The event TC1507 maize with cry1F gene from the bacterium Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) was approved for commercial release in Brazil in 2008. The evolution of pest resistance to Bt plants has been a great concern to preserve the lifetime of this technology. Therefore, in this study we assess the risk of evolution of resistance to Cry1F protein in Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) populations from major maize-growing regions in Brazil. The baseline susceptibility to Cry1F was detemined with diet overlay bioassay for susceptible reference population and four field populations of S. frugiperda. Then, we monitored 43 populations of S. frugiperda sampled in nine different States of Brazil during 2010/2011, 2011/2012 and 2012/2013 crop seasons. Only 4-fold variation in susceptibility to Cry1F was detected among S. frugiperda from field populations in the baseline susceptibility study. Diagnostic concentration of 2,000 ng cm-2 was defined for monitoring the susceptibility to Cry1F in S. frugiperda populations. Survival at 2,000 ng cm-2 of Cry1F protein increased significantly throughout crop seasons in populations from São Paulo, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, Bahia, Mato Grosso, Goiás, Mato Grosso do Sul, and Paraná, but not in Minas Gerais. We also sampled a population of S. frugiperda in TC1507 field failures in Bahia in October, 2011. This population was selected in laboratory with Cry1F protein up to 20,000 ng cm-2 and the resistance ratio of the selected resistant population (BA25R) was > 5,000-fold. This resistant population was able to survive in Cry1F maize from neonate till pupa and produce normal adult. The inheritance of S. frugiperda resistance to Cry1F protein was autosomal. To test the functional dominance, neonate larvae obtained from the cross of resistant and susceptible populations were tested in leaf bioassay, and around 8% of heterozygotes were able to survive and complete the larval development and produce normal adults on TC1507 leaves while susceptible larvae could not survive for up to five days after infestation. Dominance was estimated to be 0.15 ± 0.09, suggesting that resistance to Cry1F in TC1507 maize was incompletely recessive. We also conducted resistance selection studies in other seven S. frugiperda populations from six different Brazilian states to test whether the resistance alleles were at same locus or not. The F1 larvae obtained from the cross between resistant population (BA25R) and each of the seven selected resistant populations were able to survive at 2,000 ng cm-2 of Cry1F protein in diet bioassay, and therefore they shared the same locus of resistance to Cry1F protein. We estimated the frequency of resistance allele to Cry1F protein in populations of S. frugiperda of main crop season 2011/2012 from five states. We stablished 517 isofemale lines using F2 screen method. The total frequency of Cry1F resistance allele in Brazil was 0.088 with 95% confidence interval between 0.077 and 0.100. Based on results obtained in this study, the risk of resistance evolution to Cry1F protein by S. frugiperda is high in Brazil. / O evento de milho TC1507 com gene cry1F da bactéria Bacillus thuringiensis Berliner foi aprovado comercialmente no Brasil em 2008. A evolução da resistência de pragas a plantas Bt tem sido uma grande preocupação na preservação desta tecnologia. Portanto, neste estudo foi avaliado o risco de evolução da resistência à proteína Cry1F em populações de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) das principais regiões de cultivo de milho no Brasil. A linha-básica de suscetibilidade à proteina Cry1F foi determinada em bioensaio de aplicação superfícial na dieta para a população suscetível de referência e quatro populações de campo de S. frugiperda. Posteriormente, a suscetibilidade a Cry1F foi monitorada em 43 populações de S. frugiperda coletadas em nove Estados do Brasil nas safras agrícolas de 2010/2011, 2011/2012 e 2012/2013. A variação na suscetibilidade foi de apenas quatro vezes para Cry1F entre as populações de campo na linha-básica de suscetibilidade. A concentração diagnóstica de 2.000 ng cm-2 de proteína Cry1F foi definida para o monitoramento da suscetibilidade. A sobrevivência em 2.000 ng cm-2 de proteína Cry1F aumentou significativamente no decorrer das safras em populações de São Paulo, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, Bahia, Mato Grosso, Goiás, Mato Grosso do Sul e Paraná, mas não em Minas Gerais. Além disso, uma população de S. frugiperda foi coletada em milho TC1507 com falha de controle na Bahia em outubro de 2011. Esta população foi selecionada no laboratório com a proteína Cry1F até 20.000 ng cm-2, obtendo-se uma população resistente (BA25R) com razão de resistência >5000 vezes. Esta população resistente foi capaz de sobreviver no milho TC1507 desde larva neonata até a fase de pupa e com emergência de adultos normais. O padrão de herança da resistência de S. frugiperda a Cry1F foi autossômica. Para testar a dominância funcional, as larvas neonatas do cruzamento entre a população resistente e suscetível foram testadas em folhas do evento TC1507 e cerca de 8% dos heterozigotos foram capazes de sobreviver, completar o desenvolvimento e produzir adultos normais, enquanto as larvas da linhagem suscetível não sobreviveram por mais de cinco dias após a infestação. A dominância foi estimada em 0,15 ± 0,09; portanto, a resistência à proteína Cry1F no milho TC1507 foi incompletamente recessiva. A resistência foi selecionada para outras sete populações de seis Estados brasileiros para testar se os alelos de resistência estavam no mesmo locus. As larvas F1 obtidas do cruzamento entre a população resistente (BA25R) e cada uma das sete populações selecionadas sobreviveram na concentração de 2,000 ng cm-2 de proteína Cry1F e, portanto, essas populações compartilharam o mesmo locus de resistência à proteína Cry1F. A freqüência do alelo resistente à proteína Cry1F foi estimada em populações de S. frugiperda coletadas em cinco Estados na safra 2011/2012. Foram estabelecidas 517 isolinhas utilizando o método de \"F2 screen\". A freqüência total do alelo de resistência à proteína Cry1F no Brasil foi de 0,088, com intervalo de confiança de 95% entre 0,077 e 0,100. Com base nos resultados, o risco de evolução da resistência à proteína Cry1F por S. frugiperda é elevada no Brasil.

