Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1961. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 84-87).

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin, 1965. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record.

Orientador: Edson Luiz Lopes Baldin / Resumo: O milho (Zea mays L.) é um dos principais cereais cultivados no mundo. O Brasil é o terceiro maior produtor deste grão ficando atrás somente da China e dos Estados Unidos da América. A cigarrinha Dalbulus maidis (DeLong & Wolcott) (Hemiptera: Cicadellidae) causa danos diretos à cultura por meio da sucção contínua de seiva, além de ser vetora de fitopatógenos como o espiroplasma Spiroplasma kunkelli Whitcomb (CSS) e o fitoplasma Candidatus Phytoplasma asteris (MBSP), molicutes responsáveis por enfezamentos nas lavouras. O uso do controle químico dessa espécie apresenta baixa eficiência por se tratar de um inseto com alto grau de dispersão. A utilização de genótipos resistentes a pragas agrícolas é uma estratégia valiosa e compatível com as demais ferramentas do manejo integrado de pragas (MIP). O presente estudo objetivou avaliar 32 genótipos de milho não-Bt e Bt sob condições de campo, visando caracterizar a expressão de antixenose e a incidência de molicutes. Foram realizados dois experimentos, sendo o primeiro na “safrinha” (2018) e o segundo na “safra de verão” (2018/2019). Para a constatação da presença do espiroplasma e do fitoplasma, foi realizada análise PCR na “safra de verão” (2018/2019). Posteriormente, avaliou-se a possível expressão de resistência por antixenose e/ou antibiose em 11 genótipos de milho previamente selecionados no ensaio conduzido a campo (Capítulo 1), sobre D. maidis em casa de vegetação. Os parâmetros biológicos avaliados foram: duração dos estádi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Corn (Zea mays L.) is one of the main cereals grown in the world. Brazil is the third largest producer of this grain behind only China and the United States of America. The leafhopper Dalbulus maidis (DeLong & Wolcott) (Hemiptera: Cicadellidae) causes direct damage to the crop through the continuous suction of sap, in addition to being a vector of phytopathogens such as the Spiroplasma kunkelli Whitcomb (CSS) and the phytoplasma Candidatus Phytoplasma asteris (MBSP), responsible for red stunt. The use of chemical control of this species has low efficiency because it is an individual with a high degree of dispersion. The use of genotypes resistant to agricultural pests is a valuable strategy and compatible with other integrated pest management (IPM) tools. The present study aimed to evaluate 32 no-Bt and Bt corn genotypes under field conditions, aiming to characterize the expression of antixenosis and the incidence of molicutes. Two experiments were carried out, the first in the second harvest (2018) and the second in the first harvest (2018/2019). To contact the presence of spiroplasma and phytoplasma, PCR analysis was performed in the first harvest (2018/2019). Subsequently, the possible expression of resistance by antixenosis and /or antibiosis was evaluated in 11 corn genotypes previously selected in the field trial (Chapter 1), on D. maidis in a greenhouse. The biological parameters evaluated were: duration of the stages and the nymphal period, viability per instar and to... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Phytoplasmas are bacteria with a persistent propagative transmission by insect vectors that generates direct and indirect interactions among them. In order to understand these interactions for maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) and the leafhopper vector Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), two research lines were addressed. The first one aimed to determine the indirect effects of maize infection by MBSP on some biological and behavioral parameters of the vector, whereas a second line investigated direct interactions of the phytoplasma with D. maidis during its movement through the vector body following acquisition from plants, and associated microbiota. Indirect effects were investigated in choice experiments in which alighting and oviposition preferences by D. maidis were compared on healthy vs. MBSP-infected plants with variable incubation time (diseased plants with early and advanced symptoms, or still asymptomatic). Likewise, indirect effect of MBSP on the D. maidis biology was determined in two life table experiments in which the vector was reared on healthy vs. MBSP-infected plants expressing advanced disease symptoms or still asymptomatic. Choice experiments showed that alighting and oviposition preferences of D. maidis on MBSP-infected plants compared to healthy plants depend on the pathogen incubation period in the plant. The leafhopper preferred MBSP-infected plants over healthy ones during the asymptomatic phase of the disease, but rejected infected plants with advanced symptoms. The vector was able to acquire MBSP from asymptomatic infected plants shortly (3 days) after inoculation, but transmission efficiency increased when acquisition occurred at later stages of the pathogen incubation period (≥14 days) in the source plants and the test plants showed disease symptoms faster. These results