Made available in DSpace on 2016-08-12T19:15:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marilene Santos de Lima.pdf: 214153 bytes, checksum: 7ac6ff816f11b1d4e6b5c3925c4016dd (MD5) Previous issue date: 2007-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Weeds and the fall armyworm can cause considerable corn yield losses. This study aimed to evaluate green ear yield and corn grain yield as a response to weed and fall armyworm control. A completely randomized block design with split-plots and five replicates was used. Corn cultivar AG 1051 was grown without weed control or with hoeings performed at 20 and 40 days after planting. Control of the pest (applied to the subplots) was performed with sprays of: water (control); deltamethrin (5 g active ingredient ha-1); neem oil, at 0.5% (diluted in water); and neem leaf extract at 5%. Each product was sprayed three times, at seven-day intervals, starting on day 7after planting, using 150 L ha-1. Green ear yield, grain yield, and most other characteristics evaluated were reduced due to the lack of weed control (27 predominant species). Pest control in the weeded plots did not influence green ear yield and grain yield, with the exception of green mass of marketable husked ears, which was reduced when the caterpillar was not controled. Without weed control, the extracts or deltamethrin sprays provided the highest yields in terms of characteristics used to evaluate green corn, except for husked ear mass. The best results for grain yield were obtained with deltamethrin and neem extract, respectively / As plantas daninhas e a lagarta-do-cartucho podem causar perdas consideráveis no rendimento do milho. O objetivo deste trabalho foi avaliar os rendimentos de espigas verdes e de grãos de milho em resposta aos controles de plantas daninhas e da lagarta-do-cartucho. Utilizou-se o delineamento de blocos completos casualizados com parcelas subdivididas e cinco repetições. A cultivar AG 1051 foi cultivada sem e com controle de plantas daninhas (efeito com capinas, realizadas aos 20 e 40 dias após o plantio). Para avaliar o controle da praga (aplicado às subparcelas) foram feitas pulverizações com: água (testemunha); deltamethrin (5 g do ingrediente ativo ha-1); óleo de nim, obtido comercialmente, à base de 0,5% (diluição em água); e extrato foliar de nim, a 5%. Cada produto foi pulverizado três vezes, no intervalo de sete dias, a partir do sétimo dia após o plantio, à base de 150 L ha-1. O rendimento de milho verde, rendimento de grão, e a maioria das outras características avaliadas foram reduzidas devido à falta do controle de plantas daninhas (27 espécies predominante). Nas parcelas capinadas, o controle da praga não influenciou os rendimentos de milho verde e o rendimento de grãos, com exceção da massa de espigas despalhadas comercializáveis, que foi reduzida quando a lagarta não foi controlada. Sem o controle de plantas daninhas, a pulverizações com extrato de nim e deltamethrin forneceram os maiores rendimentos em todas as características avaliadoras do milho verde, exceto para massa de espiga despalhada comercializável. Os melhores resultados para o rendimento de grãos foram obtidos com deltamethrin e extrato de nim, respectivamente

Made available in DSpace on 2016-08-12T19:18:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marilene Santos de Lima.pdf: 214153 bytes, checksum: 7ac6ff816f11b1d4e6b5c3925c4016dd (MD5) Previous issue date: 2007-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Weeds and the fall armyworm can cause considerable corn yield losses. This study aimed to evaluate green ear yield and corn grain yield as a response to weed and fall armyworm control. A completely randomized block design with split-plots and five replicates was used. Corn cultivar AG 1051 was grown without weed control or with hoeings performed at 20 and 40 days after planting. Control of the pest (applied to the subplots) was performed with sprays of: water (control); deltamethrin (5 g active ingredient ha-1); neem oil, at 0.5% (diluted in water); and neem leaf extract at 5%. Each product was sprayed three times, at seven-day intervals, starting on day 7after planting, using 150 L ha-1. Green ear yield, grain yield, and most other characteristics evaluated were reduced due to the lack of weed control (27 predominant species). Pest control in the weeded plots did not influence green ear yield and grain yield, with the exception of green mass of marketable husked ears, which was reduced when the caterpillar was not controled. Without weed control, the extracts or deltamethrin sprays provided the highest yields in terms of characteristics used to evaluate green corn, except for husked ear mass. The best results for grain yield were obtained with deltamethrin and neem extract, respectively / As plantas daninhas e a lagarta-do-cartucho podem causar perdas consideráveis no rendimento do milho. O objetivo deste trabalho foi avaliar os rendimentos de espigas verdes e de grãos de milho em resposta aos controles de plantas daninhas e da lagarta-do-cartucho. Utilizou-se o delineamento de blocos completos casualizados com parcelas subdivididas e cinco repetições. A cultivar AG 1051 foi cultivada sem e com controle de plantas daninhas (efeito com capinas, realizadas aos 20 e 40 dias após o plantio). Para avaliar o controle da praga (aplicado às subparcelas) foram feitas pulverizações com: água (testemunha); deltamethrin (5 g do ingrediente ativo ha-1); óleo de nim, obtido comercialmente, à base de 0,5% (diluição em água); e extrato foliar de nim, a 5%. Cada produto foi pulverizado três vezes, no intervalo de sete dias, a partir do sétimo dia após o plantio, à base de 150 L ha-1. O rendimento de milho verde, rendimento de grão, e a maioria das outras características avaliadas foram reduzidas devido à falta do controle de plantas daninhas (27 espécies predominante). Nas parcelas capinadas, o controle da praga não influenciou os rendimentos de milho verde e o rendimento de grãos, com exceção da massa de espigas despalhadas comercializáveis, que foi reduzida quando a lagarta não foi controlada. Sem o controle de plantas daninhas, a pulverizações com extrato de nim e deltamethrin forneceram os maiores rendimentos em todas as características avaliadoras do milho verde, exceto para massa de espiga despalhada comercializável. Os melhores resultados para o rendimento de grãos foram obtidos com deltamethrin e extrato de nim, respectivamente

