Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-06-29T19:14:51Z No. of bitstreams: 1 2012 - M?nica Lau da Silva Marques.pdf: 2382662 bytes, checksum: bd3196dc6041c2980a5c7654ca632a89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T19:14:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012 - M?nica Lau da Silva Marques.pdf: 2382662 bytes, checksum: bd3196dc6041c2980a5c7654ca632a89 (MD5) Previous issue date: 2012-01-31 / CAPES / Meloidogyne enterolobii (M. mayaguensis) is nematode specie found in several Brazilian states, parasitizing guavas and other crops. This work aimed to evaluate the reaction of thirty-two plants species to M. enterolobii in the State of Rio de Janeiro. The experiment was conducted in the greenhouse conditions. The population of the M. enterolobiii used in this study was obtained from roots of guava cv. ?Paluma? infested from the municipality of S?o Jo?o da Barra - RJ. The inoculum was multiplied in tomato (Solanum Lycoperyicum) cv. TRural I grown in containers of two liters, with previously autoclaved substrate, which received 5.000 eggs/juveniles/plant. Assessments were made at 90 days after inoculation. Plant roots were processed using Hussey and Barker technique and the population of eggs, juveniles and adults were estimated with the help of Peters counting chamber under an optical microscope. It was determined the final population (Pf) and the reproduction factor (RF), defined as the ratio Pf/Pi, where Pi is the initial population. From the thirty-two plants analyzed, fifteen were susceptible: zucchini (Curcubita moschata Duch), loofah (Luffa cylindrica), white bottlebrush (Callistemon rigidus R. Br), red bottlebrush (Callistemon rigidus R. Br), Brazilian guave (Psidium guineensis), sugarcane var. RB 956911(Saccharum hybrid var. RB 956911), sugarcane var. RB 867515 (Saccharum hybrid var. RB 867515), sugarcane var. RB 92579 (Saccharum hybrid var. RB 92579), sugarcane var. SP 801816 (Saccharum hybrid var. SP 801816), antlerpepper (Capsicum baccatum), hotpepper (Capsicum chinense), tomato cv. TRural I (Solanum lycopersycum cv. TRural I), fis?lia (Physalis angulata), scarlet eggplant (Solanum gilo) and eggplant (Solanum melogena L.). Two were immune: ornamental eucalyptus (Eucalyptus tereticornis) and ox guava (Eugenia stipilata); and fifteen were resistant: count the fruit (Annona squamosa), curly parsley (Petroselinum crispum), pearl pineapple (Ananas cosmosus L. Merril), purple basil (Ocimum pupuraceus), cambuci (Campomanesia phaea), fragrant eucalyptus (Eucalyptus citriodora), eucalyptus (Eucalyptus grandis), pear guava (Psidium acutangulum), yellow guava (Psidium cattleyanum), purple guava (Psidium myrtoides), biribiri (Averrhoa bilimbi L), carambola (Averrhoa carambola L), yellow passionflower (Passiflora maliformis L), rattlepod (crotalaria juncea L) e gray mucuna (Mucuna cin?rea cv. gray mucuna ). / Meloidogyne enterolobii (M. mayaguensis) ? uma esp?cie de nemat?ide encontrado em v?rios estados brasileiros, parasitando goiabeiras e outras plantas cultivadas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a hospedabilidade de trinta e duas esp?cies vegetais quanto ? rea??o ao M. enterolobii no Estado do Rio de Janeiro. O experimento foi conduzido em casa de vegeta??o do Instituto de Biologia, no Departamento de Entomologia e Fitopatologia da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. A popula??o do in?culo inicial do M. enterolobii utilizada foi obtida em campo a partir de ra?zes de goiabeira cv. ?Paluma? infestadas, proveniente do munic?pio de S?o Jo?o da Barra ? RJ. O in?culo foi multiplicado em tomateiro (Solanum Lycopersycum) cv. TRural I cultivadas em vasos de dois litros, com substrato previamente autoclavado, que receberam 5.000 ovos/juvenis/planta. As avalia??es ocorreram aos 90 dias ap?s a inocula??o. As ra?zes das plantas foram processadas utilizando a t?cnica de Hussey e Barker adaptada por Bonnetti e Ferraz (1981) e a popula??o de ovos, juvenis e adultos foram estimada com aux?lio da c?mara de contagem de Peters, sob microsc?pio ?ptico. Os dados obtidos constitu?ram a popula??o final (Pf) e foram utilizados na determina??o do fator de reprodu??o (FR), conforme Collen e D?Herde (1972), definido pela rela??o Pf/Pi, em que Pi ? a popula??o inicial. Das trinta e duas plantas analisadas, quinze foram suscet?veis: abobrinha menina brasileira (Curcubita moschata Duch), bucha (Luffa cylindrica), escova-de-garrafa branca (Callistemon rigidus R. Br), escova-de-garrafa vermelho (Callistemon rigidus R. Br), ara?? (Psidium guineensis), cana-de-a??car var. RB956911 (Saccharum hibrido var. RB956911), cana-de-a??car var. RB 867515 (Saccharum hibrido var. RB 867515), cana-de-a??car var. RB 92579 (Saccharum hibrido var. RB 92579), cana-de-a??car var. SP 801816 (Saccharum hibrido var. SP 801816), pimenta chifre de veado (Capsicum baccatum), pimenta bode (Capsicum chinense), tomate cv. TRural I (Solanum lycopersycum) cv TRural I, f?salis (Physalis angulata), jil? (Solanum gilo) e a berinjela (Solanum melogena L.). Dois foram imunes: eucalipto ornamental (Eucalyptus tereticornis) e o ara?? boi (Eugenia stipilata); e quinze foram resistentes: fruta do conde (Annona squamosa), salsa-crespa (Petroselinum crispum), abacaxi perola (Ananas cosmosus L. Merril), manjeric?o roxo (Ocimum pupuraceus), cambuci (Campomanesia phaea), eucalipto cheiroso (Eucalyptus citriodora), eucalipto (Eucalyptus grandis), ara?? p?ra (Psidium acutangulum), ara??-amarelo (Psidium cattleyanum), ara?? roxo (Psidium myrtoides), biribiri (Averrhoa bilimbi L), carambola (Averrhoa carambola L), maracuj? amarelo (Passiflora maliformis L), crotalaria juncea (crotalaria juncea L) e mucuna cinza (Mucuna cin?rea cv. Mucuna cinza).

