The thesis entitled “Syntheses and Characterization of Novel Materials for Efficacious Anticancer Drug Delivery and Selective Sensing of Bioanalytes” encompasses the syntheses and characterization of various novel materials those are primarily used for efficacious pH-targeted chemotherapy, selective sensing and quantification of ATP inside a single living cell and also for specific sensing of female sex pheromone of certain agriculturally important pests. In recent era of cancer research, pH guided anticancer drug delivery is an emerging field by which not only the drug-sensitive, but also the drug-resistant cancer cell lines can be targeted efficiently. Scientists have paid lot of attentions to this area of research to design biocompatible, pH-responsive drug delivery vehicles, where most of the literatures are end up with complex, elaborated synthetic procedures and use of expensive chemicals. There are only a few reports in the literature on small molecule based drug delivery vehicles, which is not well explored. Herein some of the biocompatible, pH-sensitive lipid and short peptide sequences are synthesized in easy and short synthetic procedures and successfully tested for their efficacious anticancer drug delivery properties by various biophysical and biological techniques. A pH and reduction dual bio-responsive short peptide sequences are also generated in simple steps for the same cause. The formation of different nanostructures from the self-assembly of these short peptides is probed from high level of theoretical calculations and ultimately a well known chemotherapeutic drug, doxorubicin, has been delivered efficiently both to the drug-sensitive and drug-resistant cancer cell lines. In a particular case, in vivo study has also been performed to establish the drug delivery efficacy of those serum-stable vehicles that led to proficient reduction of tumour volume as compared to the free drug. On the other hand, a few of the molecules are synthesized and characterized by various analytical means for the selective sensing and quantification of adenosine 5’-triphosphate (ATP) inside a single living cell. Unique surface functionalized templates are also fabricated over MEMS devices for specific sensing of female sex pheromone of Helicoverpa armigera and Bactocera oleae pest in an agricultural field to detect the early pest infestation. Toward this end, an extensive study on the design, syntheses and characterization of different novel materials is presented below.

A utilização de variedades resistentes é uma importante ferramenta no manejo integrado de pragas e vem sendo valorizada nos programas de melhoramento de plaritas. Neste estudo foram avaliados 12 genátipas de milho, em relação aos danos causados por Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 179r7) em condições de campo, e em relação ao efeito desses genófípos na biologia da praga, em condições de laboratório. Os experimentos de campo foram realizados nos municípios de Casa Branca, Florínea e Miguetópotis/Guaíra, representando três diferentes regiões do Estado de São Pauto. As plantas foram avaliadas nas idades de 6 a 8 e de 10 a 12 folhas, através de uma escala de notas de O a 9. Os resultados da anáfíse de varíãncía mostraram que os danos causados pela lagarta-do-cartucho nos genótipos de milho foram diferentes nos três locais avaliados. A interação idade*local foi significativa, indicando que, dependendo do local avaliado, os danos foram diferentes em cada idade. Na idade de 6 a 8 folhas, os danos foram significativamente menores em Casa Branca em relação à Florínea e à Miguelápolis/Guaíra. Na idade de 10 a 12 folhas, os três locais apresentaram danos significativamente distintos. Miguelápolis/Guaíra foi o local que apresentou menos -úanos, em relação à r'lorínea. Casa Branca foi o local em que ocorreu mais danos. Na comparação das médias entre as idades em cada local, Casa Branca apresentou os menores danos na idade de 6 a 8 folhas, enquanto que, em Florinea e iviiguetópolis/Guaíra, isso ocorreu na idade de 10 a 12 folhas. Corri base na analise -úe agrupamento para os experimentos de campo, os genótipos Z 8486, C 333 B e Diria 766 formaram o grupo daqueles menos danificados, enquanto que os genótipos XL 212 e Piranão formaram o grupo dos mais danificados peia iagarta-do-cartucho. Houve pouco efeito dos genótipos avaliados sobre a biologia do inseto. Nos experimentos de laboratório, os genótipos Z 8486 e Master proporcionaram menor peso de lagartas aos 7 e 14 dias, em relação aos genótipo XL 212, enquanto em Z 8486 e IAC-Vitória ocorreu menor viabilidade larval em relação à Dina 766. O genótipo Dina 766, que ficou entre os menos danificados em condições de campo, proporcionou maior peso larval aos 7 dias e maior viabilidade larval. / Plant resistance is a usefui component of integrated pest management and its value has been increasing in plant breeding programs, ln this study, 12 maize genotypes were evaluated to damage of fali armyworm Spodoptera frugíperda (J.E. Smith, 1797) in field conditions. The effect