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1307951 bytes, checksum: a9d2e7710b0423035200284b202f8283 (MD5) Previous issue date: 2009-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) is a major pest of corn in Brazil. Its control is mainly performed by insecticides. Due to the high cost of insecticides and its polluter effect on the environment, the use of biological control might be more a management tool with the chemical control. Among the natural enemies, the earwigs, D. luteipes (Scudder) (Dermaptera: Forficulidae), has been presented as potential biological control agent of S. frugiperda. As a biological agent little is known about selectivity of chemical insecticides used in corn. Thus, this study evaluated the selectivity of insecticides to D. luteipes and the effect on their behavior when exposed to insecticides methomyl, chlorfenapyr, etofenprox, chlorpyrifos, deltamethrin, λ- cyhalothrin, spinosad and chlorantraniliprole. S. frugiperda and D. luteipes were submitted to the bioassays of concentration-mortality to determine the LC50 and LT50, respectively. Adults of D. luteipes underwent two bioassays with surface arena fully treated and arena partially treated with insecticide, to observe the effects of pesticides on their behavior. In the results of the concentrationmortality bioassays showed that the insecticide spinosad was more toxic to S. frugiperda. In the bioassays with adults of D. luteipes showed that the chlorantraniliprole was less toxic and more selective for adults of D. luteipes, and the insecticide chlorpyrifos showed higher toxicity and lower selectivity. In the mortality time bioassays for S. frugiperda with insecticides etofenprox, chlorpyrifos, λ-cyhalothrin and methomyl, these insecticides had higher value for times-lethal. Bioassay of time mortality for adults of D. luteipes observed that the insecticides chlorpyrifos and λ-cyhalothrin showed less lethal time. In behavioral bioassays in arena fully treated for the adults of D. luteipes, they showed a reduction in walking distance and average speed in the treatments, when exposed to the insecticide spinosad. The methomyl and chlorantraniliprole insecticides hadn't effect on the behavior of the predator movement. In the behavioral bioassays in arena partially treated showed that deltamethrin, spinosad and λ-cyhalothrin had effect of attractiveness to adults of D. luteipes. Already chlorpyrifos, chlorfenapyr and etofenprox showed effect repellency to adults of D. luteipes. Thus, one can conclude that assessments of the effects of insecticides on the behavior of natural enemies are important tool to obtain information about the selectivity and toxicity of these insecticides. Thus, the insecticide chlorantraniliprole was highly selective for D. luteipes. Moreover, no effect of irritability or preference in behavioral bioassays was observed. Thus, this insecticide could be used on the integrated management program for control of S. frugiperda in corn. / Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) é considerada a principal praga do milho no Brasil. O seu controle é realizado principalmente por inseticidas. Devido ao alto custo dos inseticidas e ao seu efeito poluidor no meio ambiente, a utilização do controle biológico pode vir a ser mais uma ferramenta de manejo junto ao controle químico. Dentre os inimigos naturais, a tesourinha, D. luteipes (Scudder) (Dermaptera: Forficulidae), tem-se apresentado como potencial agente de controle biológico da S. frugiperda. Quanto a esse agente biológico pouco se sabe sobre seletividade dos inseticidas químicos utilizados na cultura do milho. Dessa forma, neste trabalho foi avaliada a seletividade dos inseticidas para D. luteipes e o efeito em seu comportamento de movimentação quando exposto aos inseticidas metomil, clorfenapir, etofemproxi, clorpirifós, deltametrina, λ-cialotrina, espinosade e clorantraniliprole. A S. frugiperda e a D. luteipes foram submetidas a bioensaios de concentração-mortalidade e tempo mortalidade para determinar a CL50 e TL50, respectivamente. Os adultos de D. luteipes foram submetidos a dois ensaios de movimentação em superfície com arena totalmente tratada e arena parcialmente tratada com resíduo seco de inseticida, para observar os efeitos dos inseticidas em seu comportamento. Nos resultados dos bioensaios o espinosade foi o inseticida mais tóxico para S. frugiperda. Nos bioensaios com adultos de D. luteipes verificou-se que o clorantraniliprole foi o menos tóxico e o mais seletivo; e o inseticida clorpirifós apresentou maior toxicidade e menor viii seletividade. Nos bioensaios de tempo mortalidade com a S. frugiperda os inseticidas etofemproxi, clorpirifós, λ-cialotrina e metomil apresentaram maiores razões entre os tempos letais. No bioensaio de tempo mortalidade para adultos de D. luteipes observou-se que os inseticidas clorpirifós e λ-cialotrina apresentaram menor tempo letal. Nos bioensaios de comportamento em arena totalmente tratada para os adultos de D. luteipes, estes apresentaram redução na distância caminhada e na velocidade média nos tratamentos em que foram expostos ao inseticida espinosade. Os inseticidas metomil e clorantraniliprole não apresentaram efeito sobre o comportamento de movimentação do predador. Nos bioensaios de comportamento em arena parcialmente tratada observou-se que os inseticidas deltametrina, espinosade e λ-cialotrina mostraram efeito de atratividade aos adultos de D. luteipes. Já o clorpirifós, clorfenapir e etofemproxi mostraram efeito de repelência aos adultos de D. luteipes. Desse modo, pode-se concluir que avaliações dos efeitos dos inseticidas no comportamento dos inimigos naturais é uma importante ferramenta para obter informações sobre a seletividade e toxicidade destes inseticidas. Desta forma, o inseticida clorantraniliprole foi altamente seletivo para D. luteipes. Além disso, não foi observado efeito de irritabilidade ou preferência nos bioensaios comportamentais. Assim, este inseticida pode vir a ser utilizado junto ao programa de manejo integrado para o controle de S. frugiperda na cultura de milho.

The fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), is considered the main insect-pest of corn in Brazil. Its control, in recent years, is mainly accomplished through the use of Bt plants and spray insecticides. Aiming to evaluate the efficiency of Bt proteins expressed by maize commercially available, as well as their interaction with the use of insecticides for the control of S. frugiperda to subsidize IPM and IRM programs in Bt maize, experiments were carried under field condition during two crop seasons in the 2015-16. Eight technologies of Bt maize and one non-Bt hybrid were evaluated, as well as seven insecticide application programs. Damage assessments were performed every five days, counting the number of damaged plants and assigning a score according to the Davis Scale (1992). For the application of the insecticides, a control level was established in which the spraying was carried out whenever 10% of the plants showed a damage score > 3. In the 1st season 2015/16, Agrisure TL (Cry1Ab), Herculex (Cry1F) and Optimum Intrasect (Cry1Ab/ Cry1F) and non-Bt maize required 1 to 3 sprays of insecticides to complement the control of S. frugiperda. In this season, all tested insecticides were efficient in control. In the case of YieldGard VT PRO (Cry1A.105 / Cry2Ab2), YieldGard VT PRO 3 (Cry1A.105 / Cry2Ab2 / Cry3Bb1), PowerCore (Cry1A.105 / Cry2Ab2 / Cry1F), Agrisure Viptera (Vip3Aa20) and Agrisure Viptera 3 (Vip3Aa20 / Cry1Ab) the use of insecticides was not necessary. In the second crop year 2015/16, with the exception of Agrisure Viptera and Agrisure Viptera 3, all other hybrids of Bt and non-Bt maize required 1 to 4 sprays of insecticides. The results obtained in the present work demonstrate that some Bt maize technologies (expressing genes that encode Cry1 proteins) present low control efficiency, thus making insecticides indispensable to complement the control of S. frugiperda. In contrast, the Vip3Aa20 protein shows high toxicity to S. frugiperda, showing insignificant damage to the culture. Among the insecticides tested in the work, spinetoram (12 g of a.i./ha), in general presented the highest control efficiency for fall armyworm. / A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), é considerada o principal inseto-praga da cultura do milho no Brasil. Seu controle, nos últimos anos, é realizado principalmente por meio do uso de plantas Bt e pulverização de inseticidas. Visando avaliar a eficiência das proteínas Bt expressas pelos milhos disponíveis no mercado, bem como sua interação com o uso de inseticidas para o controle de S. frugiperda para subsidiar programas de MIP e MRI em milho Bt, foram realizados experimentos, em condição de campo, durante duas épocas de cultivo na safra 2015-16. Foram avaliadas oito tecnologias de milho Bt e um híbrido não-Bt, bem com sete programas de aplicação de inseticidas. A cada cinco dias, foram realizadas avaliações de dano, contabilizando o número de plantas danificadas e atribuindo uma nota de acordo com a Escala de Davis (1992). Para a aplicação dos inseticidas, foi estabelecido um nível de controle em que era realizada a pulverização sempre que 10% das plantas apresentassem nota de dano >3. Na 1a safra 2015/16, Agrisure TL (Cry1Ab), Herculex (Cry1F) e Optimum Intrasect (Cry1Ab/Cry1F) e milho não-Bt necessitaram de 1 a 3 pulverizações de inseticidas para complementar o controle de S. frugiperda. Nesta safra, todos os inseticidas testados foram eficientes no controle. Já em milho YieldGard VT PRO (Cry1A.105/Cry2Ab2), YieldGard VT PRO 3 (Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry3Bb1), PowerCore (Cry1A.105/Cry2Ab2/ Cry1F), Agrisure Viptera (Vip3Aa20) e Agrisure Viptera 3 (Vip3Aa20/Cry1Ab) não foi necessário o uso de inseticidas. Na 2a safra 2015/16, com exceção de Agrisure Viptera e Agrisure Viptera 3, todos as demais híbridos de milho Bt e não-Bt necessitaram de 1 a 4 pulverizações de inseticidas. Os resultados obtidos no presente trabalho demonstram que algumas tecnologias de milho Bt (expressando genes que codificam proteínas Cry1) apresentam baixa eficiência de controle, tornando-se assim indispensável o uso de inseticidas para complementar o controle de S. frugiperda. Em contraste, a proteína Vip3Aa20 apresenta alta toxicidade para S. frugiperda, apresentando danos insignificantes à cultura. Dentre os inseticidas testados no trabalho, spinetoram (12 g de i.a./ha), de modo geral apresentou a maior eficiência de controle para lagarta-do-cartucho.