suggest that MBSP modulates D. maidis preference for asymptomatic infected plants in the early stages of the crop, allowing rapid spread of this pathogen. Maize infection by the phytoplasma had a neutral effect on most life table parameters of D. maidis; a lower net reproductivity rate (Ro) was observed in the cohort reared on MBSP-infected plants with advanced symptoms, which was compensated to some extent by a higher sexual ratio. MBSP acquisition by all vector nymphal stadia was confirmed by PCR, and the pathogen as detected in both male and female reproductive organs. Concerning direct MBSP-vector interactions, transmission electron microscopy analyses showed phytoplasma-like cells in the midgut lumen, microvilli and epithelial cells, suggesting that MBSP enters the epithelium midgut through the microvilli wall. Within the epithelial cells, mitochondria and bacteria-like cells (possibly endosymbionts) were observed together with masses of phythoplasma-like cells. In the hemocoel, phytoplasma-like cells grouped into a matrix were also observed in association with bacteria-like cells similar to those observed in the midgut epithelium. Similar associations were found in the salivary gland. Interestingly, in-situ hybridization (FISH) technique revealed a variation in diversity and abundance of the microbiota in intestine and salivary glands of D. maidis adults over time after MBSP acquisition from plants. Sulcia sp., Cardinium sp. and eubacteria increased their abundance over time, whereas Rickettsia sp. decreased. The frequent association of the vector microbiota with the phytoplasma in some tissues of D. maidis suggests that endosymbiotic bacteria may play some role in MBSP-vector interactions. / Fitoplasmas são bactérias transmitidas de forma persistente propagativa por insetos vetores, havendo interações diretas e indiretas envolvendo tais organismos. Para entender algumas dessas interações no caso do enfezamento vermelho do milho, associado ao \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBPS) e à cigarrinha vetora Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), foram desenvolvidas duas linhas de trabalho. Na primeira determinou-se o efeito indireto de MBSP no comportamento e biologia do vetor, enquanto que na segunda estudaram-se as interações diretas do fitoplasma com o vetor durante sua movimentação através de órgãos internos e associação com a microbiota do inseto. O efeito indireto no comportamento foi demostrado em testes de escolha nos quais se variou o período de incubação de MBSP na planta (plantas com sintomas iniciais ou avançados da doença, e plantas infectadas assintomáticas) sobre a preferência para pouso e oviposição pelo vetor. O efeito indireto na biologia do D. maidis foi estabelecido em dois experimentos de tabela de vida, alimentando o inseto durante seu ciclo de vida em plantas de milho sadias ou plantas infectadas com o fitoplasma em dois tempos de incubação (plantas com sintomas avançados da doença e plantas infectadas assintomáticas). Os testes de escolha mostraram que a preferência de D. maidis para pouso e oviposição em plantas infectadas por MBSP em relação a plantas sadias depende do período de incubação do patógeno na planta. A cigarrinha preferiu plantas infectadas por MBSP na fase assintomática da doença, mas rejeitou plantas com sintomas avançados. Ocorreu aquisição do fitoplasma pelo vetor em plantas assintomáticas a partir de 3 dias após a inoculação, mas a eficiência de transmissão aumentou após 14 dias de incubação do patógeno na planta-fonte, e diminuiu o tempo para expressão de sintomas nas plantas-teste inoculadas. Os resultados sugerem que MBSP modula a preferência do vetor para plantas infectadas no estágio inicial da cultura de modo a permitir sua rápida disseminação. O efeito da infecção de plantas por MBSP na biologia de D. maidis mostrou ser neutro para a maioria dos parâmetros biológicos estimados; houve menor taxa líquida de reprodução (Ro), que foi compensada por maior razão sexual, para insetos criados em plantas com sintomas avançados. Verificou-se, por PCR, aquisição do fitoplasma por todos os estádios ninfais do vetor e sua presença em órgãos reprodutivos dos adultos. Por microscopia eletrônica de transmissão, observaram-se células do tipo fitoplasma no lúmen, microvilosidades e células epiteliais do mesêntero de D. maidis, sugerindo que o MBSP penetra no epitélio através das microvilosidades. No epitélio intestinal, foram observadas massas de células do tipo fitoplasma próximas a mitocôndrias e células bacterianas, possíveis endossimbiontes. Na hemocele, também foram observadas células do tipo fitoplasma agrupadas numa matriz, em associação com bactérias similares às observadas no intestino. Associações semelhantes foram observadas na glândula salivar. A técnica de FISH revelou uma variação na riqueza e abundância das espécies na da microbiota no mesêntero e glândula salivar de D. maidis em função do tempo após a aquisição de MBSP. A abundância de Sulcia sp., Cardinium sp. e eubacteria aumentou, enquanto que a de Rickettsia sp. decresceu. A associação frequente dessas bactérias com fitoplasma em alguns tecidos de D. maidis sugere que endossimbiontes possam ter um papel nas interações fitoplasma-vetor.