Relações de simbiose são comuns na natureza e tornaram-se fundamentais para a desconstrução do antigo conceito de indivíduo, único e indivisível, para o surgimento da ideia do holobionte, definido como o ser constituído de características próprias somadas aos simbiontes a ele associados. Tais relações são comuns em Insecta, sendo bactérias os microrganismos mais comumente encontrados em simbiose, influenciando diversos aspectos bioecológicos do hospedeiro. Dentre os insetos, pulgões são organismos modelos para o estudo de interações com simbiontes devido à associação com diversas espécies de bactérias, as quais produzem diferentes fenótipos do hospedeiro. Este trabalho teve por objetivo avaliar o papel do endossimbionte secundário Arsenophonus nas interações de seu hospedeiro Aphis citricidus (Kirkaldy) (Hemiptera: Aphididae) com o primeiro e terceiro níveis tróficos. Assim, isolinhagens de A. citricidus infectadas (Ars+) ou não (Ars-) por Arsenophonus foram estabelecidas e utilizadas para a condução de estudos comparativos para a exploração de plantas hospedeiras com diferentes valores nutricionais, Citrus sinensis (hospedeiro ótimo) e Murraya paniculata (hospedeiro subótimo). Foram observadas a sobrevivência, longevidade e fecundidade de A. citricidus Ars+ e Ars- em cada planta hospedeira, sendo os valores obtidos utilizados na construção de tabelas de vida de fertilidade. Para o estudo das interações com o terceiro nível trófico, foram realizados estudos comparativos do parasitismo de A. citricidus Ars+ e Ars-, criados em ambos hospedeiros, pelo parasitoide Aphelinus asychis (Walker) (Hymenoptera: Aphelinidae). Foram observados o desenvolvimento do parasitoide e o sucesso de parasitismo. Os resultados obtidos comprovaram ser C. sinensis o hospedeiro mais adequado e que o simbionte secundário beneficia seu hospedeiro na exploração do alimento, resultando na redução do período de desenvolvimento e em insetos de maior tamanho no hospedeiro subótimo. Os parâmetros de tabela de vida de fertilidade calculados para pulgões Ars+ foram superiores aos de Ars-. Além de beneficiar A. citricidus na utilização do alimento, o simbionte Arsenophonus também afetou a relação de seu hospedeiro com o parasitoide A. asychis. Pulgões Ars+ foram inadequados ao completo desenvolvimento do parasitoide. A relação de simbiose de A. citricidus e Arsenophonus estudada demonstrou a importância de simbiontes secundários nas interações multitróficas do hospedeiro e as implicações que elas podem ter para o controle do crescimento populacional de insetos de interesse econômico. / Symbiotic relationships are common in nature and have become essential for the deconstruction of the old concept of individual, as a single and indivisible entity, for the emergence of the holobiont idea, being consisted of its own characteristics added to the symbionts associated with it. Such relationships are common in Insecta, and bacteria are the microorganisms most commonly found in symbiosis, influencing many bioecological aspects of the host. Among insects, aphids are model organisms for the study of interactions with symbionts due to their association with various species of bacteria that produce different host phenotypes. This study aimed to evaluate the role of the secondary endosymbiont Arsenophonus on the interactions of its host Aphis citricidus (Kirkaldy) (Hemiptera: Aphididae) with the first and third trophic levels. Thus, isofemale strains of A. citricidus infected (Ars+) or not (Ars-) with Arsenophonus were established and used to conduct comparative studies on the use of host plants with different nutritional values, Citrus sinensis (optimum host) and Murraya paniculata (suboptimum host). We assessed survival, longevity and fecundity rates of Ars- and Ars+ A. citricidus in each host plant, and the obtained data were used in for calculation of fertility life tables. We also carried out comparative studies on the success of parasitization of Ars- and Ars+ A. citricidus reared on both host plants by the parasitoid Aphelinus asychis (Walker) (Hymenoptera: Aphelinidae). We assessed parasitoid development on aphids reared on both host plants and measured the success of parasitization on aphids reared on the optimum host plant. Our data proved C. sinensis as a more suitable host than M. paniculata, and that the secondary symbiont benefited infected aphids to explore the food source by reducing the time of development and producing larger adults in the suboptimal host. The fertility life table parameters calculated for Ars+ aphids were higher than those for Ars-. Besides benefiting A. citricidus in the use of food, Arsenophonus also affected the relationship of its host with the parasitoid A. asychis. Ars+ aphids were unsuitable to A. asychis and did not allow the full development of the parasitoid. The studied symbiotic relationship of A. citricidus and Arsenophonus showed the importance of secondary symbionts in multitrophic interactions of the host and the implications they may have for controlling the population growth of insects of economic interest.