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work was determined, for the first time, the volatile composition from fresh and dried leaves of six accessions (named PM-2, PM-7, PM-10, PM-11, PM-12 e PM-14) and a cultivar (EPAMIG, named here EMB) of Jatropha curcas L. The volatile compounds was extracted by hydrodistillation and then analyzed by GCMS. Thus, it was possible to observe that the (Z)-3-hexen-1-ol was the major compound in the fresh leaves (>70% in all accessions). Alcohols also predominated in the dried leaves, mainly (Z)-2-penten-1-ol and (Z)-3-hexen-1-ol, but others constituents were identified in significant proportions included benzenoid compounds such as benzaldehyde. The influence of drying on volatile composition from leaves of J. curcas was evaluated on the PM-2 accession. Besides, this work also describes the development of a High Performance Liquid Chromatograpy (HPLC) method for differentiation of six accessions and a cultivar (EPAMIG) from fresh and dried leaves of J. curcas. The methanol extracts of the leaves were analyzed by HPLC-DAD and after stages of optimizations, we obtained the fingerprint chromatograms. For a comparative analysis of the accessions and a cultivar, were applied chemometric tools of Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA), which it was possible to discriminate the samples from dried leaves according to their origins. The methanol extracts of the leaves were submitted to cytotoxicity assay against four tumor cell lines (HCT-8, HL-60, SF-295 and MDA-MB435), presenting IC50 values of 25.13 μg/ml, against HL-60 cell line for EMB sample considered promising by National Institute of Cancer, USA (NCI). The biological activity of this extracts was evaluated on the development of Spodoptera frugiperda, considered as a primary pest in corn crop. It was observed 60% larval mortality. / No presente trabalho foi determinado, pela primeira vez, os compostos voláteis das folhas frescas e secas de Jatropha curcas L. pela técnica de hidrodestilação, para seis diferentes acessos (denominados de PM-2, PM-7, PM-10, PM-11, PM- 12 e PM-14) e uma cultivar (EPAMIG, denominada de EMB). As análises foram realizadas através de CG/EM, obtendo-se o (Z)-3-hexen-1-ol (75,7±18,2%) como composto majoritário nas folhas frescas, com percentuais superiores a 70% entre os acessos. Nas folhas secas obteve-se como compostos majoritários o (Z)-2- penten-1-ol (14,9±11,3%), (Z)-3-hexen-1-ol (9,6±9,1%) e o benzaldeído (3,9±2,7%). Um experimento de secagem foi realizado para o acesso PM-2 com intuito de verificar o efeito da secagem na composição dos voláteis das folhas de J. curcas. Neste trabalho também foi desenvolvido um método por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) para diferenciação dos seis acessos e da cultivar (EPAMIG) para folhas frescas e secas de J. curcas. Os extratos metanólicos das folhas foram analisados por CLAE-DAD e após etapas de otimizações, foram obtidos os cromatogramas fingerprints. Para uma análise comparativa entre os acessos e a cultivar, aplicaram-se ferramentas quimiométricas de Análise dos Componentes Principais (PCA) e Análise de Agrupamentos Hierárquicos (HCA), pelas quais foi possível diferenciar as amostras das folhas secas de acordo com suas procedências. Os extratos metanólicos também foram submetidos a ensaios de citotoxicidade in vitro para 04 linhagens de células tumorais humanas (HCT-8, HL-60, SF-295 e MDA-MB- 435), obtendo-se CI50 25,13 μg/mL, na linhagem HL-60 para a amostra da cultivar (EPAMIG). Este resultado está dentro do intervalo proposto pelo National Institute of Cancer, USA (NCI) para considerar extratos como promissores. A atividade biológica destes extratos também foi avaliada sobre o desenvolvimento de Spodoptera frugiperda, principal praga do milho, apresentando 60% de mortalidade larval.

O inseticida spinosad tem sido um dos mais utilizados para o controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) no Brasil, devido à sua eficácia e ao seu mecanismo de ação único (modulador alostérico de receptores nicotínicos da acetilcolina). Para fornecer subsídios a um programa de manejo da resistência, foram realizados estudos para compreender as bases genéticas e moleculares da resistência de S. frugiperda a este inseticida. Inicialmente, foi selecionada uma linhagem de S. frugiperda resistente a spinosad (Spin-res) em laboratório por meio da técnica \"F2 screen\". A razão de resistência, baseada na CL50, foi de aproximadamente 890 vezes. A partir de cruzamentos recíprocos entre a linhagem suscetível (Sus) e Spin-res, constatou-se que o padrão de herança da resistência de S. frugiperda a spinosad é autossômica e incompletamente recessiva. Retrocruzamentos da progênie F1 de cruzamentos recíprocos com a linhagem Spin-res confirmaram a hipótese de herança poligênica da resistência, com número mínimo de segregações independentes variando de 1,86 a 2,45. Além disso, observou-se um elevado custo adaptativo associado à resistência de S. frugiperda a spinosad, baseado nos parâmetros da tabela de vida e fertilidade. A partir dos dados