O milho (Zea mays L.) é uma cultura de grande importância para o agronegócio brasileiro, que enfrenta diversos problemas fitossanitários. Dentre as doenças destaca-se o enfezamento vermelho, que está associado ao molicute fitopatogênico, \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBSP). Este fitoplasma é transmitido por um grupo restrito de cicadelídeos (Hemiptera: Cicadellidae), constituído principalmente por espécies do gênero Dalbulus; no Brasil é relatada a presença de apenas uma espécie vetora, a cigarrinha-do-milho, Dalbulus maidis (DeLong & Wolcott). A cigarrinha-do-milho possui profunda associação e coevolução com o milho, sendo considerada específica dessa cultura. No México há relatos de D. maidis se desenvolvendo em espécies selvagens do gênero Zea e Tripsacum. Mas no Brasil a única planta hospedeira conhecida de D. maidis é o milho. Portanto, não se sabe como esta cigarrinha, assim como o fitoplasma por ela transmitido, sobrevivem ao longo período de entressafra que ocorre em algumas regiões brasileiras. Estudos têm demonstrado que a presença de fitopatógenos na planta e nos insetos e as alterações por eles causadas na fisiologia dos mesmos, podem melhorar desempenho biológico do inseto vetor. No México, MBSP é altamente patogênico a outras espécies de cigarrinhas do gênero Dalbulus que se alimentam no milho e competem com D. maidis. Considerando-se que no Brasil outras espécies de cigarrinhas apresentam pequenas populações em milho, postulase que este fitoplasma as afete negativamente, reduzindo sua capacidade de competição com D. maidis. O presente trabalho investigou possíveis plantas hospedeiras alternativas do inseto e do fitoplasma, outros possíveis vetores do MBSP, e o efeito do fitoplasma na sobrevivência de D. maidis e em alguns parâmetros biológicos desse vetor e do cicadelídeo Agallia albidula Uhler, espécie não vetora, presente na vegetação espontânea da cultura do milho. Dez espécies de plantas daninhas em milharais foram submetidas à inoculação de MBSP com adultos infectivos de D. maidis, mas em nenhuma delas foi detectada a infecção pelo fitoplasma, indicando que o fitoplasma possui alta especificidade em relação a plantas hospedeiras. Duas espécies de cicadelídeos comuns na vegetação rasteira de cultivos de milho, A. albidula e Planicephalus flavicosta (Stål) foram testadas como vetores de MBSP, e nenhuma delas foi capaz de transmitir o patógeno para o milho, indicando que a especificidade de vetores também é elevada. A infecção de D. maidis por MBSP afetou negativamente a sobrevivência de adultos deste inseto vetor. Por outro lado, plantas de milho infectadas por MBSP estimularam a oviposição das cigarrinhas D. maidis e A. albidula. Entretanto, a sobrevivência de ninfas de A. albidula foi muito baixa tanto em plantas sadias quanto em plantas infectadas pelo fitoplasma, indicando que o milho, independentemente do fitoplasma, não é um bom hospedeiro para desenvolvimento de A. albidula. / Corn (Zea mays L.) is an important crop for Brazilian agribusiness, but it is affected by various pests and diseases. A stunting disease associated with the phytopathogenic mollicute, maize bushy stunt phytoplasma (MBPS), is a one of the main problems. This phytoplasma is transmitted by a narrow range of leafhoppers (Hemiptera: Cicadellidae), mainly in the genus Dalbulus. In Brazil, the only known vector is the corn leafhopper, Dalbulus maidis (DeLong & Walcott). The corn leafhopper has a deep association and co-evolution with corn, and it is thought to be specific to this crop. In Mexico there are reports of D. maidis developing on wild species of Zea and Tripsacum. Because corn is the only known host of D. maidis in Brazil, it is unknown how this leafhopper and MBSP survive the long corn off-season that occurs in some Brazilian growing regions. Studies have shown that the presence of pathogens in plants and insects and the physiological changes caused by them can improve the biological performance of insect vectors. In Mexico, MBSP is highly pathogenic to some Dalbulus species that feed on corn and compete with D. maidis. Considering that in Brazil other leafhopper species have small populations in corn, it is postulated that MBSP may negatively affect them and reduce their ability to compete with D. maidis. The current study investigated possible alternative host plants of MBSP and D. maidis, other possible leafhopper vectors of MBSP and the effects of the phytoplasma on D. maidis survival and in some biological parameters of this vector and of Agallia albidula Uhler, a non-vector leafhopper present in the weedy vegetation of corn fields. Ten weed species commonly present in corn fields were inoculated with MBSP by infective adults of D. maidis, but none of them became infected with the phytoplasma, suggesting that MBSP has high host plant specificity. Two leafhopper species that inhabit the weedy vegetation of corn fields, A. albidula e Planicephalus flavicosta (Stål), were tested as vectors of MBSP, but none of them was able to transmit the pathogen to corn, indicating that the vector specificity of this phytoplasma is also high. Infection of D. maidis by MBSP negatively affected adult survival. On the other hand, infection of corn plants by MBSP induced higher oviposition by D. maidis and A. albidula. However, the survival of A. albidula nymphs was very low not only on infected plants, but also on healthy corn plants, indicating corn is not a suitable developmental host for A. albidula, regardless of the phytoplasma infection.