Os custos adaptativos associados à resistência de insetos a inseticidas podem ser explorados mediante a integração com outras estratégias de controle de pragas em programas de Manejo Integrado de Pragas (MIP). No presente estudo, objetivou-se verificar custos adaptativos associados à resistência de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) ao inseticida piretroide lambda-cyhalothrin e suas implicações na utilização do hospedeiro pelo parasitoide larval Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) e as interações com milho geneticamente modificado (MON810) que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner (milho Bt) e na resposta imunológica ao parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Foram verificados presença de custos adaptativos associados à resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin, dado o prolongamento no desenvolvimento larval e duração pupal, redução do peso de pupas fêmeas e longevidade das fêmeas, razão sexual, taxa líquida de reprodução (Ro), taxa intrínseca de aumento (rm) e taxa finita de aumento () de insetos resistentes ao inseticida. Não foi verificada diferença na aceitação de lagartas de S. frugiperda suscetível e resistente a lambda-cyhalothrin por Campoletis aff. flavicincta. Entretanto, o parasitismo de lagartas resistentes foi maior que de suscetíveis em estudos de gaiolas com milho Bt e não-Bt. Posteriormente, foram conduzidos estudos para avaliar, por PCR em tempo real, a expressão diferencial de genes associados ao metabolismo (proteína rica em metionina), resposta imunológica (calreticulina, lisozima, colágeno IV-2, hemócito protease-3, serina protease, imunolectina, receptor scavenger classe C) e detoxificação de xenobióticos (glutationa-S-transferase 145 e as monoxigenases P450 Cyp9A31 e Cyp333B2) expressos em diferentes tecidos (tecido adiposo, hemócitos e/ou mesêntero), na ausência e presença de parasitismo de lagartas das duas linhagens de S. frugiperda por Campoletis aff. flavicincta. No geral, a expressão gênica em lagartas suscetíveis foi superior àquela de lagartas resistentes a lambda-cyhalothrin, independente do período de desenvolvimento, do tecido avaliado e da presença ou não do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. E por fim, foram conduzidos estudos para avaliar o efeito da resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin nas respostas imunológica celular (contagem total de hemócitos) e humoral (atividade das fenoloxidases, lisozimática e antimicrobiana e concentração de óxido nítrico) de lagartas, tanto na ausência como na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. A resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin induziu somente a pequenas alterações no sistema imunológico do hospedeiro (aumento do número total de hemócitos, redução da atividade antimicrobiana e aumento da atividade lisozimática), as quais não interferem a ponto de resultar em custos adaptativos que leve à maior exploração de lagartas resistentes na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Portanto, o manejo de S. frugiperda mediante o emprego da tecnologia de milho Bt e do controle biológico via parasitoide Campoletis aff. flavicincta pode favorecer o restabelecimento da suscetibilidade de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin. / Fitness costs of insect resistance to insecticides can be exploited by integrating other pest control strategies in Integrated Pest Management (IPM) programs. The objective of this research was to evaluate the existence of fitness costs associated with the resistance of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) to the pyrethroid insecticide lambda-cyhalothrin and their implications for host use by the larval parasitoid Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) and interactions with the genetically modified maize (MON810) that expresses Cry1Ab toxin of Bacillus thuringiensis Berliner (Bt maize) and in the immune response to parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Fitness costs associated to resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin were detected by the delay in larval and pupal development, reduction in the pupal weight and longevity of females, sex ratio, net reproductive rate (Ro), intrinsic rate of natural increase (rm) and the finite rate of increase (). No differences were detected in host acceptance and survival of Campoletis aff. flavicincta in susceptible and lambda-cyhalothrin-resistant larvae of S. frugiperda. However, larval parasitization was higher on the resistant than on the susceptible strain of S. frugiperda in cage studies with Bt and non-Bt maize plants. Then, studies were conducted by using Real time-PCR to evaluate the differential expression of genes associated with metabolism (methionine-rich protein), immune response (calreticulin, lysozyme, collagen IV-2, protease-3 hemocyte, serine protease, immunolectin, scavenger receptor class C) and xenobiotic detoxification (glutathione-S-transferase 145 and P450 monooxygenases Cyp9A31 and Cyp333B2) expressed in different tissues (fat body, hemocytes and/or midgut), in the absence and presence of larval parasitization of both strains of S. frugiperda by Campoletis aff. flavicincta. Overall, gene expression in susceptible larvae was higher than that of lambdacyhalothrin- resistant larvae, regardless of the period of development, tissue evaluated and presence or not of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Finally, studies were conducted to evaluate the effect of the resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin on cellular (total hemocyte count) and humoral (phenoloxidases, lysozyme and antimicrobial activities and nitric oxide concentration) immune responses in the absence or presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. The resistance of S. frugiperda to lambdacyhalothrin conferred only minor changes in the host immune system (increased total hemocyte count, reduced antimicrobial activity and increased lysozyme activity), which may not interfere with fitness costs leading to higher exploitation of resistant larvae in the presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Therefore, the management of S. frugiperda by using the Bt maize technology and the biological control via parasitoid Campoletis aff. flavicincta can favor the resetting to susceptibility of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin.