Parasitoides interferem no sistema imunológico de seus hospedeiros, influenciando a expressão de genes relacionados à resposta celular e humoral, podendo interferir na relação hospedeiro - microbiota intestinal. Além disso, parasitoides induzem alterações fisiológicas no hospedeiro que alteram o consumo e a utilização de alimento, e que podem influenciar a microbiata intestinal do mesmo. Alterações nessa microbiota poderiam afetar as relações e contribuições ao hospedeiro e, consequentemente, influenciar o desenvolvimento do próprio parasitoide. O objetivo deste trabalho foi o de verificar o efeito do parasitismo por Cotesia flavipes (Cameron) (Hymenoptera: Braconidae) na estrutura e no potencial funcional de contribuição da microbiota intestinal de Diatraea saccharalis (F.) (Lepidoptera: Crambidae), hospedeiro permissivo, e de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), hospedeiro não-permissivo. Além disso, buscou-se verificar se as secreções utilizadas pelo parasitoide (veneno, fluidos do cálice e virus simbionte) na regulação hospedeira estariam associadas à manipulação da microbiota intestinal do hospedeiro. O efeito do parasitismo na microbiota intestinal associada às porções antero-mediana e posterior do intestino dos hospedeiros estudados foi avaliado na fase inicial (1 DAP - dia após o parasitismo), intermediária (5 DAP) e final (9 DAP) do desenvolvimento larval do parasitoide. A avaliação foi feita por meio da comparação da diversidade e abundância de bactérias associadas ao trato intestinal de D. saccharalis e S. frugiperda parasitadas ou não por C. flavipes. A caracterização das bactérias foi feita via análise metagenômica em plataforma Illumina MiSeq utilizando a região V4 do gene ribossomal 16S. O pacote de softwares QIIME foi utilizado para a atribuição taxonômica das mesmas e o potencial funcional foi inferido por meio do software PICRUSt. O parasitismo afetou a abundância e diversidade de unidades taxonômicas operacionais (UTOs) da microbiota intestinal da porção antero-mediana e posterior de ambos hospedeiros. As alterações observadas para as duas regiões intestinais investigadas não seguiram o mesmo padrão ao longo do desenvolvimento do parasitoide. As análises realizadas também demonstraram que as alterações da microbiota induzidas pelo parasitismo refletiram em alterações significativas no potencial funcional de contribuição da microbiota associada ao trato digestivo de D. saccharalis e S. frugiperda. As análises da microbiota de lagartas pseudo-parasitadas demonstraram que as secreções maternas injetadas pela fêmea do parasitoide no momento do parasitismo estão envolvidas, pelo menos parcialmente, com os processos que levam às modificações na diversidade e abundância da microbita intestinal hospedeira, assim como de seu potencial de contribuição funcional. Esses resultados indicam que outros fatores/alterações produzidos em condições normais de parasitismo, seja pela influência de secreções de teratócitos e das próprias larvas do parasitoide em desenvolvimento também estão envolvidos na manipulação da microbiota hospedeira. Várias das alterações observadas no potencial de contribuição da microbiota intestinal do hospedeiro podem refletir sua qualidade nutricional e, consequentemente, favorecer sua exploração pelo parasitoide. Assim, o processo de regulação hospedeira por parasitoides se estende ao conjunto de organismos associados que compõem o holobionte representado pela lagarta hospedeira. / Parasitoids interfere with the immune system of their hosts by influencing the expression of genes related to cellular and humoral responses, which may interfere with the host - gut microbiota relationship. Furthermore, parasitoids induce physiological changes in the host, modifying food consumption and utilization, influencing then the host gut microbiota. These changes can affect the relationship and contributions of the gut microbiota to the host and therefore influence parasitoid development. This study aimed to evaluate the effect of parasitism by Cotesia flavipes (Cameron) (Hymenoptera: Braconidae) in the structure and potential functional contribution of the gut microbiota of the permissive host Diatraea saccharalis (F.) (Lepidoptera: Crambidae) and the non-permissive host Spodoptera frugiperda (JE Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) . In addition, the participation of the secretions female parasitoids (venon, calyx fluid and symbiotic virus) use in host regulation in the manipulation of the host gut microbiota was also investigated. The effects of host parasitization on the microbiota associated with the anterior (foregut-midgut) and posterior (hindgut) portions of host gut were evaluated at the early (1 DAP - day after parasitism), intermediate (5 DAP) and final (9 DAP) stages of parasitoid larval development. The diversity and abundance of the gut microbiota of D. saccharalis and S. frugiperda was compared in between parasitized and non-parasitized larvae by C. flavipes. The gut microbiota was characterized by sequencing the V4 region of the 16S ribosomal gene using the Illumina MiSeq platform. The software package QIIME was used for taxonomic attribution and the PICRUSt software was used to infer the potential funcional contribution of the gut microbiota. Host parasitization affected the abundance and diversity of operational taxonomic units (OTUs) of the two gut regions investigated (foregut-midgut and hindgut) in both hosts. The changes observed for both gut regions did not follow the same pattern throughout parasitoid development. Changes in the gut microbiota induced by parasitization reflected in significant changes in the potential of the functional contribution of the gut microbiota associated with D. saccharalis and S. frugiperda. Analyses of pseudo-parasitized larvae demonstrated that the maternal secretions female parasitoids inject when ovipositing are involved, at least partially, with the processes that lead to changes in the abundance, diversity and potential functional contribution of the host gut microbita. These results indicate that other factors / changes produced during normal parasitization, such as secretions from teratocytes and/or the developing parasitoid larvae can also be involved in the manipulation of host gut microbiota. Several of the changes observed in the potential contribution of the host gut microbiota may reflect its nutritional quality and therefore favor host exploitation by parasitoids. Thus, the process of host regulation by parasitoids also involves the regulation of the gut-associated bacteria, which altogether comprise the holobionte represented by the host larvae.