of these genotypes on fali armyworm biology was evaluated in laboratory conditions. The field experiments were carried out in Casa Branca, Florínea and Miguelópolis/Guaíra, whích represent three different regions of São Paulo State. The plants were evaluated at 6-8 and 10-12 exposed leaves, using a rank scale from O to 9. The analysis of variance showed that the fali armyworm damage on maize genotypes differed in each of three places. The interaction age*piace was significant and it indicares that the damage differed according to the age of the plants, depending on where they were evaluated. At 6-8 leaf stage, the damage were less significant in Casa Branca comparing to Florínea and Miguetópolis/Guaíra. At 10-1 2 leaf stage, the three places showed damage with significant differences. Migueiópolis/Guaíra was the place with fewer damage, comparing to Florínea. ln Casa Branca occurred more damage. Comparing the age average of the plants in each region, the plants in Casa Branca showed fewer damage at 6-8 leaf stage whereas the plants in Florinea and Miguelópolis/Guaíra showed it at 10-12 leaf stage. ln the field experiments, the Cluster Analysis showed that Z 8486, C 333 B and Dina 766 genotypes set the group wíth fewer fali armyworm damage whereas XL 212 and Piranão genotypes set the most damaged group. The genotypes provided littie effect on fali armyworm biology. ln the laboratory experíments, the larvae reared on Z 8486 and Master genotypes provided lower weight on days 7 and 14, when compadng to XL 212. The genotypes Z 8486 and IAC-Vitória presented lower larval survival when comparing to Dina 766. The larvae reared on Dina 766 genotype provided the highest weight for day 7 and the greatest larval survival, even though, this genotype was one of the least damaged in the field.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-11-24T14:16:11Z No. of bitstreams: 1 Felipe Colares Batista.pdf: 401499 bytes, checksum: 66c8054daa99b1513bf4eeb2b13516c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T14:16:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe Colares Batista.pdf: 401499 bytes, checksum: 66c8054daa99b1513bf4eeb2b13516c0 (MD5) Previous issue date: 2011-02-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The diamondback moth (DBM), Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae), is the most important pest of brassicas throughout the world. Prospective results toward DBM manage in cabbage have been achieved using host plant resistance and biological control. However, host plant characteristics conferring resistance against herbivores might also affect their natural enemies. Thus, this work evaluated the influence of red and green (Chato-de-quintal) cabbages on the biology and oviposition preference of P. xylostella and the interaction with the larval-pupal parasitoid Oomyzus sokolowskii (Kurdjumov) (Hymenoptera: Eulophidae). Based on life history parameters for DBM, green cabbage was less favorable compared to red cabbage by delaying larval and pupal stages, and reducing female fecundity. However, under free choice tests for oviposition, DBM females preferred to lay eggs on green than red cabbage. Tests in olfactometer, isolating the color effect of the host plant, however, resulted in similar moth attraction between green and red cabbage. Foraging of O. sokolowskii females was similar on both cabbage cultivars infested with DBM larvae under large cage free choice tests. Furthermore, similar number of parasitized larvae, total number of emerged parasitoids, and adult female parasitoid longevity were found for DBM larvae reared on both cabbage cultivars under laboratory conditions. However, the period from parasitism to adult parasitoid emergence was one day shorter and a higher number of parasitoids produced per parasitized larva was achieved when parasitizing larvae reared on green cabbage. In conclusion, the results indicate a positive association of host plant resistance with the parasitism of O. sokolowskii to manage DBM and suggest that the cabbage color plays an important role on host preference for oviposition by the pest. / A traça-das-crucíferas, Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae), é considerada a principal praga das brássicas em todo o mundo. Resultados promissores para o manejo desta praga têm sido alcançados com o uso de cultivares resistentes e controle biológico. Entretanto, sabe-se que características conferindo resistência às plantas não afetam somente os herbívoros, mas também os inimigos naturais associados a eles. Assim, esse trabalho avaliou a influência das cultivares de repolho Roxo e Verde (Chato-de-quintal) na biologia e na preferência para oviposição de P. xylostella, e o efeito no desempenho do parasitóide Oomyzus sokolowskii (Kurdjumov) (Hymenoptera: Eulophidae). Com base nos parâmetros da tabela de vida, a cultivar Chato-de-quintal mostrou-se menos favorável para o desenvolvimento de P. xylostella, por ocasionar maior duração das fases de larva e pupa e redução na fecundidade das fêmeas em relação a cultivar