O milho (Zea mays L.) é uma cultura de grande importância para o agronegócio brasileiro, que enfrenta diversos problemas fitossanitários. Dentre as doenças destaca-se o enfezamento vermelho, que está associado ao molicute fitopatogênico, \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBSP). Este fitoplasma é transmitido por um grupo restrito de cicadelídeos (Hemiptera: Cicadellidae), constituído principalmente por espécies do gênero Dalbulus; no Brasil é relatada a presença de apenas uma espécie vetora, a cigarrinha-do-milho, Dalbulus maidis (DeLong & Wolcott). A cigarrinha-do-milho possui profunda associação e coevolução com o milho, sendo considerada específica dessa cultura. No México há relatos de D. maidis se desenvolvendo em espécies selvagens do gênero Zea e Tripsacum. Mas no Brasil a única planta hospedeira conhecida de D. maidis é o milho. Portanto, não se sabe como esta cigarrinha, assim como o fitoplasma por ela transmitido, sobrevivem ao longo período de entressafra que ocorre em algumas regiões brasileiras. Estudos têm demonstrado que a presença de fitopatógenos na planta e nos insetos e as alterações por eles causadas na fisiologia dos mesmos, podem melhorar desempenho biológico do inseto vetor. No México, MBSP é altamente patogênico a outras espécies de cigarrinhas do gênero Dalbulus que se alimentam no milho e competem com D. maidis. Considerando-se que no Brasil outras espécies de cigarrinhas apresentam pequenas populações em milho, postulase que este fitoplasma as afete negativamente, reduzindo sua capacidade de competição com D. maidis. O presente trabalho investigou possíveis plantas hospedeiras alternativas do inseto e do fitoplasma, outros possíveis vetores do MBSP, e o efeito do fitoplasma na sobrevivência de D. maidis e em alguns parâmetros biológicos desse vetor e do cicadelídeo Agallia albidula Uhler, espécie não vetora, presente na vegetação espontânea da cultura do milho. Dez espécies de plantas daninhas em milharais foram submetidas à inoculação de MBSP com adultos infectivos de D. maidis, mas em nenhuma delas foi detectada a infecção pelo fitoplasma, indicando que o fitoplasma possui alta especificidade em relação a plantas hospedeiras. Duas espécies de cicadelídeos comuns na vegetação rasteira de cultivos de milho, A. albidula e Planicephalus flavicosta (Stål) foram testadas como vetores de MBSP, e nenhuma delas foi capaz de transmitir o patógeno para o milho, indicando que a especificidade de vetores também é elevada. A infecção de D. maidis por MBSP afetou negativamente a sobrevivência de adultos deste inseto vetor. Por outro lado, plantas de milho infectadas por MBSP estimularam a oviposição das cigarrinhas D. maidis e A. albidula. Entretanto, a sobrevivência de ninfas de A. albidula foi muito baixa tanto em plantas sadias quanto em plantas infectadas pelo fitoplasma, indicando que o milho, independentemente do fitoplasma, não é um bom hospedeiro para desenvolvimento de A. albidula. / Corn (Zea mays L.) is an important crop for Brazilian agribusiness, but it is affected by various pests and diseases. A stunting disease associated with the phytopathogenic mollicute, maize bushy stunt phytoplasma (MBPS), is a one of the main problems. This phytoplasma is transmitted by a narrow range of leafhoppers (Hemiptera: Cicadellidae), mainly in the genus Dalbulus. In Brazil, the only known vector is the corn leafhopper, Dalbulus maidis (DeLong & Walcott). The corn leafhopper has a deep association and co-evolution with corn, and it is thought to be specific to this crop. In Mexico there are reports of D. maidis developing on wild species of Zea and Tripsacum. Because corn is the only known host of D. maidis in Brazil, it is unknown how this leafhopper and MBSP survive the long corn off-season that occurs in some Brazilian growing regions. Studies have shown that the presence of pathogens in plants and insects and the physiological changes caused by them can improve the biological performance of insect vectors. In Mexico, MBSP is highly pathogenic to some Dalbulus species that feed on corn and compete with D. maidis. Considering that in Brazil other leafhopper species have small populations in corn, it is postulated that MBSP may negatively affect them and reduce their ability to compete with D. maidis. The current study investigated possible alternative host plants of MBSP and D. maidis, other possible leafhopper vectors of MBSP and the effects of the phytoplasma on D. maidis survival and in some biological parameters of this vector and of Agallia albidula Uhler, a non-vector leafhopper present in the weedy vegetation of corn fields. Ten weed species commonly present in corn fields were inoculated with MBSP by infective adults of D. maidis, but none of them became infected with the phytoplasma, suggesting that MBSP has high host plant specificity. Two leafhopper species that inhabit the weedy vegetation of corn fields, A. albidula e Planicephalus flavicosta (Stål), were tested as vectors of MBSP, but none of them was able to transmit the pathogen to corn, indicating that the vector specificity of this phytoplasma is also high. Infection of D. maidis by MBSP negatively affected adult survival. On the other hand, infection of corn plants by MBSP induced higher oviposition by D. maidis and A. albidula. However, the survival of A. albidula nymphs was very low not only on infected plants, but also on healthy corn plants, indicating corn is not a suitable developmental host for A. albidula, regardless of the phytoplasma infection.

