14,3% resistance level I and 42,85% resistance level II. Deltamethrin, 50% sensible; 25% resistance level II and 25% resistance level III. The organophosphate chlorpyriphos presented a percentage of 50% from samples sensible; 25% resistance level I and 25% resistance level II. It has been proved, that for both regions under this study, there is a lack of knowledge concerning the main chemical groups used in the tick control. The amitraz is the most used and most farms apply the pulverization method when performing the tick control. An experiment taken from 2001 to 2003 in a little farm located in the municipality of Ibiúna has shown the evaluation in the infestation of tick B. microplus in the udder area or escrotum and low perineum is a good criteria to be applied in order to determine the application of anti-ticks. When the application of anti-ticks is undertaken on infested animals full of pathenogens, the field larvae infestation is diminished. Bioassay, using engorged female ticks, undertaken at three months intervals and larval packet test undertaken at six months intervals serve as orientation for the owners for the evaluation of ticks¿ sensibility to the chemical products / Doutorado / Entomologia / Doutor em Parasitologia

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 425912 bytes, checksum: f916df0f0bb071da87434b28d89e5189 (MD5) Previous issue date: 2007-07-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Sitophilus zeamais Motsch. (Coleoptera: Curculionidae) is an important pest of stored maize because of the losses caused. This insect has been studied for responding to selection pressure for insecticide resistance, which impairs its control. In the present study, we carried out a survey of physiological and behavioral resistance to two organophosphate insecticides in 15 populations of S. zeamais collected in Brazil and Paraguay and investigated if differences in population growth, body size and metabolic rate were associated with the resistance. The insects were maintained in the laboratory, and concentration-mortality bioassays were conducted to determine lethal concentrations with 48 hours of exposure. Behavioral resistance was studied by recording the walking behavior on insecticide-treated and untreated surfaces and determining the distance walked, speed, resting time, and proportion of time spent on the treated surface. The instantaneous rate of population growth (ri) was determined, and so was the maize consumption for 90 days, body mass, and production of CO2 as indicative of the metabolic rate of the insects. Results of the concentration-mortality bioassays indicated variations in susceptibility to methyl clorpiriphos (≤ 6,06x) and fenitrothion (≤ 7,71x) relative to the standard susceptible population (Sete Lagoas), but these resistance levels are low and should not cause control failures in the field. The walking behavior on treated surfaces also varied among the populations, but no clear evidence of repellency was detected and no significant correlation was observed between physiological and behavioral resistance. The instantaneous rate of population increase and the respiratory rate were similar among the populations although there were differences in food consumption and body mass of the insects. Importantly, none of these four traits correlated with organophosphate resistance in the populations studied, suggesting absence of detectable fitness costs. We can conclude that the levels of resistance to methyl clorpiriphos and fenitrothion are low, and the physiological resistance in these populations is independent of the behavioral resistance. Furthermore, and even due to the low levels of organophosphate resistance detected, no fitness costs associated with insecticide resistance seems to occur. / Sitophilus zeamais Motsch. (Coleoptera: Curculionidade) é reconhecidamente importante pelos danos causados a grãos de milho armazenados. Essa espécie tem sido bastante estudada por responder à pressão de seleção para resistência a inseticidas, dificultando seu controle. Neste trabalho foi realizado um levantamento da resistência fisiológica e comportamental a dois inseticidas organofosforados em 15 populações de S. zeamais coletadas em vários estados do Brasil e no Paraguai e investigado se características corporais, metabólicas e demográficas estão associadas à resistência. Os insetos foram mantidos em laboratório e testados mediante bioensaios de concentração-mortalidade para determinação de doses letais com 48 horas de exposição. Insetos de cada população foram também submetidos a ensaios de caminhamento em superfície tratada e não-tratada com inseticida para detecção de resistência comportamental, onde foi avaliada a distância caminhada, a velocidade de caminhamento, o tempo em repouso e a proporção de tempo em que os insetos permaneceram sobre a superfície tratada. Foram também determinados a taxa instantânea de crescimento populacional (ri), e o consumo alimentar de milho por 90 dias, além da massa corporal dos indivíduos de cada população estudada. Determinou-se ainda a produção de CO2 como indicativo da taxa metabólica dos insetos. Os resultados dos bioensaios de concentração-mortalidade indicaram variação de suscetibilidade a clorpirifós-metílico (≤ 6,06x) e fenitrotiom (≤ 7,71x) em relação à população padrão de suscetibilidade (Sete Lagoas). Entretanto, este baixo nível de resistência não deve ser alarmante a ponto de levar a falhas de controle no campo e nem parece haver um padrão de distribuição espacial da mesma. As características comportamentais de caminhamento na área tratada variaram entre as populações, embora não pareça haver repelência pelos inseticidas. Não se detectou diferença significativa na taxa instantânea de crescimento populacional e nem na taxa respiratória dos insetos, apesar de haver diferenças de consumo alimentar e massa corporal dos insetos das diferentes populações. É importante salientar que nenhuma dessas quatro características esteve associada com a resistência a inseticidas apresentada pelas populações, indicando que a incipiente resistência aos fosforados das populações estudadas parece não estar associada a custos adaptativos. Pode-se concluir que os níveis de resistência a clorpirifós-metílico e fenitrotiom detectados neste estudo são baixos e a presença de resistência fisiológica nas populações é independente da resistência comportamental. Além disto, e até em função dos baixos níveis de resistência observados, não há indícios de custos adaptativos associados à resistência.