As respostas dos nematoides entomopatogênicos, Steinernema carpocapsae (Weiser) e Heterorhabditis indica (Poinar, Jackson e Klein), aos voláteis emitidos por raízes de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) danificadas ou não danificadas por ninfas da cigarrinha-da-raiz, Mahanarva fimbriolata (Stål), foram estudadas em laboratório. Plantas de cana-de-açúcar foram transplantadas para câmaras laterais do olfatômetro de seis vias e submetidas ou não a herbivoria por M. fimbriolata. Cerca de 10000 nematoides entomopatogênicos foram liberados na câmara central do olfatômetro e após 24 horas os nematoides foram contabilizados em cada câmara lateral do dispositivo. Raízes de plantas previamente danificadas ou não danificadas por M. fimbriolata foram destacadas das plantas, congeladas com nitrogênio liquido e maceradas. O material foi então aerado por 8 horas para a coleta dos voláteis. O perfil dos voláteis dos extratos naturais foi analisado em um cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrômetro de massas (GC-MS). Os nematoides de ambas as espécies foram atraídos pelos voláteis radiculares de plantas danificadas pela cigarrinha-das-raízes, em contraste com plantas não danificadas e areia umedecida (controle). As análises em GC-MS revelaram que não houve diferença qualitativa no perfil de voláteis radiculares entre os tratamentos. Por outro lado, dos 11 compostos presentes nas raízes não danificadas, di-hidro mircenol e Beta isso metioneno reduziram, significativamente, sua concentração após o ataque de M. fimbriolata. Estes resultados sugerem que o recrutamento de nematoides entomopatogênicos neste sistema pode ter sido influenciado pela diminuição da concentração destes dois compostos radiculares nas plantas sob herbivoria. / The responses of entomopathogenic nematodes Steinernema carpocapsae (Weiser) and Heterorhabditis indica (Poinar, Jackson e Klein), to volatiles emitted by sugar cane roots damaged or undamaged by Mahanarva fimbriolata (Stål) nymphs, were investigated under laboratory conditions. Thus, sugarcane plants damaged or undamaged by M. fimbriolata were transplanted to lateral arms of six arm olfactometer. Approximately 10000 entomopathogenic nematodes were released in the central chamber of the olfactometer and after 24 hours, the nematodes were counted in each arm. Roots of previously damaged or undamaged plants were detached, frozen with liquid nitrogen and macerated. The material was then aerated for 8 hours to collect volatiles. The volatiles profile was analyzed by a gas chromatograph-mass spectrometer. Most nematodes of both species moved to plants that had been previously damaged over undamaged plants, and there was no significant difference in the choice of undamaged plant and only moisted sand. The GC-MS analyzes showed no qualitative difference between the root treatments volatiles profile. In both treatments, the same 11 compounds were found. Although, two compounds, dihydro myrcenol and Beta-iso-methionene, showed quantitative difference between treatments, observing greater production in undamaged plants, i.e. herbivory caused reduction in tested sugar cane roots volatiles releasing. These data provide new information about the tritrophic relationships occurring in the soil which, in the future, can be used in order to develop field management for M. fimbriolata.