Phytoplasmas are bacteria with a persistent propagative transmission by insect vectors that generates direct and indirect interactions among them. In order to understand these interactions for maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) and the leafhopper vector Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), two research lines were addressed. The first one aimed to determine the indirect effects of maize infection by MBSP on some biological and behavioral parameters of the vector, whereas a second line investigated direct interactions of the phytoplasma with D. maidis during its movement through the vector body following acquisition from plants, and associated microbiota. Indirect effects were investigated in choice experiments in which alighting and oviposition preferences by D. maidis were compared on healthy vs. MBSP-infected plants with variable incubation time (diseased plants with early and advanced symptoms, or still asymptomatic). Likewise, indirect effect of MBSP on the D. maidis biology was determined in two life table experiments in which the vector was reared on healthy vs. MBSP-infected plants expressing advanced disease symptoms or still asymptomatic. Choice experiments showed that alighting and oviposition preferences of D. maidis on MBSP-infected plants compared to healthy plants depend on the pathogen incubation period in the plant. The leafhopper preferred MBSP-infected plants over healthy ones during the asymptomatic phase of the disease, but rejected infected plants with advanced symptoms. The vector was able to acquire MBSP from asymptomatic infected plants shortly (3 days) after inoculation, but transmission efficiency increased when acquisition occurred at later stages of the pathogen incubation period (≥14 days) in the source plants and the test plants showed disease symptoms faster. These results suggest that MBSP modulates D. maidis preference for asymptomatic infected plants in the early stages of the crop, allowing rapid spread of this pathogen. Maize infection by the phytoplasma had a neutral effect on most life table parameters of D. maidis; a lower net reproductivity rate (Ro) was observed in the cohort reared on MBSP-infected plants with advanced symptoms, which was compensated to some extent by a higher sexual ratio. MBSP acquisition by all vector nymphal stadia was confirmed by PCR, and the pathogen as detected in both male and female reproductive organs. Concerning direct MBSP-vector interactions, transmission electron microscopy analyses showed phytoplasma-like cells in the midgut lumen, microvilli and epithelial cells, suggesting that MBSP enters the epithelium midgut through the microvilli wall. Within the epithelial cells, mitochondria and bacteria-like cells (possibly endosymbionts) were observed together with masses of phythoplasma-like cells. In the hemocoel, phytoplasma-like cells grouped into a matrix were also observed in association with bacteria-like cells similar to those observed in the midgut epithelium. Similar associations were found in the salivary gland. Interestingly, in-situ hybridization (FISH) technique revealed a variation in diversity and abundance of the microbiota in intestine and salivary glands of D. maidis adults over time after MBSP acquisition from plants. Sulcia sp., Cardinium sp. and eubacteria increased their abundance over time, whereas Rickettsia sp. decreased. The frequent association of the vector microbiota with the phytoplasma in some tissues of D. maidis suggests that endosymbiotic bacteria may play some role in MBSP-vector interactions. / Fitoplasmas são bactérias transmitidas de forma persistente propagativa por insetos vetores, havendo interações diretas e indiretas envolvendo tais organismos. Para entender algumas dessas interações no caso do enfezamento vermelho do milho, associado ao \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBPS) e à cigarrinha vetora Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), foram desenvolvidas duas linhas de trabalho. Na primeira determinou-se o efeito indireto de MBSP no comportamento e biologia do vetor, enquanto que na segunda estudaram-se as interações diretas do fitoplasma com o vetor durante sua movimentação através de órgãos internos e associação com a microbiota do inseto. O efeito indireto no comportamento foi demostrado em testes de escolha nos quais se variou o período de incubação de MBSP na planta (plantas com sintomas iniciais ou avançados da doença, e plantas infectadas assintomáticas) sobre a preferência para pouso e oviposição pelo vetor. O efeito indireto na biologia do D. maidis foi estabelecido em dois experimentos de tabela de vida, alimentando o inseto durante seu ciclo de vida em plantas de milho sadias ou plantas infectadas com o fitoplasma em dois tempos de incubação (plantas com sintomas avançados da doença e plantas infectadas assintomáticas). Os testes de escolha mostraram que a preferência de D. maidis para pouso e oviposição em plantas infectadas por MBSP em relação a plantas sadias depende do período de incubação do patógeno na planta. A cigarrinha preferiu plantas infectadas por MBSP na fase assintomática da doença, mas rejeitou plantas com sintomas avançados. Ocorreu aquisição do fitoplasma pelo vetor em plantas assintomáticas a partir de 3 dias após a inoculação, mas a eficiência de transmissão aumentou após 14 dias de incubação do patógeno na planta-fonte, e diminuiu o tempo para expressão de sintomas nas plantas-teste inoculadas. Os resultados sugerem que MBSP modula a preferência do vetor para plantas infectadas no estágio