de seqüenciamento de quatro bibliotecas de cDNA de lagartas de quarto ínstar das linhagens Sus e Spin-res (expostas ou não a spinosad), utilizando a plataforma HiScan1000&reg; (Illumina&copy;), foi realizada a comparação do perfil de transcrição e expressão diferencial de genes entre as linhagens Sus e Spin-R. O transcritoma foi montado utilizando a estratégia de novo contendo cerca de 19 milhões de leituras single-end com qualidades de score acima de 30, gerando 42406 transcritos com o N50 de 598 pb. A busca por similaridade no banco de dados não-redundante (nr) do NCBI, possibilitou a anotação funcional de 24980 (59%) transcritos, alinhando-se a Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) e Spodoptera spp. com 22,5; 3,81 e 3,6% das sequências respectivamente. Foram identificados 2903 transcritos apresentando expressão diferencial (P <= 0,05, t-test; fold-change > 2) entre as linhagens Spin-res e Sus. Dentre os transcritos relacionados a enzimas do complexo metabólico, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathiona S-transferases, uma carboxilesterase e uma esterase foram superexpressas na linhagem Spin-res. Além disso, foi observada a superexpressão de 15 genes relacionados à produção energética na linhagem Spin-res, o que pode estar relacionada ao elevado custo adaptativo associado à resistência. Análises de PCR quantitativo em tempo real confirmaram que os padrões de expressão foram consistentes com os resultados de RNA-seq. Bioensaios com os sinergistas PBO e DEM mostraram pouco envolvimento de enzimas P450 e nenhum envolvimento de glutationa S-transferases na resistência de S. frugiperda a spinosad. O sequenciamento da subunidade &alpha;6 do receptor nicotínico de acetilcolina de ambas linhagens demonstrou a existência de uma mutação sinônima entre as duas linhagens (G567A), indicando que a subunidade &alpha;6 não é a única relacionada à resistência de S. frugiperda a spinosad. / Spinosad has been one of the most used insecticides to manage Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) in Brazil, due to its efficacy and unique mode of action (nicotinic acetylcholine receptor allosteric modulator). To support an insect resistance management program (IRM), we selected and characterized in laboratory a spinosad-resistant strain (Spin-res) of S. frugiperda using the F2 screen method. The resistance ratio, based on LC50, was &asymp; 890-fold. Based on reciprocal crosses between susceptible (Sus) and Spin-res, the inheritance of spinosad resistance in S. frugiperda was autosomal incompletely recessive. Backcrosses between the F1 from reciprocal crosses and the parental Spin-res revealed a polygenic resistance, with an estimation of at least 1.86 to 2.45 genes related to spinosad resistance. Furthermore, it was observed a strong fitness cost associated to spinosad-resistance in Spin-res strain, based on the life table and fertility parameters. The characterization of the transcriptional profile and the differential gene expression comparison between susceptible and spinosad-resistant strains of Spodoptera frugiperda were obtained from the sequencing of cDNA libraries from fourth instar larvae of Sus and Spin-res strains (exposed or not to spinosad) using a HiScan1000&reg; platform (Illumina&copy;). The transcriptome was de novo assembled using nearly 19 million single-end reads with quality score over 30, yielding 42,406 transcripts with a N50 of 598 bp. Based on similarity search in the non-redundant (nr) nucleotide database, 24,980 (59%) transcripts were annotated. Most of the transcripts aligned to Bombyx mori L., Helicoverpa armigera (Hübner) and Spodoptera spp., with 22.5%, 3.81, and 3.6, respectively. We identified 2,032 differentially expressed transcripts (P <= 0.05, t-test; fold-change > 2) between the susceptible and spinosad-resistant strains. Among metabolic enzyme transcripts, 23 P450 monooxigenases, 13 glutathione S-transferases, one carboxylesterase and one esterase were up-regulated in the spinosad-resistant strain. In addition, it was observed 15 genes superexpressed in spinosad-resistant strain related to energy production, which can be related to the high fitness cost associated with resistance. Quantitative real-time PCR analysis showed that patterns of gene expression were consistent with RNA-seq results. Synergistic bioassays using PBO and DEM showed little involvement of P450s in spinosad-resistance and lack of involvement regarding the glutathione Stransferases. Furthermore, we sequenced and compared the subunit &alpha;6 from the nicotinic acetylcholine receptor of S. frugiperda Spin-res and Sus strains. Only one synonymous mutation within the two strains (G567A) was found, showing that the &alpha;6 is not the only subunit involved in S. frugiperda resistance to spinosad.