Ao longo do processo evolutivo, parasitoides desenvolveram inúmeras estratégias para a colonização de seus hospedeiros, resultando em mecanismos específicos de regulação. Endoparasitoides cenobiontes depositam seus ovos no hospedeiro e manipulam sua fisiologia e suas repostas imunológicas, a fim de tornar o hospedeiro um ambiente seguro e nutricionalmente adequado para o desenvolvimento do imaturo. A associação de parasitoides das famílias Braconidae e Ichneumonidae com vírus da família Polydnaviridae e sua injeção no hospedeiro configuram-se como um dos principais mecanismos de regulação utilizados durante o parasitismo, devido sua ação sobre a expressão de genes do hospedeiro. O conjunto diverso de fatores maternos e larvais apresentados por parasitoides pode apresentar potencial biotecnológico no controle de pragas, que busca por novos nichos de exploração. Apesar disso, a especificidade das interações hospedeiro - parasitoide limita a exploração de eventos que utilizam tais fatores de virulência, baseada na necessidade de táticas que apresentem ação sobre maior número de espécies-praga. Dessa forma, a presente tese teve por objetivo identificar fatores de virulência expressos durante a interação Cotesia flavipes Cameron (Hymenoptera: Braconidae) - Diatraea saccharalis (F.) (Lepidoptera: Crambidae), buscando a identificação de fatores com potencial biotecnológico, e identificar vias metabólicas do hospedeiro alvos de regulação, buscando por genes-alvos de controle. Além disso, essa tese buscou avaliar o potencial biotecnológico de um fator de virulência (CfHTIF) pertencente ao vírus simbionte de C. flavipes e de um fator de virulência larval (TnQuit) expresso por teratócitos associados a Toxoneuron nigriceps (Viereck) (Hymenoptera: Braconidae) contra hospedeiros incomuns. O parasitismo e a injeção de fatores maternos por C. flavipes resultou na regulação de inúmeras vias metabólicas de D. saccharalis, principalmente relacionadas ao controle do sistema endócrino e do sistema imunológico e identificou a expressão de genes virais e larvais associados a C. flavipes. Plantas transformadas com o fator de virulência TnQuit apresentaram efeitos na sobrevivência e no desenvolvimento dos hospedeiros não-permissivos de hábito mastigador, Chrysodeixis includens (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae), Spodoptera albula (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae) e Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), minador, Tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gelechiidae), e sugador, Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodidae), enquanto que o gene viral CfHTIF interferiu nas eficiências de conversão do alimento ingerido e digerido de S. albula, mas não de S. frugiperda. / Parasitoids developed many strategies for colonization of their hosts during the evolution of associations with their hosts, which resulted in the development of specific mechanisms of host regulation. Koinobiont endoparasitoids deposit their eggs into the host and manipulate the host´s physiology and immune responses in order to turn the host a safe and nutritionally suitable environment for parasitoid immature development. The association of parasitoids belonging to Braconidae and Ichneumonidae with virus of the family Polydnaviridae, which are injected in the host, constitutes one of the main mechanisms of regulation used during the parasitization due to viral regulation of the host gene expression. The diverse set of maternal and larval-derived factors produced by parasitoids may have biotechnological potential for pest control. Nevertheless, the specificity of the host - parasitoid interactions are thought to limit the exploration of events that use such virulence factors, as a consequence on the need of successful tactics for a large number of pest species. Thus, we aimed to identify the virulence factors expressed during the interaction Cotesia flavipes Cameron (Hymenoptera: Braconidae) - Diatraea saccharalis (F.) (Lepidoptera: Crambidae) to identify factors with biotechnological potential and to identify targets of regulation that could aid on the development of additional control tactics. In addition, we evaluated the biotechnological potential of a virulence factor (CfHTIF) belonging to the symbiont virus of C. flavipes and a larval virulence factor (TnQuit) expressed by teratocytes associated to Toxoneuron nigriceps (Viereck) (Hymenoptera: Braconidae) against non-host species. Parasitization and pseudoparasitization of D. saccharalis larvae by C. flavipes resulted in the regulation of several metabolic pathways, particularly those related to the endocrine and immune systems. We also characterized the transcriptome of C. flavipes and of associated bracovirus in parasitized and pseudoparasitized hosts. Plants transformed with the TnQuit virulence factor affected survival and development of the non-permissive hosts Chrysodeixis includens (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae), Spodoptera albula (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae) and Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), Tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gelechiidae) and the number of developing adults of Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodidae). CfHTIF-transgenic plants affected the efficiency of conversion of the digested and ingested food of S. albula larvae, but not of S. frugiperda larvae.