inicial da cultura de modo a permitir sua rápida disseminação. O efeito da infecção de plantas por MBSP na biologia de D. maidis mostrou ser neutro para a maioria dos parâmetros biológicos estimados; houve menor taxa líquida de reprodução (Ro), que foi compensada por maior razão sexual, para insetos criados em plantas com sintomas avançados. Verificou-se, por PCR, aquisição do fitoplasma por todos os estádios ninfais do vetor e sua presença em órgãos reprodutivos dos adultos. Por microscopia eletrônica de transmissão, observaram-se células do tipo fitoplasma no lúmen, microvilosidades e células epiteliais do mesêntero de D. maidis, sugerindo que o MBSP penetra no epitélio através das microvilosidades. No epitélio intestinal, foram observadas massas de células do tipo fitoplasma próximas a mitocôndrias e células bacterianas, possíveis endossimbiontes. Na hemocele, também foram observadas células do tipo fitoplasma agrupadas numa matriz, em associação com bactérias similares às observadas no intestino. Associações semelhantes foram observadas na glândula salivar. A técnica de FISH revelou uma variação na riqueza e abundância das espécies na da microbiota no mesêntero e glândula salivar de D. maidis em função do tempo após a aquisição de MBSP. A abundância de Sulcia sp., Cardinium sp. e eubacteria aumentou, enquanto que a de Rickettsia sp. decresceu. A associação frequente dessas bactérias com fitoplasma em alguns tecidos de D. maidis sugere que endossimbiontes possam ter um papel nas interações fitoplasma-vetor.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-09T12:17:07Z No. of bitstreams: 1 ricardodeaquinoborges.pdf: 840672 bytes, checksum: 6414dba3c9de6388b9e4567420cd158e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2015-12-09T13:49:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ricardodeaquinoborges.pdf: 840672 bytes, checksum: 6414dba3c9de6388b9e4567420cd158e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-09T13:49:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ricardodeaquinoborges.pdf: 840672 bytes, checksum: 6414dba3c9de6388b9e4567420cd158e (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A variabilidade quanto ao padrão de coloração da asa é uma característica de Mahanarva spectabilis (Distant, 1909), importante praga em forrageiras. O objetivo deste trabalho foi avaliar se há diferenças de fertilidade e predominância dos padrões alares obtidos de cruzamento de M. spectabilis, bem como diferenças moleculares entre os padrões alares. Espécimes de M. spectabilis foram separados conforme o padrão alar ((AN) amarelo-palha com manchas negras, (VN) avermelhado com manchas negras, (V) totalmente avermelhada, (N) totalmente negra) e separados para reprodução, tendo a prole avaliada quanto ao padrão alar. A fertilidade, medida em número de ovos, e os padrões obtidos na geração F1 foram submetidos a análise de variância (ANOVA) seguida do teste de média Scott-Knott (P< 0,05). No teste de variabilidade genética, adultos das três espécies tiveram o DNA extraído com brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e testados com marcadores moleculares. A presença ou ausência de bandas gerou uma tabela binária utilizada nos diversos tipos de análises (diversidade (índice Jaccard), componentes principais (PCA), variância molecular (AMOVA) e média aritmética de grupos de pares não ponderados (UPGMA)). Constatou-se que o número de ovos diminuiu significativamente quando o cruzamento envolveu um macho do padrão AN e que o fenótipo dos parentais foi determinante na fertilidade e no padrão da descendência. Os marcadores moleculares utilizados geraram marcas exclusivas que separou M. spectabilis das espécies utilizadas como padrões externos (Mahanarva fimbriolata, Mahanarva tristis), mas não com relação aos diferentes padrões alares de M. spectabilis. Diferenças entre as indivíduos separados geograficamente foram perceptíveis. / The variability in the pattern of wing coloring is a characteristic of Mahanarva spectabilis (Distant, 1909), an important pest in forages. The objective of this study was to evaluate if there is fertility differences and dominance of alar patterns obtained from crossing M. spectabilis and molecular differences between the wing standards. Specimens M. spectabilis were separated according to the standard wing ((AN) straw yellow to black spots (RCV) to reddish black spots, (V) fully red, (C) totally black) and separated for reproduction having the offspring evaluated for standard wing. The fertility, measured in number of eggs, and the patterns obtained in the F1 generation were subjected to analysis of variance (ANOVA) test followed average Scott- Knott (P <0.05). In the genetic variability test, adults of all three species had DNA extracted with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and tested with molecular markers. The presence or absence of bands generated binary table used in various types of analyzes (diversity (Jaccard Index), principal components (PCA), molecular variance (AMOVA) and non-weighted arithmetic average of peer groups (UPGMA)). It was found that the number of eggs decreased significantly when the crossing involved a standard male AN and that the phenotype of the parent was instrumental in fertility and the seed pattern. The molecular primers produced exclusive brands that separated M. spectabilis species used as external standards (Mahanarva fimbriolata, Mahanarva tristis), but not with respect to different standards of wings of M. spectabilis. Differences between geographically separated individuals were noticeable.