Submitted by Kian Eghrari Moraes null (kianem@gmail.com) on 2017-03-14T19:44:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Kian_Eghrari_Moraes.pdf: 1379647 bytes, checksum: 5a9daad8a0289711efcdab3175a3dd1e (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-03-21T19:54:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 moraes_ke_me_jabo.pdf: 1379647 bytes, checksum: 5a9daad8a0289711efcdab3175a3dd1e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T19:54:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 moraes_ke_me_jabo.pdf: 1379647 bytes, checksum: 5a9daad8a0289711efcdab3175a3dd1e (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os híbridos de milho transgênicos, em geral, apresentam o locus transgênico em hemizigose. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do número de alelos transgênicos em híbridos de milho em relação à expressão de Cry1F nas folhas, ataque de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) e a produtividade de grãos, utilizando cinco híbridos isogênicos nas versões transgênicas homozigota e hemizigota, além da versão convencional de um dos híbridos. O nível de expressão da proteína Cry1F (PRYF) foi quantificado pela técnica de ELISA. Nos experimentos de campo, conduzidos na primeira e segunda safras do ano agrícola 2015/2016, avaliou-se o ataque de S. frugiperda em campo (ALC), por infestação natural, e a produtividade de grãos (PG). Dois bioensaios foram realizados em laboratório para avaliar a sobrevivência larval de S. frugiperda de 1º instar (SL) alimentadas com as folhas dos híbridos. Os híbridos transgênicos, homozigotos e hemizigotos, não apresentaram silenciamento gênico. Os híbridos homozigotos apresentaram maior concentração de proteína Cry1F. Quando houve elevado ALC, na primeira safra, os híbridos transgênicos foram superiores à testemunha convencional na PG, entretanto, não houve diferença entre os híbridos homozigotos e hemizigotos. Os híbridos transgênicos também foram superiores à testemunha convencional nos bioensaios, sendo que os homozigotos apresentaram as menores médias de SL. A presença de um alelo transgênico a mais nos híbridos homozigotos propiciou comportamento genético aditivo para a expressão de Cry1F e controle de S. frugiperda, diminuindo ALC e SL, sem diminuir a capacidade produtiva das plantas. Diante do exposto, não há limitações para a utilização de híbridos de milho homozigotos para o transgene, pois apresentaram melhor controle de S. frugiperda em comparação com os híbridos hemizigotos. / Genetically modified (GM) maize hybrids, in general, possess the transgenic locus in a hemizygous state. The aim of the study was to assess the effect of the number of transgenic alleles in maize hybrids regarding the Cry1F leaf expression, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) attack and grain yield, through the evaluation of five isogenic hybrids in the homozygous and hemizygous transgenic versions and a non-GM hybrid. Cry1F protein expression levels (PRYF) were quantified by ELISA. In field experiments conducted during the summer and autumn seasons of 2015/2016, we assessed the leaf-feeding injury of S. frugiperda in the field (LFI) by natural infestation and grain yield (GY). Two bioassays were carried out in the laboratory to evaluate the survival of first-instar S. frugiperda larvae (SL) fed with the maize hybrids. Transgenic hybrids did not present gene silencing. Homozygous hybrids presented higher Cry1F expression levels than hemizygous hybrids. With high LFI during the summer season, transgenic hybrids were superior to the non-GM for GY, however, there was no difference between homozygous and hemizygous hybrids. The transgenic hybrids were superior to the non-GM hybrid in the bioassays, and the homozygotes caused the highest mortality of S. frugiperda. The addition of one transgenic allele in the homozygous hybrids provided an additive genetic effect, increasing PRYF and S. frugiperda control, whereas GY was not affected. In conclusion, there are no limitations to the use of transgenic homozygous maize hybrids, which presented better S. frugiperda control comparing to hemizygous hybrids.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-16Bitstream added on 2014-06-13T18:53:09Z : No. of bitstreams: 1 campos_ap_me_jabo.pdf: 283557 bytes, checksum: 460ed3df0cf7a95babadb02e25a47755 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho teve como objetivo avaliar possíveis fontes de resistência de cultivares de amendoim de hábitos de crescimento ereto e rasteiro, a Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) dos tipos não-preferência para oviposição, alimentação (com e sem chance de escolha) e antibiose. Os experimentos foram conduzidos em laboratório, sob condições controladas de temperatura (25 ± 2°C), umidade (60 ± 10%) e fotofase (12 horas). Foram utilizadas cultivares de amendoim de hábitos de crescimento ereto (IAC 5, IAC 8112, IAC 22 e IAC Tatu ST) e rasteiro (IAC 503, IAC 505, IAC 147, IAC 125, IAC Caiapó e IAC Runner 886). Estas cultivares foram avaliadas separadamente devido ao hábito de crescimento do material em todos os testes. Os testes de não-preferência para oviposição foram realizados com adultos recém-emergidos, os quais foram alimentados com solução de mel a 10%, permanecendo nas gaiolas por quatro dias até o início das avaliações. Estas consistiram na quantificação do número de ovos e posturas, com posterior cálculo do número de ovos por postura. Para os testes de não-preferência para alimentação foram colocados discos foliares das cultivares em placas de Petri, liberando uma lagarta de terceiro ínstar por cultivar. Avaliou-se a atratividade a 1; 5; 10; 15; 30; 60; 120; 360; 720; 1440 minutos, contando o número de lagartas que se alimentavam nas cultivares e, ao término do experimento, quantificou-se a área foliar consumida por cultivar. No teste de antibiose, além da identificação de cultivares de amendoim resistentes a S. frugiperda, determinaram-se, também, os graus de resistência através da análise multivariada. As cultivares foram semeadas em campo. Lagartas de primeiro ínstar foram individualizadas em placas de Petri forradas com papel filtro umedecido. Diariamente, foram fornecidos folíolos novos. Avaliaram-se... / This study aimed to evaluate possible sources of resistance of peanut cultivars of the upright growth and runner growth habit, to Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) by non-oviposition and non-feeding preference (tests choice and no-choice) and antibiosis. The experiments were conducted in laboratory under controlled conditions of temperature (25 ± 2°C), humidity (60 ± 10%) and photophase (12 hours). Peanut cultivars of upright growth habit (IAC 5, IAC 8112, IAC 22 and IAC Tatu ST) and runner growth habit (IAC 503, IAC 505, IAC 147, IAC 125, IAC Caiapó and IAC Runner 886) were evaluated. These cultivars were evaluated separately due to the material growth habit in all tests. Tests of non-oviposition preference were conducted with newly emerged adults, and they were fed with a 10% honey solution, remaining in the cages for four days until the start of evaluations. Evaluations consisted of quantifying the eggs and egg masses numbers, followed by calculation the number of eggs per egg masses. To perform non-feeding preference tests, leaves discs from different cultivars were placed in disposable Petri dishes followed by releasing of a third instar caterpillar for each cultivar. The attractiveness at 1; 5; 10; 15; 30; 60; 120; 360; 720 and 1,440 minutes was evaluated by counting the caterpillars number which were fed on cultivars, quantified the leaf area consumed by cultivar was evaluated at the end of the experiment. Additionally, identification of peanuts cultivars resistance to S. frugiperda, and the resistance degree was evaluated by multivariate analysis of the antibiosis test. The cultivars were planted in plots on the field. First instar larvae were placed individually in disposable Petri dishes plates, over a moistened filter paper. New leaflets were provided every day. The duration (days), weight (mg) and viability... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-16Bitstream added on 2014-06-13T21:03:19Z : No. of bitstreams: 1 jesus_fg_dr_jabo.pdf: 806356 bytes, checksum: 3ea30c1231f1105f6658f6ecf33cd0d7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho teve como objetivos estudar os tipos de resistência de cultivares de algodoeiro sobre Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) e Alabama argillacea (Hubner, 1818) (Lepidoptera: Noctuidae) e efeito na biologia de Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae) alimentados com S. frugiperda. Os experimentos foram conduzidos no Departamento de Fitossanidade da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Câmpus de Jaboticabal/SP, sendo os testes realizados no Laboratório de Resistência de Plantas a Insetos, sob condições ambientais controladas (temperatura: 27±2 ºC, 70±10% de U.R. e fotofase de 12 horas). Nos experimentos para avaliar a resistência de algodoeiro (Gossypium hirsutum L.), utilizou-se as cultivares DeltaOpal, NuOpal, FMX 993, FMT 701, FMX 910 e FMX 996 para S. frugiperda, enquanto que para A. argillacea as cultivares DeltaOpal, NuOpal, FMT 701, FMX 910 e FMX 996. Foi avaliada a não-preferência para oviposição e alimentação em teste com chance de escolha, adotando-se o delineamento estatístico em blocos casualizados e no teste sem chance para oviposição e alimentação o inteiramente casualizado. Para avaliar a antibiose, folhas das mesmas cultivares foram fornecidas as larvas de S. frugiperda e A. argillacea diariamente, verificando-se a duração de cada fase do inseto, avaliando-se a massa de larvas aos dez dias de idade, massa de pupas com 24 horas, período larval e pupal, longevidade de adultos, viabilidade total e fecundidade. No estudo da influência de cultivares de algodoeiro sobre a biologia de P. nigrispinus em relação à presa S. frugiperda, foram utilizados as cultivares DeltaOpal, NuOpal, FMX 910 e FMX 996. Para o teste de atratividade, utilizou-se um olfatômetro o qual constou de quatro compartimentos, no interior dos quais se colocou uma lagarta de S. frugiperda com 15 dias de idade alimentada com as... / This work aimed to study the resistance of cotton cultivars on Spodoptera frugiperda (JE Smith, 1797) and Alabama argillacea (Hubner, 1818) (Lepidoptera: Noctuidae) on the biology of Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae) fed with S. frugiperda. The experiments were conducted at the Departamento de Fitossanidade da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Câmpus de Jaboticabal/SP, and the tests were carried out at the Laboratório de Resistência de Plantas a Insetos, under controlled conditions (temperature: 27 ± 2 º C, 70 ± 10 % RH and photophase of 12 hours). In experiments to evaluate the cotton resistance (Gossypium hirsutum L.) was used the cultivars DeltaOpal, NuOpal, FMX 993, FMT 701, FMX 910 and FMX 996 to S. frugiperda, while to A. argillacea were used the cultivars DeltaOpal, NuOpal, FMT 701, FMX 910 and FMX 996. The non-preference for oviposition and feeding was evaluated in test-choice, adopting the randomized block design, and testing without chance for oviposition and feeding completely randomized. To assess the antibiosis, leaves of those cultivars were provided larvae of A. argillacea and S. frugiperda, daily, checking for the duration of each insect stage, evaluating the mass of larvae to ten days old, mass of pupae at 24 hours, larval and pupal stages, adult longevity, total survival and fecundity. In the study influence of cotton cultivars on the behavior and biology of P. nigrispinus in relation to prey S. frugiperda, were used the cultivars DeltaOpal, NuOpal, FMX 910 and FMX 996. For the attractive test used an olfactometer, which consisted of four compartments, inside which stood a larvae S. frugiperda 15 days of age fed cultivars, then released in the middle of this, 12 adults of the predator. This procedure consisted of 5 repetitions, adopting the randomized block design, evaluating the number of insects attracted to the cavity ... (Complete abstract click electronic access below)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The occurrence of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), the Fall armyworm, has led to increased adoption of Bt maize genotypes in Brazil. However, the field impacts on parasitoids of using these genotypes, especially those associated with the larval stage of this insect pest, are little known. The aim of this study was to evaluate two different Bt maize genotypes and its isoline (non-Bt) on Fall armyworm larvae population, its damage to maize plants and its larval parasitoids in early and late cropping season (sowing dates). The experiments were conducted in areas of Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, Rio Grande do Sul State, which were grown three maize areas in both early an late sowing, with the treatments: control (non-Bt), YieldGard®, expressing the Bt toxin Cry1Ab and Herculex®, which expresses the Bt toxin Cry1F, all comercial hybrids 30F53 and isolines among them. The area of each treatment was divided into 20 points, 36 m2 each, composed by 12 rows of 6 m, where 4 plants per point were randomly sampled, totaling 80 sampled plants per treatment. In early and late season, 14 maize plant surveys were made and afterwards transferred to the laboratory and evaluated for: number of S. frugiperda egg masses, total and percentage of collected larvae, in different size ranges (up to 0.5 , 0.6 to 1.0, 1.1 to 1.5, 1.6 to 2.0 and > 2.0 cm), total and average larvae per plant in different size ranges, percentage of plants without damage, with scratches and leaf holes on the whorl; percentage and mean number of parasitized larvae, number of emerged parasitoids and percentage of parasitism by the main parasitoids found. The results on percentage were compared among evaluation dates by t test between two proportions. For the other results t test for two independent samplings with Bootstrap resampling (10000 simulations). There was a greater number of egg masses in Bt Herculex® and Bt YieldGard® genotypes, in early and late sowing dates, respectively, with a predominance of up to 0.5 cm size larvae, especially in Bt genotypes, and higher larvae mortality by Bt Herculex® than Bt YieldGard®. Undamaged plants in the whorl predominate in