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

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

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

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

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-11-21T16:34:48Z No. of bitstreams: 1 Alicely Araujo Correia.pdf: 855643 bytes, checksum: 24d919a750b0f3a0eea3a19c45fac7da (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-21T16:34:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alicely Araujo Correia.pdf: 855643 bytes, checksum: 24d919a750b0f3a0eea3a19c45fac7da (MD5) Previous issue date: 2012-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In search for efficient and low environmental impact alternatives for control of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), major corn insect pest, the use of botanical insecticides and insect growth regulators combined or not with biological control have been standing out. Therefore, this study tested different concentrations of the insecticides lufenuron (Match®), methoxyfenozide (Intrepid®), azadirachtin (AzaMax®), spinosad (Tracer®) and deltamethrin (Decis®), in order to evaluate the effects on S. frugiperda biology and embryology and on the egg parasitoid, Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae). All insecticides were promising for controlling S. frugiperda. Since, in general, caused mortality; reduction in larval period, pupal period, pupal weight, longevity, fecundity and fertility. In addition, S. frugiperda larvaes have presented deformities and morphological abnormalities, such as retention of larval morphological characters and constrictions of abdominal segments. Azadirachtin, lufenuron and deltamethrin, even at low concentrations, showed effect on embryo development of S. frugiperda and on egg parasitoid T. pretiosum. They have reduced the number of S. frugiperda parasited eggs, parasitism percentage and parasitoid emergence and longevity. But, the period of development from egg to adult and sex ratio of T. pretiosum were not affected. The light and scanning electron microscopy evaluation showed S. frugiperda eggs spherically shaped, slightly flattened at the poles, with chorion, yolk, vitelline membrane and embryo formation. Nevertheless, in both the microscopic analysis, after treatment with azadirachtin, lufenurom and deltamethrin, the eggs showed up deformed and unviable, preventing embryo formation. Azadirachtin, lufenuron, methoxyfenozide and spinosad at concentrations below the recommeded may be alternative to the use of pyrethroids in the control of S. frugiperda. However, azadirachtin and lufenuron are not selective to the parasitoid T. pretiosum. / Na busca de alternativas eficientes e de baixo impacto ambiental para controle de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), principal praga do milho, o uso de inseticidas botânicos e reguladores de crescimento associados ou não ao controle biológico vêm se destacando. Assim, a presente pesquisa testou diferentes concentrações dos inseticidas lufenurom (Match®), metoxifenozide (Intrepid®), azadiractina (AzaMax®), espinosade (Tracer®) e deltametrina (Decis®), visando avaliar os efeitos sobre a biologia e embriologia de S. frugiperda e no parasitóide de ovos, Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Todos os inseticidas apresentaram-se promissores no controle de S. frugiperda. Uma vez que, em geral, ocasionaram mortalidade; redução no período larval, período pupal, peso das pupas, longevidade, fecundidade e fertilidade. Além disso, as lagartas de S. frugiperda apresentaram deformidades e anormalidades morfológicas, como retenção dos caracteres morfológicos larvais e constricções dos segmentos abdominais. Azadiractina, lufenurom e deltametrina, mesmo em baixas concentrações, apresentaram efeito sobre o desenvolvimento embrionário de S. frugiperda e no parasitóide de ovos T. pretiosum. Eles reduziram a quantidade de ovos de S. frugiperda parasitados, porcentagem de parasitismo, emergência e longevidade dos parasitóides. Porém, a duração do ciclo ovo-adulto e a razão sexual de T. pretiosum não foram afetadas. A avaliação em microscopia de luz e eletrônica de varredura mostrou ovos de S. frugiperda com formato esférico, ligeiramente achatado nos polos, com córion, vitelo, membrana vitelínica e formação do embrião. No entanto, em ambas as análises microscópicas, após tratamento com azadiractina, lufenurom e deltametrina, os ovos apresentaram-se deformados e inviáveis, impedindo a formação do embrião. Azadiractina, lufenurom, metoxifenozide e espinosade, mesmo em concentrações abaixo do recomendado, podem ser alternativas ao uso dos piretróides, no controle de S. frugiperda. Todavia, azadiractina e lufenurom não são seletivos ao parasitóide T. pretiosum.

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

Master of Science / Entomology / Brian McCornack / Several lepidopteran species infest developing panicles. Larval identification is challenging and time intensive, so current recommendations are often simplified by treating all larvae equally across species. Consequently, the yield-loss model developed for corn earworm (Helicoverpa zea) by Buckley and Burkhardt (1962) has been the foundation for management recommendations in modern sorghum Integrated Pest Management (IPM) programs for the last 49 years. Additionally, although pest populations primarily include both fall armyworm (Spodoptera frugiperda) and corn earworm, only a single species damage estimate is used in economic threshold (ET) and economic injury level (EIL) calculations despite multi-species infestations. This research demonstrates both the validation of current management recommendations for corn earworm and the verification of previously assumed damage potentials for fall armyworm feeding in developing sorghum panicles. These results have important implications for sorghum producers faced with making a management decision for multi-species infestations.

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&trade; (VT PRO) e PowerCore&trade; (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 &asymp; 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&trade; (VT PRO) and PowerCore&trade; (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 &asymp; 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.

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.

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&reg; que expressa a proteína Cry1F (HX-R), ao milho YieldGard VT PRO&trade; que expressa as proteínas Cry1A.105 e Cry2Ab2 (VT-R), ao milho PowerCore&trade; que expressa as proteínas Cry1A.105, Cry2Ab2 e Cry1F (PW-R), e ao milho Agrisure Viptera&trade; 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&reg;. Em tecnologias de milho PowerCore&trade; e YieldGard VT PRO&trade; houve sobrevivência larval variando de 1,1 a 17,9%. Em contraste, não houve sobreviventes em tecnologias de milho Viptera&trade;. Em algodão WideStrike&reg; 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&reg; que expressa as proteínas Cry1Ac e Cry2Ab2 variou de 14 a 40%. No algodão TwinLink&reg; 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&reg; maize expressing Cry1F protein (HX-R), to YieldGard VT PRO&trade; maize expressing Cry1A.105 and Cry2Ab2 proteins (VT-R), to PowerCore&trade; maize expressing Cry1A.105, Cry2Ab2 and Cry1F proteins (PW-R) and to Agrisure Viptera&trade; 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&reg; maize. Larval survival on PowerCore&trade; and YieldGard VT PRO&trade; maize technologies ranged from 1.1 to 17.9%. In contrast, no larval survival of field populations was observed on Viptera&trade; maize technologies. On WideStrike&reg; cotton, more than 41% larval survival was observed in field populations of S. frugiperda. The larval survival was on Bollgard II&reg; ranged from 14 to 40%. In TwinLink&reg; 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.