Os enfezamentos vermelho e pálido são importantes doenças do milho, causadas, respectivamente, por um fitoplasma e por um espiroplasma (Spiroplasma kunkelii). As duas formas de enfezamento foram relatadas no Brasil no início da década de 70 e se tornaram economicamente relevantes no início dos anos 80, com a introdução de novas técnicas de cultivo no milho. Apesar de ser um patossistema conhecido e estudado, ainda há certos pontos em relação à doença que permanecem desconhecidos. Um deles é em relação à sobrevivência do vetor (Dalbulus maidis) e do patógeno durante a entressafra. Outro, diz respeito às alterações bioquímicas envolvidas na relação hospedeiro-patógeno. O presente trabalho visou avaliar algumas gramíneas, usadas na formação de pastagens, e ervas-daninhas, que ocorrem nas áreas cultivadas com milho, como possíveis hospedeiros alternativos destes patógenos; ainda, buscouse estudar algumas alterações bioquímicas que ocorrem nas plantas de milho quando infectadas por espiroplasma. Para isto, o trabalho foi desenvolvido em três etapas. Na primeira, onze espécies de capins e ervas daninhas foram experimentalmente inoculadas com o espiroplasma através do vetor. As avaliações foram realizadas com base na observação de sintomas, na detecção molecular do espiroplasma nos tecidos das plantas inoculadas e na contagem de insetos sobreviventes nestas plantas inoculadas. Como resultado, nenhuma das espécies testadas mostrou resultado positivo para presença do patógeno inoculado e não demonstrou capacidade em hospedar o espiroplasma. Em uma segunda etapa, três gramíneas sabidamente infectadas com o fitoplasma do enfezamento vermelho do milho (capim colonião, capim braquiária e capim marmelada) foram testadas quanto à capacidade de servirem como planta-fonte na aquisição do fitoplasma pelo vetor. Após o estabelecimento dos insetos nestas plantas, os mesmos foram transferidos para plantas sadias de milho. As avaliações também foram realizadas com base na observação de sintomas e detecção molecular do fitoplasma nos tecidos das plantas inoculadas. Das três espécies testadas como hospedeiras alternativas, o capim colonião demonstrou ser um hospedeiro alternativo do fitoplasma. Estes resultados trouxeram uma significativa contribuição ao melhor conhecimento da epidemiologia da doença, mostrando a existência de outro hospedeiro do patógeno além do milho. Na última etapa, foram escolhidos um híbrido suscetível e um resistente, os quais foram inoculados com cigarrinhas infectadas pelo espiroplasma e submetidos à análise bioquímica para avaliação de alguns compostos, como proteínas, fenóis, clorofilas, açúcares e as enzimas peroxidase e -1,3-glucanase. Amostras foliares foram coletadas e avaliadas em 6 diferentes períodos: 0, 10, 20, 40, 60 e 80 dias após a inoculação. Os resultados revelaram um aumento na quantidade de todos os compostos avaliados, porém uma redução na clorofila e proteína total para o híbrido suscetível. As análises evidenciaram que as alterações nas atividades enzimáticas parecem fazer parte de uma resposta inespecífica de defesa da planta. / The maize bushy stunt and corn stunt are relevant diseases caused, respectively, by a phytoplasma and a spiroplasma (Spiroplasma kunkelii). Both kinds of stunting were reported in Brazil in the beginning of the 1970´s and became economically important in the beginning of the 1980´s, with the adoption of new techniques for maize cultivation. Although this pathosystem has been well studied, there are still some unknown points related to the diseases. One of them is related to survival of the leafhopper vector (Dalbulus maidis) and pathogens during the maize off-season. The other one is related to biochemical changes involved in the host-pathogen interaction. This research aimed to evaluate some pasture grasses and weeds that occur on areas cultivated with corn as possible alternatives hosts for these pathogens; an additional study was conducted to investigate biochemical alterations in maize plants infected by S. kunkelii. So, the research was carried out on three steps. First, eleven species of grasses and weeds were inoculated with S. kunkelii by using infective leafhoppers. The evaluations were based on symptoms and molecular detection of the pathogen in the inoculated plants, as well as on counting of surviving insects onto these inoculated plants. S. kunkelii was not detected by PCR or symptoms in any of the inoculated plant species, indicating that they are not able to host this pathogen. In the second step, three species of grasses (Panicum maximum, Brachiaria plantaginea and Brachiaria decumbens) infected with the maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) were tested as source plants of this pathogen for acquisition by its vector. After insects establishing on these plants, they were transferred to healthy corn plants. Transmission to maize was determined based on symptoms and molecular detection of the phytoplasma in the inoculated plant tissues. Out of the three grass species tested, only P. maximum was shown to serve as an alternative host of the phytoplasma. These results represent a relevant contribution to understanding of the disease epidemiology, indicating a species distinct of maize as a source plant for MBSP. In the last study, a susceptible and a resistant hybrid were inoculated with S. kunkelii by infective leafhoppers. Biochemical analyses were carried out to evaluate changes in proteins, phenols, chlorophylls, total sugars and enzymes peroxidase and -1, 3 glucanase. Leaf samples were harvested at 6 different times: 0, 10, 20, 40, 60 and 80 days after inoculation. Results revealed an increase in all biochemical parameters evaluated, with exception for the chlorophyll content and soluble protein in a susceptible hybrid that decreased. The analysis showed that enzyme activity may be an unspecific response of the plant to the pathogen.