Bt Herculex® area, in both sowing seasons, and the low incidence of whorl leaf wholes was predominant in both Bt genotypes in both sowing seasons. The predominance among larval parasiotids was of Campoletis flavicincta (Ashmead, 1890) (Hymenoptera: Ichneumonidae) and Chelonus insularis Cresson, 1865 (Hymenoptera: Braconidae), in early and late sowing seasons, respectively. Parasitized larvae occurred more frequently in late sowing season, for the three genotypes with higher parasitism in non-Bt maize and Bt YieldGard® in early and late seasons, respectively. The low amount of parasitoids found in Bt Herculex® was associated with the low larvae survivorship. / A ocorrência de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), a lagarta-do-cartucho, levou ao aumento da adoção de genótipos de milho Bt no Brasil. No entanto, são pouco conhecidos os impactos da utilização desses materiais sobre os parasitoides desse inseto-praga, em especial aqueles associados à fase larval. O objetivo deste trabalho foi avaliar dois genótipos de milho Bt e suas isolinhas (não-Bt) sobre populações de larvas de S. frugiperda, além dos danos e parasitoides larvais, em semeadura de safra (do cedo) e safrinha (do tarde). Os experimentos foram realizados em três áreas de milho, situadas em Santa Maria, Rio Grande do Sul, cultivadas em duas épocas (safra e safrinha), com os tratamentos: testemunha (não-Bt), Bt Yieldgard®, com expressão da toxina Cry1Ab, e Bt Herculex®, que expressa a toxina Cry1F, todos híbridos comerciais 30F53 e isolinhas entre si. A área de cada tratamento foi dividida em 20 parcelas, de 36 m2 cada, compostas de 12 linhas de 6 m de comprimento, em que foram amostradas, aleatoriamente, quatro plantas por parcela, totalizando 80 plantas amostradas por área em cada data de amostragem. Em cada época, safra e safrinha, foram realizadas 14 coletas de plantas de milho, sendo que essas foram transferidas para o laboratório e avaliadas quanto ao número de posturas de S. frugiperda encontradas em laboratório, número de larvas coletadas em diferentes faixas de comprimento (até 0,5; 0,6-1,0; 1,1-1,5; 1,6-2,0 e >2,0 cm), de plantas sem danos, com raspagens e com perfurações no cartucho de larvas parasitadas e de parasitoides emergidos. Os resultados percentuais foram comparados entre as datas de avaliação mediante o teste t entre duas proporções. Para os demais resultados foram realizados contrastes por data de avaliação utilizando o teste t para duas amostras independentes, com Reamostragem Bootstrap (10.000 simulações). Houve maior número de posturas nos genótipos Bt Herculex® e Yieldgard®, na safra e na safrinha, respectivamente, um predomínio de larvas com até 0,5 cm, especialmente nos genótipos Bt, e maior mortalidade das mesmas no Bt Herculex® do que no Bt Yieldgard®. As plantas sem danos no cartucho predominaram em área com Bt Herculex®, tanto na safra quanto na safrinha, e a baixa incidência de perfurações no cartucho predominou em ambos os genótipos Bt, nas duas épocas. O predomínio dentre os parasitoides foi de Campoletis flavicincta (Ashmead, 1890) (Hymenoptera: Ichneumonidae) e Chelonus insularis Cresson, 1865 (Hymenoptera: Braconidae), em cultivo de safra e safrinha, respectivamente. As larvas parasitadas ocorrem em maior número nos cultivos de safrinha, com maior parasitismo em milho não-Bt e Bt Yieldgard®, na safra e na safrinha, respectivamente. A menor quantidade de parasitoides encontrada no Bt Herculex® foi associada à baixa sobrevivência de larvas.

Submitted by JOSÉ PAULO GONÇALVES FRANCO DA SILVA null (jpgfdsilva@fca.unesp.br) on 2016-09-14T19:15:06Z No. of bitstreams: 1 Bentivenha JPF_Dissertation_2016.pdf: 2117731 bytes, checksum: 70ae67a18a3d561f32eacb362814d40d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-09-19T19:12:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_jpgf_dr_bot.pdf: 2117731 bytes, checksum: 70ae67a18a3d561f32eacb362814d40d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-19T19:12:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_jpgf_dr_bot.pdf: 2117731 bytes, checksum: 70ae67a18a3d561f32eacb362814d40d (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Entre as principais pragas da cultura do milho, destacam-se quatro espécies de lepidópteros da família Noctuidae: a lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), a lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Boddie), Helicoverpa armigera (Hübner), e Striacosta albicosta (Smith). Essas espécies podem interagir e competir por alimento, uma vez que apresentam a mesma guilda alimentar, a espiga do milho. Canibalismo/predação também são comportamentos também apresentados durante o estágio larval para a maioria dessas espécies, o que intensifica a competição intraguilda. Somado a isso, o tipo de agroecossistema, que oferece uma grande variação de plantas hospedeiras para as espécies-praga, a recente identificação de H. armigera no continente americano, e também a disperssão de S. albicosta nos EUA, tem trazido vários questionamentos sobre o impacto das interações larvais no manejo integrado de pragas (MIP) e no manejo de resistência dos insetos (MRI). Além disso, o complexo manejo dessas espécies, juntamente com a adoção de híbridos de milho transgênicos (Bt), as doses subletais de Bt, e as estratégias de manejo da resistência, envolvendo as estratégias de refúgio, eleva a importância do comportamento de noctuídeos. Compreender o comportamento e interações larvais, primeiramente em milho não-Bt, é essencial para entender a prevalência de espécies nas culturas agrícolas, e para a obtenção de sucesso no MIP e MRI. Sendo assim, esse estudo avaliou as interações intraguilda de lagartas de diferentes espécies, bem como seus movimentos, através de estudos comportamentais em milho não-Bt. Inicialmente, as interações intraguilda de S. frugiperda, H. zea e S. albicosta foi investigada em condições de laboratório e campo nos EUA, através de cenários de interação em arenas específicas e estruturas de milho. Em outro estudo em laboratório, foi avaliado os movimentos de ataque e defesa entre S. frugiperda e H. zea em diferentes cenários de interação, com e sem alimentação, constituindo um estudo de etograma. Um estudo entre as espécies, anteriormente alopátricas, H. zea e H. armigera, foi conduzido envolvendo a interação intraguilda na cultura do milho, em competição intraespecífica e interespecífica, assim como a ocorrência e proporção das espécies em três regiões brasileiras. Finalmente, a interação intraguilda de S. frugiperda com Helicoverpa spp. foi investigada em cenários em condições de campo de laboratório, em milho no Brasil. Um sistema de rastreamento de vídeo foi utilizado para caracterizar parâmetros de comportamento larval resultado das interações. Em relação ao primeiro estudo, S. frugiperda apresentou vantagem nas interações sobre as outras espécies, enquanto que S. albicosta apresentou desvantagem nas interações. No segundo estudo, S. frugiperda exibiu predominância de movimentos defensivos quando interagindo com H. zea em mesmo ínstar. Por outro lado, lagartas de H. zea apresentaram predominância de comportamentos agressivos, e com canibalismo/predação ocorrendo em interações de sexto ínstar como