Parasitoides cenobiontes manipulam o crescimento e o desenvolvimento de seus hospedeiros visando colonizá-los e adequá-los nutricionalmente as suas próprias exigências nutricionais. Nesse processo de manipulação, parasitoides interferem com o funcionamento molecular e celular de seus hospedeiros, alterando inúmeros processos fisiológicos. Assim, este projeto buscou avaliar o efeito do parasitismo por Campoletis flavicincta (Ashmead) (Hymenoptera: Ichneumonidae) na atividade de transcrição gênica e de síntese de proteínas em larvas de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) em diferentes estágios de desenvolvimento do parasitoide. O estudo envolveu a análise comparativa do transcritoma de lagartas de S. frugiperda via sequenciamento de nova geração (RNASeq - Illumina) e a validação dos resultados obtidos por PCR em tempo real (qPCR), além de incluir análise da composição quantitativa e qualitativa de proteínas disponíveis na hemolinfa do hospedeiro via análise em SDS-PAGE. Análises das alterações proteicas na hemolinfa de lagartas de S. frugiperda induzidas pelo parasitismo por C. flavicincta foi realizada após 1, 3, 5 7, e 9 dias do parasitismo (DAP). Foi verificado aumento significativo na concentração de proteínas na hemolinfa de lagartas parasitadas 3, 5 e 9 DAP, a síntese precoce de proteínas de 180 kDa e 75 kDa e sua manutenção até o final do desenvolvimento do parasitoide. Porém, não foi possível a visualização de proteínas específicas do parasitismo. As análises de expressão gênica diferencial foram concentradas nos estágios iniciais do parasitismo (06, 24 e 72 h após o parasitismo) e resultou na identificação de 1.189 transcritos expressos diferencialmente, dos quais 72,7% foram inibidos pelo parasitismo, sendo encontrados transcritos em quatro grupos funcionais importantes ao desenvolvimento do parasitoide: i) metabolismo de carboidratos; ii) proteínas de armazenamento, iii) síntese e degradação de hormônios e iv) respostas imunológicas. A expressão diferencial encontrada pela análise de RNA-Seq foi validada pela análise por qPCR de transcritos selecionados. Análises adicionais de montagens de transcritomas de novo também permitiram a identificação de 22 transcritos associados ao vírus de poli-DNA simbionte associado a C. flavicincta, os quais representavam quatro famílias gênicas virais: \"anquirina viral\", \"elemento repetido\", \"motivo-cisteína\" e \"família- N\". Esses transcritos apresentaram padrão específico de expressão temporal, sendo os transcritos de anquirina virais e de proteínas de motivo-cisteína os mais abundantes. / Koinobiont parasitoids regulate the growth and development of their hosts in order to colonize and adequate their host to their own nutritional needs. Parasitoids interfere with several physiological processes at the molecular and cellular levels to regulate their hosts. Thus, this project evaluated the effects of the parasitization by Campoletis flavicincta (Ashmead) (Hymenoptera: Ichneumonidae) on gene expression and protein availability at different stages of parasitization of larvae of the host Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae). Comparative gene expression was carried out by RNA-Seq analysis using next-generation sequencing tools (Illumina), with data validation by quantitative real time PCR (qPCR). Protein availability in the host hemolymph was checked by colorimetric and SDS-PAGE assays. Protein changes in the hemolymph were verified throughout parasitoid development at 1, 3, 5, 7 and 9 days after parasitization. The parasitoid induced an increase in the total concentration of proteins from day 3 to 9, and induced the precocious synthesis of two proteins (180 kDa and 75 kDa) and their maintenance in the hemolymph until the end of parasitoid development. No parasitism specific proteins were detected. Differential gene expression analysis was concentrated at early parasitization (06, 24 and 72 h), and allowed the identification of 1.189 differentially expressed transcripts. The majority of these transcripts (72.7%) were down-regulated in parasitized larvae as compared to the nonparasitized. Analysis of the differentially expressed transcripts led to the identification of functionally important transcripts for the parasitoid development, belonging to i) sugar metabolism, ii) storage proteins, iii) hormone synthesis and degradation, and iv) immune response. qPCR experiments using selected transcripts validated the differential expression observed in RNA-Seq experiments. Additional analysis using the de novo transcriptome assembly also led to the identification of 22 transcripts associated with the genome of the polydnavirus of C. flavicincta distributed in four gene families: vankyrin, repeated-element, cysteine-motif and N-family. These transcripts had specific temporal patterns of expression, with the transcripts from vankyrins and cysteine-motif being the most abundant.

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Parasitoides cenobiontes manipulam o crescimento e o desenvolvimento de seus hospedeiros visando colonizá-los e adequá-los nutricionalmente as suas próprias exigências nutricionais. Nesse processo de manipulação, parasitoides interferem com o funcionamento molecular e celular de seus hospedeiros, alterando inúmeros processos fisiológicos. Assim, este projeto buscou avaliar o efeito do parasitismo por Campoletis flavicincta (Ashmead) (Hymenoptera: Ichneumonidae) na atividade de transcrição gênica e de síntese de proteínas em larvas de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) em diferentes estágios de desenvolvimento do parasitoide. O estudo envolveu a análise comparativa do transcritoma de lagartas de S. frugiperda via sequenciamento de nova geração (RNASeq - Illumina) e a validação dos resultados obtidos por PCR em tempo real (qPCR), além de incluir análise da composição quantitativa e qualitativa de proteínas disponíveis na hemolinfa do hospedeiro via análise em SDS-PAGE. Análises das alterações proteicas na hemolinfa de lagartas de S. frugiperda induzidas pelo parasitismo por C. flavicincta foi realizada após 1, 3, 5 7, e 9 dias do parasitismo (DAP). Foi verificado aumento significativo na concentração de proteínas na hemolinfa de lagartas parasitadas 3, 5 e 9 DAP, a síntese precoce de proteínas de 180 kDa e 75 kDa e sua manutenção até o final do desenvolvimento do parasitoide. Porém, não foi possível a visualização de proteínas específicas do parasitismo. As análises de expressão gênica diferencial foram concentradas nos estágios iniciais do parasitismo (06, 24 e 72 h após o parasitismo) e resultou na identificação de 1.189 transcritos expressos diferencialmente, dos quais 72,7% foram inibidos pelo parasitismo, sendo encontrados transcritos em quatro grupos funcionais importantes ao desenvolvimento do parasitoide: i) metabolismo de carboidratos; ii) proteínas de armazenamento, iii) síntese e degradação de hormônios e iv) respostas imunológicas. A expressão diferencial encontrada pela análise de RNA-Seq