A importância da praga Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) deve-se não somente aos danos provocados às lavouras de milho, mas a capacidade de se alimentar de uma ampla variedade de famílias de plantas. Lagartas desta espécie são capazes de se adaptar a dietas contendo inibidores de peptidase de soja (IPS). Há uma hipótese de que a microbiota intestinal neste inseto poderia estar envolvida com estes mecanismos de adaptação. Neste contexto, um dos objetivos do trabalho foi verificar se estas bactérias poderiam alterar a expressão gênica de serino peptidases e atividade enzimática nestes lepidópteros em ensaios in vitro. Observouse que no tratamento com tetraciclina, não houve influência na alteração da expressão gênica e da atividade quantitativa das respectivas serino peptidases nas lagartas provenientes dos ambientes diferentes. Ao mesmo tempo, objetivou-se estudar se haveria uma contribuição das bactérias na atividade proteolítica intestinal de S. frugiperda ao longo do processo digestivo de insetos, analisando se influenciam no perfil qualitativo das serino peptidases intestinais destas lagartas em zimograma. As lagartas de campo que sofreram a primeira exposição à uma dieta com antibiótico aumentaram a atividade de duas peptidases provavelmente trípticas, também sintetizadas nos tratamentos com IPS e IPS com antibiótico provavelmente como provável resposta adaptativa. Para analisar o efeito do IPS e da tetraciclina em folhas ingeridas por lagartas criadas em laboratório e coletadas em campo, além da influência da dieta natural (cartucho de milho) e da dieta artificial sobre a composição e diversidade da microbiota fecal de S. frugiperda, foi feito o sequenciamento das regiões V3-V4 do gene 16S rRNA de procariotos utilizando a plataforma de alto desempenho Illumina Miseq. Os valores médios de diversidade de UTOs do índice Shannon detectados nas fezes de S. frugiperda foram mais baixos nas amostras de dieta artificial e o segundo índice médio mais baixo foi calculado naquelas provenientes de cartucho de milho no campo, revelando que ambas as amostras apresentaram menor diversidade de espécies na composição da comunidade bacteriana. A abundância relativa em nível de filo bacteriano gerada para todos os conjuntos de amostras fecais demonstrou que os filos mais predominantes foram Proteobacteria (73,3%) e Firmicutes (24,2%), sendo ambos os filotipos mais abundantes nos grupos de insetos. Os quatro filotipos mais abundantes em nível de gênero corresponderam a Enterococcus (23,5%), Acinetobacter (20,5%), Stenotrophomonas (11,4%) e Klebsiella (10,4%). Verificamos que a dieta foi a principal variável que modulou a estrutura das comunidades bacterianas das fezes de S. frugiperda. Entretanto, não é possível afirmar se haveria uma contribuição das peptidases das bactérias simbiontes ao processo digestivo de insetos. Com estes novos dados taxonômicos, poderemos isolar as bactérias a partir das fezes destas lagartas e estudar a significância funcional destes simbiontes tais como, detoxificação de compostos tóxicos como inibidores de peptidases de plantas, papel digestivo e nutricional destas bactérias para as lagartas desta espécie. / The importance of the pest Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) is due not only to corn crops damage, but the ability to attack a wide variety of plant families. Caterpillars of this species are able to circumvent diets containing soybean peptidase inhibitors (SPI). There is a hypothesis that this insect gut microbiota might be involved in these adaptation mechanisms. One of the goals of this study was to determine whether these bacteria could alter the serine peptidase gene expression or enzymatic activity in vitro assays in these Lepidoptera. It was observed that there was no alteration of the gene expression and the quantitative activity of serine peptidases in the caterpillars collected from both different environments fed with tetracycline leaves. At the same time, other objective was to study if there was a contribution from bacteria in the gut proteolytic activity of S. frugiperda in the digestive process of insects, analyzing its influence in the qualitative profile of serine peptidase gut worms in zymogram. The field caterpillars that suffered the first exposure to a diet with antibiotic increased the activity of two probably tryptic type peptidases which were also synthesized in IPS and IPS plus antibiotic treatments, probably as likely adaptive response. In order to analyze the effect of IPS and tetracycline in leaves eaten by caterpillars reared in the laboratory and collected in the field, beyond the influence of the natural diet (maize cartridge) and artificial diet on the composition and diversity of fecal microbiota of S. frugiperda, the sequencing using high performance Miseq Illumina platform was done in V3-V4 regions of 16S rRNA gene typical of prokaryotes. The average values of Shannon index related to OTUs diversity detected in the feces of S. frugiperda were lower in artificial diet samples and second lower mean index was calculated from those collected in the field, showing that both samples showed lower species diversity in the composition of bacterial communities. The relative abundance of bacterial phylum level generated for all fecal samples showed that the most prevalent phyla were Proteobacteria (73.3%) and Firmicutes (24.2%). Both phylotypes are predominant in insect groups. The four most abundant phylotypes at genus level accounted for Enterococcus (23.5%), Acinetobacter (20.5%), Stenotrophomonas (11.4%) and Klebsiella (10.4%). We found that the diet was the main variable that modulated the bacterial communities structure in the feces of S. frugiperda. However, it is not possible to state that there would be a contribution of peptidase bacterial symbionts to the digestive process of insects. With these new taxonomic data, we may isolate bacteria from S. frugiperda feces and study the functional significance of these symbionts such as detoxification of toxic plant compounds as inhibitors of peptidases, the digestive and nutrition role of these bacteria for the caterpillars species.