oponentes de quarto ínstar. No terceiro estudo, H. zea foi predominante no Rio Grande do Sul e na região central do Brasil. No oeste da Bahia, a espécie foi predominante na primeira coleta, sendo a relação H. zea: H. armigera similar na segunda coleta. Lagartas de H. zea apresentaram vantagem na interação com H. armigera. O agroecossistema tem importante papel na ocorrência das espécies e impacta na interação e prevalência destas no meio ambiente. Lagartas de S. frugiperda apresentam vantagens na competição com Helicoverpa spp. Frequência e tempo se alimentando de lagartas de S. frugiperda são negativamente afetadas pelas interações. Lagartas de S. frugiperda movem curtas distâncias em comparação com H. zea. / Among the insect pests from maize crop, stand out the lepidopteran species belonging to Noctuidae family, covering the fall armyworm Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), the corn earworm Helicoverpa zea (Boddie), the Old World bollworm Helicoverpa armigera (Hübner), and the western bean cutworm Striacosta albicosta (Smith). These species might interact and compete by food, once they share the same feeding guild, the maize ear. The cannibalism/predation behavior is also present during the larval stage for most of these species, with exception of S. albicosta, which enhance the intraguild competition of them. In addition to this changing agroecosystem, which offer a range of host plant to these species, the recent identification of H. armigera in American continent, and also the dispersion of S. albicosta in the USA, have been raised several concerns involving the impact of larval interactions in the integrated pest management (IPM) and insect resistance management (IRM). Also, the complex management of these species, along with the adoption of transgenic (Bt) maize hybrids, the sub doses of Bt, and the resistance management strategies, involving refuge strategy, take the importance of noctuids behavior to other level. Understanding the larval behavior and interaction, firstly on non-Bt maize, is essential to find the possible prevalence of species in agricultural crops, and to obtain successes in IPM and IRM. In this sense, this study aimed to evaluate the intraguild interaction among larvae of different species and their movements, throught behavioral studies on non-Bt maize. Initially, the intraguild interaction of S. frugiperda, H. zea and S. albicosta was investigated under laboratory and field conditions in the USA, using several interaction scenarios with arenas and maize tissue. In another study in laboratory, it was assessed the attack and defense movements between S. frugiperda and H. zea in different interaction scenarios, with and without food, aiming to build an ethogram. A study between the allopatric species, H. zea and H. armigera, was carried out involving their intraguild interactions on maize crops, in intraspecific and interspecific scenarios, as well the larval occurrence and proportion in three regions of Brazil. Finnally, the intraguild interaction of S. frugiperda with the Helicoverpa spp. was investigated on scenarios in laboratory and field conditions, on maize in Brazil. A video-tracking system was utilized to characterize larval behavior parameters resulted from interactions. Regarding the first study, S. frugiperda presented advantage in interaction with the other species, while S. albicosta has disadvantage in the interactions. In the second study, S. frugiperda exhibited a predominance of defensive movements when competing against H. zea in the same instars. On the opposite, larvae of H. zea showed distinguished aggressive movements, with cannibalism and predation occurring in interactions between 6th instar with opponents in 4th instar. In the following study, H. zea was predominant in Rio Grande do Sul and central of Brazil. In western Bahia, the species was predominant in the first crop season, being the relation H. zea: H. armigera more similar in the second crop season. Larvae of H. zea presented advantage in interaction with H. armigera. The agroecosystem plays an important role in the species occurrence and impacts the interactions and prevalence of them in the environment. Larvae of S. frugiperda presented competitive advantage on Helicoverpa spp. Frequency and feeding time period in food of S. frugiperda larvae were negatively affected by interactions. Larvae of S. frugiperda moved shorter distances compared to H. zea.

The event TC1507 maize with cry1F gene from the bacterium Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) was approved for commercial release in Brazil in 2008. The evolution of pest resistance to Bt plants has been a great concern to preserve the lifetime of this technology. Therefore, in this study we assess the risk of evolution of resistance to Cry1F protein in Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) populations from major maize-growing regions in Brazil. The baseline susceptibility to Cry1F was detemined with diet overlay bioassay for susceptible reference population and four field populations of S. frugiperda. Then, we monitored 43 populations of S. frugiperda sampled in nine different States of Brazil during 2010/2011, 2011/2012 and 2012/2013 crop seasons. Only 4-fold variation in susceptibility to Cry1F was detected among S. frugiperda from field populations in the baseline susceptibility study. Diagnostic concentration of 2,000 ng cm-2 was defined for monitoring the susceptibility to Cry1F in S. frugiperda populations. Survival at 2,000 ng cm-2 of Cry1F protein increased significantly throughout crop seasons in populations from São Paulo, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, Bahia, Mato Grosso, Goiás, Mato Grosso do Sul, and Paraná, but not in Minas Gerais. We also sampled a population of S. frugiperda in TC1507 field failures in Bahia in October, 2011. This population was selected in laboratory with Cry1F protein up to 20,000 ng cm-2 and the resistance ratio of the selected resistant population (BA25R) was > 5,000-fold. This resistant population was able to survive in Cry1F maize from neonate till pupa and produce normal adult. The inheritance of S. frugiperda resistance to Cry1F protein was autosomal. To test the functional dominance, neonate larvae obtained from the cross of resistant and susceptible populations were tested in leaf bioassay, and around 8% of heterozygotes were able to survive and complete the larval development and produce normal adults on TC1507 leaves while susceptible larvae could not survive for up to five days after infestation. Dominance was estimated to be 0.15 ± 0.09, suggesting that resistance to Cry1F in TC1507 maize was incompletely recessive. We also conducted resistance selection studies in other seven S. frugiperda populations from six different Brazilian states to test whether the resistance alleles were at same locus or not. The F1 larvae obtained from the cross between resistant population (BA25R) and each of the seven selected resistant populations were able to survive at 2,000 ng cm-2 of Cry1F protein in diet bioassay, and therefore they shared the same locus of resistance to Cry1F protein. We estimated the frequency of resistance allele to Cry1F protein in