foi validada pela análise por qPCR de transcritos selecionados. Análises adicionais de montagens de transcritomas de novo também permitiram a identificação de 22 transcritos associados ao vírus de poli-DNA simbionte associado a C. flavicincta, os quais representavam quatro famílias gênicas virais: \"anquirina viral\", \"elemento repetido\", \"motivo-cisteína\" e \"família- N\". Esses transcritos apresentaram padrão específico de expressão temporal, sendo os transcritos de anquirina virais e de proteínas de motivo-cisteína os mais abundantes. / Koinobiont parasitoids regulate the growth and development of their hosts in order to colonize and adequate their host to their own nutritional needs. Parasitoids interfere with several physiological processes at the molecular and cellular levels to regulate their hosts. Thus, this project evaluated the effects of the parasitization by Campoletis flavicincta (Ashmead) (Hymenoptera: Ichneumonidae) on gene expression and protein availability at different stages of parasitization of larvae of the host Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae). Comparative gene expression was carried out by RNA-Seq analysis using next-generation sequencing tools (Illumina), with data validation by quantitative real time PCR (qPCR). Protein availability in the host hemolymph was checked by colorimetric and SDS-PAGE assays. Protein changes in the hemolymph were verified throughout parasitoid development at 1, 3, 5, 7 and 9 days after parasitization. The parasitoid induced an increase in the total concentration of proteins from day 3 to 9, and induced the precocious synthesis of two proteins (180 kDa and 75 kDa) and their maintenance in the hemolymph until the end of parasitoid development. No parasitism specific proteins were detected. Differential gene expression analysis was concentrated at early parasitization (06, 24 and 72 h), and allowed the identification of 1.189 differentially expressed transcripts. The majority of these transcripts (72.7%) were down-regulated in parasitized larvae as compared to the nonparasitized. Analysis of the differentially expressed transcripts led to the identification of functionally important transcripts for the parasitoid development, belonging to i) sugar metabolism, ii) storage proteins, iii) hormone synthesis and degradation, and iv) immune response. qPCR experiments using selected transcripts validated the differential expression observed in RNA-Seq experiments. Additional analysis using the de novo transcriptome assembly also led to the identification of 22 transcripts associated with the genome of the polydnavirus of C. flavicincta distributed in four gene families: vankyrin, repeated-element, cysteine-motif and N-family. These transcripts had specific temporal patterns of expression, with the transcripts from vankyrins and cysteine-motif being the most abundant.

As respostas dos nematoides entomopatogênicos, Steinernema carpocapsae (Weiser) e Heterorhabditis indica (Poinar, Jackson e Klein), aos voláteis emitidos por raízes de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) danificadas ou não danificadas por ninfas da cigarrinha-da-raiz, Mahanarva fimbriolata (Stål), foram estudadas em laboratório. Plantas de cana-de-açúcar foram transplantadas para câmaras laterais do olfatômetro de seis vias e submetidas ou não a herbivoria por M. fimbriolata. Cerca de 10000 nematoides entomopatogênicos foram liberados na câmara central do olfatômetro e após 24 horas os nematoides foram contabilizados em cada câmara lateral do dispositivo. Raízes de plantas previamente danificadas ou não danificadas por M. fimbriolata foram destacadas das plantas, congeladas com nitrogênio liquido e maceradas. O material foi então aerado por 8 horas para a coleta dos voláteis. O perfil dos voláteis dos extratos naturais foi analisado em um cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrômetro de massas (GC-MS). Os nematoides de ambas as espécies foram atraídos pelos voláteis radiculares de plantas danificadas pela cigarrinha-das-raízes, em contraste com plantas não danificadas e areia umedecida (controle). As análises em GC-MS revelaram que não houve diferença qualitativa no perfil de voláteis radiculares entre os tratamentos. Por outro lado, dos 11 compostos presentes nas raízes não danificadas, di-hidro mircenol e Beta isso metioneno reduziram, significativamente, sua concentração após o ataque de M. fimbriolata. Estes resultados sugerem que o recrutamento de nematoides entomopatogênicos neste sistema pode ter sido influenciado pela diminuição da concentração destes dois compostos radiculares nas plantas sob herbivoria. / The responses of entomopathogenic nematodes Steinernema carpocapsae (Weiser) and Heterorhabditis indica (Poinar, Jackson e Klein), to volatiles emitted by sugar cane roots damaged or undamaged by Mahanarva fimbriolata (Stål) nymphs, were investigated under laboratory conditions. Thus, sugarcane plants damaged or undamaged by M. fimbriolata were transplanted to lateral arms of six arm olfactometer. Approximately 10000 entomopathogenic nematodes were released in the central chamber of the olfactometer and after 24 hours, the nematodes were counted in each arm. Roots of previously damaged or undamaged plants were detached, frozen with liquid nitrogen and macerated. The material was then aerated for 8 hours to collect volatiles. The volatiles profile was analyzed by a gas chromatograph-mass spectrometer. Most nematodes of both species moved to plants that had been previously damaged over undamaged plants, and there was no significant difference in the choice of undamaged plant and only moisted sand. The GC-MS analyzes showed no qualitative difference between the root treatments volatiles profile. In both treatments, the same 11 compounds were found. Although, two compounds, dihydro myrcenol and Beta-iso-methionene, showed quantitative difference between treatments, observing greater production in undamaged plants, i.e. herbivory caused reduction in tested sugar cane roots volatiles releasing. These data provide new information about the tritrophic relationships occurring in the soil which, in the future, can be used in order to develop field management for M. fimbriolata.