Os enfezamentos vermelho e pálido são importantes doenças do milho, causadas, respectivamente, por um fitoplasma e por um espiroplasma (Spiroplasma kunkelii). As duas formas de enfezamento foram relatadas no Brasil no início da década de 70 e se tornaram economicamente relevantes no início dos anos 80, com a introdução de novas técnicas de cultivo no milho. Apesar de ser um patossistema conhecido e estudado, ainda há certos pontos em relação à doença que permanecem desconhecidos. Um deles é em relação à sobrevivência do vetor (Dalbulus maidis) e do patógeno durante a entressafra. Outro, diz respeito às alterações bioquímicas envolvidas na relação hospedeiro-patógeno. O presente trabalho visou avaliar algumas gramíneas, usadas na formação de pastagens, e ervas-daninhas, que ocorrem nas áreas cultivadas com milho, como possíveis hospedeiros alternativos destes patógenos; ainda, buscouse estudar algumas alterações bioquímicas que ocorrem nas plantas de milho quando infectadas por espiroplasma. Para isto, o trabalho foi desenvolvido em três etapas. Na primeira, onze espécies de capins e ervas daninhas foram experimentalmente inoculadas com o espiroplasma através do vetor. As avaliações foram realizadas com base na observação de sintomas, na detecção molecular do espiroplasma nos tecidos das plantas inoculadas e na contagem de insetos sobreviventes nestas plantas inoculadas. Como resultado, nenhuma das espécies testadas mostrou resultado positivo para presença do patógeno inoculado e não demonstrou capacidade em hospedar o espiroplasma. Em uma segunda etapa, três gramíneas sabidamente infectadas com o fitoplasma do enfezamento vermelho do milho (capim colonião, capim braquiária e capim marmelada) foram testadas quanto à capacidade de servirem como planta-fonte na aquisição do fitoplasma pelo vetor. Após o estabelecimento dos insetos nestas plantas, os mesmos foram transferidos para plantas sadias de milho. As avaliações também foram realizadas com base na observação de sintomas e detecção molecular do fitoplasma nos tecidos das plantas inoculadas. Das três espécies testadas como hospedeiras alternativas, o capim colonião demonstrou ser um hospedeiro alternativo do fitoplasma. Estes resultados trouxeram uma significativa contribuição ao melhor conhecimento da epidemiologia da doença, mostrando a existência de outro hospedeiro do patógeno além do milho. Na última etapa, foram escolhidos um híbrido suscetível e um resistente, os quais foram inoculados com cigarrinhas infectadas pelo espiroplasma e submetidos à análise bioquímica para avaliação de alguns compostos, como proteínas, fenóis, clorofilas, açúcares e as enzimas peroxidase e -1,3-glucanase. Amostras foliares foram coletadas e avaliadas em 6 diferentes períodos: 0, 10, 20, 40, 60 e 80 dias após a inoculação. Os resultados revelaram um aumento na quantidade de todos os compostos avaliados, porém uma redução na clorofila e proteína total para o híbrido suscetível. As análises evidenciaram que as alterações nas atividades enzimáticas parecem fazer parte de uma resposta inespecífica de defesa da planta. / The maize bushy stunt and corn stunt are relevant diseases caused, respectively, by a phytoplasma and a spiroplasma (Spiroplasma kunkelii). Both kinds of stunting were reported in Brazil in the beginning of the 1970´s and became economically important in the beginning of the 1980´s, with the adoption of new techniques for maize cultivation. Although this pathosystem has been well studied, there are still some unknown points related to the diseases. One of them is related to survival of the leafhopper vector (Dalbulus maidis) and pathogens during the maize off-season. The other one is related to biochemical changes involved in the host-pathogen interaction. This research aimed to evaluate some pasture grasses and weeds that occur on areas cultivated with corn as possible alternatives hosts for these pathogens; an additional study was conducted to investigate biochemical alterations in maize plants infected by S. kunkelii. So, the research was carried out on three steps. First, eleven species of grasses and weeds were inoculated with S. kunkelii by using infective leafhoppers. The evaluations were based on symptoms and molecular detection of the pathogen in the inoculated plants, as well as on counting of surviving insects onto these inoculated plants. S. kunkelii was not detected by PCR or symptoms in any of the inoculated plant species, indicating that they are not able to host this pathogen. In the second step, three species of grasses (Panicum maximum, Brachiaria plantaginea and Brachiaria decumbens) infected with the maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) were tested as source plants of this pathogen for acquisition by its vector. After insects establishing on these plants, they were transferred to healthy corn plants. Transmission to maize was determined based on symptoms and molecular detection of the phytoplasma in the inoculated plant tissues. Out of the three grass species tested, only P. maximum was shown to serve as an alternative host of the phytoplasma. These results represent a relevant contribution to understanding of the disease epidemiology, indicating a species distinct of maize as a source plant for MBSP. In the last study, a susceptible and a resistant hybrid were inoculated with S. kunkelii by infective leafhoppers. Biochemical analyses were carried out to evaluate changes in proteins, phenols, chlorophylls, total sugars and enzymes peroxidase and -1, 3 glucanase. Leaf samples were harvested at 6 different times: 0, 10, 20, 40, 60 and 80 days after inoculation. Results revealed an increase in all biochemical parameters evaluated, with exception for the chlorophyll content and soluble protein in a susceptible hybrid that decreased. The analysis showed that enzyme activity may be an unspecific response of the plant to the pathogen.