populations of S. frugiperda of main crop season 2011/2012 from five states. We stablished 517 isofemale lines using F2 screen method. The total frequency of Cry1F resistance allele in Brazil was 0.088 with 95% confidence interval between 0.077 and 0.100. Based on results obtained in this study, the risk of resistance evolution to Cry1F protein by S. frugiperda is high in Brazil. / O evento de milho TC1507 com gene cry1F da bactéria Bacillus thuringiensis Berliner foi aprovado comercialmente no Brasil em 2008. A evolução da resistência de pragas a plantas Bt tem sido uma grande preocupação na preservação desta tecnologia. Portanto, neste estudo foi avaliado o risco de evolução da resistência à proteína Cry1F em populações de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) das principais regiões de cultivo de milho no Brasil. A linha-básica de suscetibilidade à proteina Cry1F foi determinada em bioensaio de aplicação superfícial na dieta para a população suscetível de referência e quatro populações de campo de S. frugiperda. Posteriormente, a suscetibilidade a Cry1F foi monitorada em 43 populações de S. frugiperda coletadas em nove Estados do Brasil nas safras agrícolas de 2010/2011, 2011/2012 e 2012/2013. A variação na suscetibilidade foi de apenas quatro vezes para Cry1F entre as populações de campo na linha-básica de suscetibilidade. A concentração diagnóstica de 2.000 ng cm-2 de proteína Cry1F foi definida para o monitoramento da suscetibilidade. A sobrevivência em 2.000 ng cm-2 de proteína Cry1F aumentou significativamente no decorrer das safras em populações de São Paulo, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, Bahia, Mato Grosso, Goiás, Mato Grosso do Sul e Paraná, mas não em Minas Gerais. Além disso, uma população de S. frugiperda foi coletada em milho TC1507 com falha de controle na Bahia em outubro de 2011. Esta população foi selecionada no laboratório com a proteína Cry1F até 20.000 ng cm-2, obtendo-se uma população resistente (BA25R) com razão de resistência >5000 vezes. Esta população resistente foi capaz de sobreviver no milho TC1507 desde larva neonata até a fase de pupa e com emergência de adultos normais. O padrão de herança da resistência de S. frugiperda a Cry1F foi autossômica. Para testar a dominância funcional, as larvas neonatas do cruzamento entre a população resistente e suscetível foram testadas em folhas do evento TC1507 e cerca de 8% dos heterozigotos foram capazes de sobreviver, completar o desenvolvimento e produzir adultos normais, enquanto as larvas da linhagem suscetível não sobreviveram por mais de cinco dias após a infestação. A dominância foi estimada em 0,15 ± 0,09; portanto, a resistência à proteína Cry1F no milho TC1507 foi incompletamente recessiva. A resistência foi selecionada para outras sete populações de seis Estados brasileiros para testar se os alelos de resistência estavam no mesmo locus. As larvas F1 obtidas do cruzamento entre a população resistente (BA25R) e cada uma das sete populações selecionadas sobreviveram na concentração de 2,000 ng cm-2 de proteína Cry1F e, portanto, essas populações compartilharam o mesmo locus de resistência à proteína Cry1F. A freqüência do alelo resistente à proteína Cry1F foi estimada em populações de S. frugiperda coletadas em cinco Estados na safra 2011/2012. Foram estabelecidas 517 isolinhas utilizando o método de \"F2 screen\". A freqüência total do alelo de resistência à proteína Cry1F no Brasil foi de 0,088, com intervalo de confiança de 95% entre 0,077 e 0,100. Com base nos resultados, o risco de evolução da resistência à proteína Cry1F por S. frugiperda é elevada no Brasil.

Os custos adaptativos associados à resistência de insetos a inseticidas podem ser explorados mediante a integração com outras estratégias de controle de pragas em programas de Manejo Integrado de Pragas (MIP). No presente estudo, objetivou-se verificar custos adaptativos associados à resistência de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) ao inseticida piretroide lambda-cyhalothrin e suas implicações na utilização do hospedeiro pelo parasitoide larval Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) e as interações com milho geneticamente modificado (MON810) que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner (milho Bt) e na resposta imunológica ao parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Foram verificados presença de custos adaptativos associados à resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin, dado o prolongamento no desenvolvimento larval e duração pupal, redução do peso de pupas fêmeas e longevidade das fêmeas, razão sexual, taxa líquida de reprodução (Ro), taxa intrínseca de aumento (rm) e taxa finita de aumento () de insetos resistentes ao inseticida. Não foi verificada diferença na aceitação de lagartas de S. frugiperda suscetível e resistente a lambda-cyhalothrin por Campoletis aff. flavicincta. Entretanto, o parasitismo de lagartas resistentes foi maior que de suscetíveis em estudos de gaiolas com milho Bt e não-Bt. Posteriormente, foram conduzidos estudos para avaliar, por PCR em tempo real, a expressão diferencial de genes associados ao metabolismo (proteína rica em metionina), resposta imunológica (calreticulina, lisozima, colágeno IV-2, hemócito protease-3, serina protease, imunolectina, receptor scavenger classe C) e detoxificação de xenobióticos (glutationa-S-transferase 145 e as monoxigenases P450 Cyp9A31 e Cyp333B2) expressos em diferentes tecidos (tecido adiposo, hemócitos e/ou mesêntero), na ausência e presença de parasitismo de lagartas das duas linhagens de S. frugiperda por Campoletis aff. flavicincta. No geral, a expressão gênica em lagartas suscetíveis foi superior àquela de lagartas resistentes a lambda-cyhalothrin, independente do período de desenvolvimento, do tecido avaliado e da presença ou não do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. E por fim, foram conduzidos estudos para avaliar o efeito da resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin nas respostas imunológica celular (contagem total de hemócitos) e humoral (atividade das fenoloxidases, lisozimática e antimicrobiana e concentração de óxido nítrico) de lagartas, tanto na ausência como na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. A resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin induziu somente a pequenas alterações no sistema imunológico do hospedeiro (aumento do número total de hemócitos, redução da atividade antimicrobiana e aumento da atividade lisozimática), as quais não interferem a ponto de resultar em custos adaptativos que leve à maior exploração de lagartas resistentes na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Portanto, o manejo de S. frugiperda mediante o emprego da tecnologia de milho Bt e do controle biológico via parasitoide Campoletis aff. flavicincta pode favorecer o restabelecimento da suscetibilidade de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin. / Fitness costs of insect resistance to insecticides can be exploited by integrating other pest control strategies in Integrated Pest Management (IPM) programs. The objective of this research was to evaluate the existence of fitness costs associated with the resistance