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objectives of this study were to evaluate the effects of Bt toxin and seeds treatment with insecticides (imidacloprid + thiodicarb) on initial growth of corn and the control of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) in soil; the effect of Bt corn and insecticides (seed treatment with imidacloprid + thiodicarb and spray application of novaluron and/or methomyl) for the control of S. frugiperda in crop shoots during early and late planting seasons; and the effects of Bt corn and insecticides control of S. frugiperda on the occurrences and damages from Diatraea sp. and Helicoverpa zea (Boddie) pests. Three experiments were conducted under field conditions and natural infestation of pests, in Itaara and Santiago, in Rio Grande do Sul state, Brazil, during the 2008/2009 planting seasons. The initial growth of corn was not affected by the production of Bt toxin (Cry1Ab) and insecticide seed treatment in areas without pest infestation. The toxin (Cry1Ab) present in the Bt corn as well as seeds treatment in non-transformed corn effectively protected the plants to cut-off S. frugiperda. Seeds treatment enables the reduction of damages caused by S. frugiperda in Bt corn (Cry1Ab) to the shoots of crops in early infestations. The Bt corn (Cry1Ab) is effective in controlling S. frugiperda, especially when infestations are low to moderate. When high infestations of S. frugiperda occurred in late planting, insecticide spray on Bt corn (Cry1Ab) resulted to less damages and fewer lavae development comparatively with unsprayed plots. Insecticide treatment of nontransformed corn seeds during early infestations of Diatraea sp. and Bt corn reduced the percentage of stems attacked and injuries. However, insecticides sprayed for the control of S. frugiperda had no effect on the percentage of stems attacked and the injuries caused by Diatraea sp.. Application of insecticides to seeds or spraying for the control of S. frugiperda did not affect the percentage of corn ears attacked and the injuries caused by H. zea, while the Bt corn (Cry1Ab) reduced the percentage of ears attacked by H. zea despite not having much effect in reducing the ear-feeding injuries. / O objetivo do estudo foi avaliar: o efeito da toxina Bt e do tratamento de semente com inseticidas (imidacloprido + tiodicarbe), no crescimento inicial das plantas de milho e no controle de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) no solo; o efeito do milho Bt e dos inseticidas (imidacloprido + tiodicarbe em tratamento de semente e novalurom e/ou metomil em pulverizações), no controle de S. frugiperda na parte aérea da cultura, na semeadura do cedo e do tarde; e os efeitos do milho Bt e dos inseticidas para o controle de S. frugiperda, na ocorrência e na injúria da Diatraea sp. e da Helicoverpa zea (Boddie). Foram realizados três experimentos em condições de campo e com infestação natural dos insetos-praga, em Itaara e Santiago, RS, durante a safra 2008/09. O crescimento inicial das plantas de milho não é afetado pela produção da toxina Bt (Cry1Ab) e pelos inseticidas em tratamento de semente, em áreas sem infestação de insetos-praga. A toxina Cry1Ab, presente no milho Bt, assim como o tratamento de semente no milho convencional, protegem de forma eficiente as plantas do corte de S. frugiperda. O tratamento de semente, possibilita a redução da injúria na parte aérea da cultura causada por S. frugiperda em milho Bt (Cry1Ab), em infestações precoces. O milho Bt (Cry1Ab) é eficiente no controle de S. frugiperda, especialmente quando as infestações são baixas a moderadas. Em época de semeadura, na qual ocorrem altas infestações de S. frugiperda, o milho Bt (Cry1Ab) quando pulverizado com inseticida, apresenta em relação ao sem pulverização, menos injúria e menor número de lagartas grandes. O tratamento de semente com inseticidas em milho convencional, quando em infestações precoces de Diatraea sp. e o milho Bt, reduzem as injúrias e o percentual de colmos atacados, porém os inseticidas pulverizados para o controle de S. frugiperda, não têm efeito sofre as injúrias e no percentual de colmos atacados por Diatraea sp.. Os inseticidas aplicados na semente ou em pulverizações para o controle de S. frugiperda, não afetam as injúrias e o percentual de espigas atacadas por H. zea, porém o milho Bt (Cry1Ab) reduz o percentual de espigas atacadas por H. zea, apesar de não ter efeito significativo na redução das injúrias nas espigas.

Metaflumizone é um novo inseticida, pertencente ao novo grupo químico semicarbazone, com excelente atividade no controle de várias espécies da Ordem Lepidoptera. O produto atua no sistema nervoso dos insetos bloqueando os canais de sódio sem a necessidade de ativação metabólica, ou seja, a molécula é tóxica em sua forma original. O mecanismo de ação de metaflumizone é distinto dos inseticidas piretróides que atuam como moduladores de canais de sódio. Para conhecer a atividade de metaflumizone sobre Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) e estabelecer estratégias proativas de manejo da resistência para preservar a vida útil desse produto, os principais objetivos da dissertação foram: (a) estabelecer a linha-básica de suscetibilidade a metaflumizone em populações de S. frugiperda coletadas na cultura do milho em diferentes regiões do Brasil; (b) definir concentrações diagnósticas (CL95 e CL99) para o monitoramento da suscetibilidade das populações de S. frugiperda; (c) verificar a possibilidade de resistência cruzada entre metaflumizone e lambda-cyhalothrin; e (d) verificar a eficácia agronômica de metaflumizone no controle de S. frugiperda em condições de campo. O método de bioensaio adotado foi o de tratamento superficial da dieta artificial com inseticidas, utilizando-se lagartas de 3° ínstar. Para o monitoramento da suscetibilidade das populações de S. frugiperda a metaflumizone, foram definidas as concentrações diagnósticas de 32 e 100 µg de metaflumizone/mL de água destilada (ppm). Para as duas concentrações diagnósticas foram encontradas diferenças significativas na suscetibilidade das populações testadas, com sobrevivências de 5,3 a 16,73% na concentração diagnóstica de 32 ppm e de 0,42 a 10,37% na concentração de 100 ppm. Para verificar a presença de resistência cruzada entre metaflumizone e lambda-cyhalothrin, foi realizada a caracterização da curva de concentração-resposta a metaflumizone em uma população de S. frugiperda resistente (R) a esse inseticida e comparada com a resposta obtida com a população suscetível de referência (S), observando-se ausência de resistência cruzada. A eficácia agronômica de metaflumizone em condições de campo foi verificada por meio de 2 ensaios de campo na cultura de milho com infestações de S. frugiperda com alta freqüência de resistência a