Parasitoides interferem no sistema imunológico de seus hospedeiros, influenciando a expressão de genes relacionados à resposta celular e humoral, podendo interferir na relação hospedeiro - microbiota intestinal. Além disso, parasitoides induzem alterações fisiológicas no hospedeiro que alteram o consumo e a utilização de alimento, e que podem influenciar a microbiata intestinal do mesmo. Alterações nessa microbiota poderiam afetar as relações e contribuições ao hospedeiro e, consequentemente, influenciar o desenvolvimento do próprio parasitoide. O objetivo deste trabalho foi o de verificar o efeito do parasitismo por Cotesia flavipes (Cameron) (Hymenoptera: Braconidae) na estrutura e no potencial funcional de contribuição da microbiota intestinal de Diatraea saccharalis (F.) (Lepidoptera: Crambidae), hospedeiro permissivo, e de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), hospedeiro não-permissivo. Além disso, buscou-se verificar se as secreções utilizadas pelo parasitoide (veneno, fluidos do cálice e virus simbionte) na regulação hospedeira estariam associadas à manipulação da microbiota intestinal do hospedeiro. O efeito do parasitismo na microbiota intestinal associada às porções antero-mediana e posterior do intestino dos hospedeiros estudados foi avaliado na fase inicial (1 DAP - dia após o parasitismo), intermediária (5 DAP) e final (9 DAP) do desenvolvimento larval do parasitoide. A avaliação foi feita por meio da comparação da diversidade e abundância de bactérias associadas ao trato intestinal de D. saccharalis e S. frugiperda parasitadas ou não por C. flavipes. A caracterização das bactérias foi feita via análise metagenômica em plataforma Illumina MiSeq utilizando a região V4 do gene ribossomal 16S. O pacote de softwares QIIME foi utilizado para a atribuição taxonômica das mesmas e o potencial funcional foi inferido por meio do software PICRUSt. O parasitismo afetou a abundância e diversidade de unidades taxonômicas operacionais (UTOs) da microbiota intestinal da porção antero-mediana e posterior de ambos hospedeiros. As alterações observadas para as duas regiões intestinais investigadas não seguiram o mesmo padrão ao longo do desenvolvimento do parasitoide. As análises realizadas também demonstraram que as alterações da microbiota induzidas pelo parasitismo refletiram em alterações significativas no potencial funcional de contribuição da microbiota associada ao trato digestivo de D. saccharalis e S. frugiperda. As análises da microbiota de lagartas pseudo-parasitadas demonstraram que as secreções maternas injetadas pela fêmea do parasitoide no momento do parasitismo estão envolvidas, pelo menos parcialmente, com os processos que levam às modificações na diversidade e abundância da microbita intestinal hospedeira, assim como de seu potencial de contribuição funcional. Esses resultados indicam que outros fatores/alterações produzidos em condições normais de parasitismo, seja pela influência de secreções de teratócitos e das próprias larvas do parasitoide em desenvolvimento também estão envolvidos na manipulação da microbiota hospedeira. Várias das alterações observadas no potencial de contribuição da microbiota intestinal do hospedeiro podem refletir sua qualidade nutricional e, consequentemente, favorecer sua exploração pelo parasitoide. Assim, o processo de regulação hospedeira por parasitoides se estende ao conjunto de organismos associados que compõem o holobionte representado pela lagarta hospedeira. / Parasitoids interfere with the immune system of their hosts by influencing the expression of genes related to cellular and humoral responses, which may interfere with the host - gut microbiota relationship. Furthermore, parasitoids induce physiological changes in the host, modifying food consumption and utilization, influencing then the host gut microbiota. These changes can affect the relationship and contributions of the gut microbiota to the host and therefore influence parasitoid development. This study aimed to evaluate the effect of parasitism by Cotesia flavipes (Cameron) (Hymenoptera: Braconidae) in the structure and potential functional contribution of the gut microbiota of the permissive host Diatraea saccharalis (F.) (Lepidoptera: Crambidae) and the non-permissive host Spodoptera frugiperda (JE Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) . In addition, the participation of the secretions female parasitoids (venon, calyx fluid and symbiotic virus) use in host regulation in the manipulation of the host gut microbiota was also investigated. The effects of host parasitization on the microbiota associated with the anterior (foregut-midgut) and posterior (hindgut) portions of host gut were evaluated at the early (1 DAP - day after parasitism), intermediate (5 DAP) and final (9 DAP) stages of parasitoid larval development. The diversity and abundance of the gut microbiota of D. saccharalis and S. frugiperda was compared in between parasitized and non-parasitized larvae by C. flavipes. The gut microbiota was characterized by sequencing the V4 region of the 16S ribosomal gene using the Illumina MiSeq platform. The software package QIIME was used for taxonomic attribution and the PICRUSt software was used to infer the potential funcional contribution of the gut microbiota. Host parasitization affected the abundance and diversity of operational taxonomic units (OTUs) of the two gut regions investigated (foregut-midgut and hindgut) in both hosts. The changes observed for both gut regions did not follow the same pattern throughout parasitoid development. Changes in the gut microbiota induced by parasitization reflected in significant changes in the potential of the functional contribution of the gut microbiota associated with D. saccharalis and S. frugiperda. Analyses of pseudo-parasitized larvae demonstrated that the maternal secretions female parasitoids inject when ovipositing are involved, at least partially, with the processes that lead to changes in the abundance, diversity and potential functional contribution of the host gut microbita. These results indicate that other factors / changes produced during normal parasitization, such as secretions from teratocytes and/or the developing parasitoid larvae can also be involved in the manipulation of host gut microbiota. Several of the changes observed in the potential contribution of the host gut microbiota may reflect its nutritional quality and therefore favor host exploitation by parasitoids. Thus, the process of host regulation by parasitoids also involves the regulation of the gut-associated bacteria, which altogether comprise the holobionte represented by the host larvae.