of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) to the pyrethroid insecticide lambda-cyhalothrin and their implications for host use by the larval parasitoid Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) and interactions with the genetically modified maize (MON810) that expresses Cry1Ab toxin of Bacillus thuringiensis Berliner (Bt maize) and in the immune response to parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Fitness costs associated to resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin were detected by the delay in larval and pupal development, reduction in the pupal weight and longevity of females, sex ratio, net reproductive rate (Ro), intrinsic rate of natural increase (rm) and the finite rate of increase (). No differences were detected in host acceptance and survival of Campoletis aff. flavicincta in susceptible and lambda-cyhalothrin-resistant larvae of S. frugiperda. However, larval parasitization was higher on the resistant than on the susceptible strain of S. frugiperda in cage studies with Bt and non-Bt maize plants. Then, studies were conducted by using Real time-PCR to evaluate the differential expression of genes associated with metabolism (methionine-rich protein), immune response (calreticulin, lysozyme, collagen IV-2, protease-3 hemocyte, serine protease, immunolectin, scavenger receptor class C) and xenobiotic detoxification (glutathione-S-transferase 145 and P450 monooxygenases Cyp9A31 and Cyp333B2) expressed in different tissues (fat body, hemocytes and/or midgut), in the absence and presence of larval parasitization of both strains of S. frugiperda by Campoletis aff. flavicincta. Overall, gene expression in susceptible larvae was higher than that of lambdacyhalothrin- resistant larvae, regardless of the period of development, tissue evaluated and presence or not of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Finally, studies were conducted to evaluate the effect of the resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin on cellular (total hemocyte count) and humoral (phenoloxidases, lysozyme and antimicrobial activities and nitric oxide concentration) immune responses in the absence or presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. The resistance of S. frugiperda to lambdacyhalothrin conferred only minor changes in the host immune system (increased total hemocyte count, reduced antimicrobial activity and increased lysozyme activity), which may not interfere with fitness costs leading to higher exploitation of resistant larvae in the presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Therefore, the management of S. frugiperda by using the Bt maize technology and the biological control via parasitoid Campoletis aff. flavicincta can favor the resetting to susceptibility of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-11-23T14:07:21Z No. of bitstreams: 1 Andresa Cristina Batista de Oliveira.pdf: 456966 bytes, checksum: 512be8b21cb03d0d47d281c2432f28cf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-23T14:07:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andresa Cristina Batista de Oliveira.pdf: 456966 bytes, checksum: 512be8b21cb03d0d47d281c2432f28cf (MD5) Previous issue date: 2011-02-01 / The insects’ midgut pH has a great influence on the activity of Cry toxins. Some toxins are activated under alkaline or acidic conditions. The proteolytic processing of Cry toxins is a crucial step in their activation and information about distribution and interaction of these toxins on target and non-target insects are important to explain how proteolytic activity of digestive enzymes contributes to the tolerance of natural enemies to Cry toxins. Furthermore, studies have shown that insects can adapt to Bacillus thuringiensis (Berliner) toxins under field and laboratory conditions. Because Alabama argillacea (Hübner) (Lep.: Noctuidae), is a monophagous species with short life cycle, it poses a risk of developing resistance to the toxins of B. thuringiensis . The knowledge about the different mechanisms of resistance to these toxins is important to extend the usefulness of commercial products based on Bt. The proteinase activity of the digestive tract of Podisus nigrispinus (Dallas) (Hem.: Pentatomidae), proteolytic capacity of these on Cry1Ac and cellular and humoral immune response of larvae of A. argillacea towards commercial formulations based on B. thuringiensis, were tested. The results indicated that the major enzymes of the digestive tract of P. nigrispinus are serine-proteases and cysteine proteases that work in a neutral to mildly acidic pH and apparently digestive enzymes were not able to process the Cry1Ac toxin within 12 hours of incubation. 4th instar larvae of A. argillacea do not have potential to develop tolerance to Bt formulated based on immunological responses. Dipel® led to quantitative variation in all cell types while XenTari® changed prohemocytes, plasmatocytes, granulocytes and oenocytoids. In insects treated with Dipel® was no increase in the level of nitric oxide. Differences in responses to treatments can be attributed to different composition of the insecticides, Dipel ® had a more effective and faster to control A. argillacea. / O pH do intestino médio dos insetos tem grande influência na atividade das toxinas Cry que podem ser ativadas em condições alcalinas ou ácidas. O processamento proteolítico das toxinas Cry é uma etapa crucial na sua ativação e informações sobre a distribuição e interação dessas toxinas sobre insetos alvo e não-alvo, são de valor para explicar como a ação proteolítica de enzimas digestivas contribui para a tolerância de inimigos naturais às toxinas Cry. Estudos têm mostrado que insetos podem adaptar-se às toxinas de Bacillus thuringiensis (Berliner) sob condições de campo e laboratório. Alabama argillacea (Hübner) (Lep.: Noctuidae), por ser uma espécie monófaga com ciclo de vida curto, apresenta risco de desenvolver resistência às toxinas de B. thuringiensis. O conhecimento dos diferentes mecanismos de resistência a essas toxinas é importante para prolongar a utilidade de produtos comerciais à base de Bt. A atividade de proteinases do tubo digestivo de Podisus nigrispinus (Dallas) (Hem.: Pentatomidae), capacidade proteolítica dessas sobre Cry1Ac e a resposta imunológica celular e humoral de lagartas de A. argillacea frente às formulações comerciais à base de B. thuringiensis, foram testadas. Os resultados indicaram que as principais enzimas do tubo digestivo de P. nigrispinus são serinoproteases e proteases cisteínicas que atuam em pH levemente ácido até neutro e que as enzimas do tubo digestivo não são capazes de degradar Cry1Ac. Lagartas do 4º ínstar de A. argillacea não apresentam potencial para desenvolverem tolerância de natureza imunológica a formulados Bt. Dipel® ocasionou variação quantitativa em todos os tipos celulares enquanto XenTari® alterou prohemócitos, plasmatócitos, granulócitos e oenocitóides. Nos insetos tratados com Dipel® houve aumento no nível de óxido nítrico. As diferenças nas respostas aos tratamentos podem ser atribuídas à diferente composição dos inseticidas testados, onde Dipel® tem uma ação mais efetiva e mais rápida no controle de A. argillacea.