inseticidas piretróides (40%), realizando-se duas aplicações de inseticidas, espaçadas em sete dias. Os tratamentos foram: 1-testemunha; 2-metaflumizone 200 g I.A./ha, 3-metaflumizone 240 g I.A./ha; 4-indoxacarb 75 g I.A./ha; e 5-lambda-cyhalothrin 7,5 g I.A./ha. Os menores níveis de desfolha, aos 7 dias após a segunda aplicação de inseticida, foram obtidos com os tratamentos de indoxacarb a 75 g I.A./ha e metaflumizone a 240 g I.A./ha, comprovando a eficácia no controle de S. frugiperda. Portanto, metaflumizone pode ser utilizado como uma alternativa para o manejo da resistência de S. frugiperda a inseticidas. / Metaflumizone is a new insecticide, belonging to the new chemical group semicarbazone, with excellent activity against many species of Lepidoptera Order. The product acts in the nervous system of insects blocking the sodium channels without metabolic activation, in other words, the molecule is toxic on its original form. The mechanism of action of metaflumizone is distinguished to the pyrethroids that act as sodium channel modulators. To know the activity of metaflumizone against Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) and to establish proactive strategies of resistance management to preserve the lifetime of that product, the main objectives of this work were: (a) to establish the baseline susceptibility of metaflumizone in populations of S. frugiperda collected in maize crop in different regions of Brazil; (b) to define diagnostic concentrations (LC95 e LC99) for the susceptibility monitoring of S. frugiperda populations; (c) to verify the possibility of cross-resistance between metaflumizone and lambda-cyhalothrin; and (d) to verify the agronomic efficacy of metaflumizone in the control of S. frugiperda under field conditions. The bioassay method was the surface treatment of an artificial diet with pesticides by using 3rd instar larvae. The diagnostic concentrations of 32 e 100 µg of metaflumizone/mL of distilled water (ppm) were defined for the susceptibility monitoring of S. frugiperda populations to metaflumizone. Significant differences in susceptibility to metaflumizone were found for the two diagnostic concentrations in the populations, with survival percentage from 5.3 to 16.73% in the concentration of 32 ppm and from 0.42 to 10.37% in the concentration of 100 ppm. To verify the cross-resistance between metaflumizone and lambda-cyhalothrin, the characterization of dose-mortality curve to metaflumizone was done in a lambda-cyhalothrin-resistant population of S. frugiperda (R) and the results were compared to the response of the susceptible population (S). The results suggested no existence of cross-resistance. The agronomic efficacy of metaflumizone under field conditions was verified in 2 field trials in maize crop infested with S. frugiperda at high level of pyrethroids resistance frequency (40%), with two applications of insecticides, at seven days interval. The treatments were: 1-untreated; 2-metaflumizone 200 g A.I./ha, 3-metaflumizone 240 g A.I./ha; 4-indoxacarb 75 g A.I./ha; and 5-lambda-cyhalothrin 7,5 g A.I./ha. The lower defoliation levels were achieved by the treatments of indoxacarb at 75 g A.I./ha and metaflumizone at 240 g A.I./ha, at 7 days after the second application of the insecticides, confirming its efficacy against S. frugiperda. Therefore, metaflumizone can be used as an alternative for the resistance management of S. frugiperda to insecticides.

A existência de uma família gênica diversa de serino proteinases em Lepidóptera sugere que essas proteinases desempenham um papel importante na adaptação desses insetos à presença de inibidores de proteinases vegetais. Essas enzimas têm se revelado estarem envolvidas no processo digestivo de larvas de insetos. Larvas de Spodoptera frugiperda foram alimentadas com uma dieta suplementada com inibidor de proteinase de soja (IPS) e a expressão gênica de proteinases intestinais foi avaliada através de PCR em tempo real. Análises de transcrição anteriores mostraram a existência de dois grupos de serino proteinases: um grupo de genes constitutivamente expressos em larvas controle que é induzido pela dieta contendo IPS e um segundo grupo que está ausente no controle, mas que é também induzido por uma dieta rica em IPS. No presente trabalho foi observado um terceiro grupo de proteinases que não são nem induzidas nem reprimidas pela presença do IPS na dieta. Essa observação sugere que a adaptação de S. frugiperda ao IPS envolve a síntese de novas proteinases, a indução de enzimas preexistentes e ainda um terceiro grupo insensível à presença dos inibidores. Proteinases dos intestinos de larvas crescidas em dieta com IPS mostraram insensibilidade ao inibidor. As proteinases também foram insensíveis quando a atividade foi verificada com um inibidor de proteinases de amplo espectrum. Os resultados aqui apresentados propõem que a adaptação de S. frugiperda ao IPS segue uma estratégia generalizada, baseada na indução geral de um grande grupo de endoproteinases. / The existence of a diverse serine proteinase gene family in lepidopteran insects has suggested its significant role in the insect adaptation to plant proteinase inhibitors. These enzymes have been shown to be involved in the proteolytic digestion process of insect larvae. Spodoptera frugiperda larvae were fed on a diet supplemented with soybean proteinase inhibitor (SPI) and the gene expression of intestinal proteinases was evaluated by real time PCR. Previous transcription analyses found two groups of intestinal serine proteinases: one group of genes constitutively expressed in the control larvae that is induced by the SPI-containing diet during the experiment, and a second group that is absent in the control but also induced by the SPI rich diet. Herein was observed a third group of proteinases that are neither induced nor repressed by the presence of SPI in the diet. This observation suggests that adaptation of S. frugiperda to SPI involves de novo synthesis, up regulation of existing enzymes and that there is a third group insensitive to the presence of the inhibitors. Proteinases from intestines of larvae reared on a diet with SPI showed insensitivity to the inhibitor. The proteinases were also insensitive when the activity was checked with a broad-spectrum potato proteinase inhibitor. The results here presented propose that adaptation of S. frugiperda to SPI follows a \"shotgun\" approach, based on a general up regulation of a large set of endoproteinases.