Roxo. Entretanto, a cultivar Chato-de-quintal foi a mais preferida por P. xylostella para oviposição em comparação a cultivar Roxo. Testes de livre escolha das mariposas em olfatômetro, isolando a coloração do hospedeiro, resultaram em semelhança de escolha entre repolho Roxo e Verde. O forrageamento de fêmeas de O. sokolowskii em plantas de ambas as cultivares infestadas com larvas da traça-das-crucíferas em testes de livre escolha foi similar. Também, não houve diferença no número de larvas parasitadas, número total de descendentes produzidos e longevidade média das fêmeas adultas do parasitóide em condições de laboratório. Entretanto, foi observado maior número de descendentes por larva parasitada e, aproximadamente, um dia a menos na duração do período ovo-adulto em larvas da traça-das-crucíferas criadas em repolho Chato-de-quintal. Assim, estes resultados mostram uma associação positiva entre a resistência de cultivares de repolho e o controle biológico com O. sokolowskii visando o manejo da traça-das-crucíferas e sugerem que a cor da cultivar possui papel importante na escolha do hospedeiro para oviposição pela praga.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-11-28T16:17:54Z No. of bitstreams: 1 Paulo Roberto Ramos Barbosa.pdf: 763274 bytes, checksum: d1db37522ca460481761084d57a5e771 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-28T16:17:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Roberto Ramos Barbosa.pdf: 763274 bytes, checksum: d1db37522ca460481761084d57a5e771 (MD5) Previous issue date: 2012-07-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The lady beetles are an outstand predatory group among the natural enemies applied as biological control agents against arthropod pests. The lady beetle Tenuisvalvae notata (Mulsant), is a predator of Pseudococcidae and recently was found on cotton plants infested with Ferrisia virgata Cockerell (Hemiptera: Pseudococcidae) and on prickly pear infested with the false red cochineal Dactylopius opuntiae Cockerell (Hemiptera: Dactylopiidae), both in the Semiarid of Pernambuco. Thus, the performance of T. notata preying upon D. opuntiae, F. virgata and eggs of Anagasta kuehniella Zeller (Lepidoptera: Pyralidae) was studied. Further, the predation and reproduction when subjected to different condition of F. virgata availability and scarcity was also investigated. Although naturally collected on colonies of false red cocheneal from prickly pear, T. notata nor developed neither reproduced feeding exclusively on this pest. Likewise, eggs of A. kuehniella did not furnish development and reproduction of T. notata. On the other hand, F. virgata of different stages was successfully used as prey by larvae and adult of T. notata. Adult females of T. notata exhibited a type III functional response preying upon 1st-insar nymph of F. virgata and type II functional response when preying upon 3rd-instar and adults. Based on the functional response it is estimated predation rate of 157.8 1st-instar nymphs, 3.6 3rd-instar nymphs, and 2.2 females of F. virgata per day. Feeding on F. virgata 3rd-instar nymphs resulted in 1.23 eggs produced per each mealybug nymph consumed. However, female lady beetles subjected to prey scarcity exhibited switch on reproductive and survival output already with one day of feeding interval depicting a strong relationship of consumption, reproduction and survivorship between T. notata and F. virgata. The high performance of T. notata preying upon F. virgata and her functional response, in addition the balance of reproduction and survival showed when subjected to prey scarcity, portray T. notata as a feasible predator to control of F. virgata. / Os coccinelídeos predadores se destacam como um dos mais importantes grupos de inimigos naturais empregados no controle biológico de artrópodes pragas. A joaninha Tenuisvalvae notata (Mulsant), espécie nativa da América do sul e predadora de Pseudococcidae, foi recentemente constatada no Semiárido de Pernambuco associada a plantas de algodão infestadas com a cochonilha de listra, Ferrisia virgata Cockerell (Hemiptera: Pseudococcidae), e em palma forrageira infestada com a falsa cochonilha do carmim, Dactylopius opuntiae Cockerell (Hemiptera: Dactylopiidae). Assim, este trabalho avaliou o desempenho de T. notata sobre D. opuntiae, F. virgata e em ovos de Anagasta kuehniella Zeller (Lepidoptera: Pyralidae), bem como determinou seu potencial de predação e reprodução em diferentes condições de disponibilidade da cochonilha F. virgata. Mesmo sendo coletada em colônias da falsa cochonilha do carmim, T. notata não se desenvolveu e nem reproduziu ao predar exclusivamente esta cochonilha. Da mesma forma, ovos de A. kuehniella não foram adequados como alimento para T. notata. Por outro lado, F. virgata em diferentes estágios de desenvolvimento mostrou-se adequada como presa de T. notata, sendo consumida tanto por larvas quanto por adultos desta joaninha. Fêmeas de T. notata exibiram resposta funcional tipo III predando F. virgata de primeiro instar, e tipo II para ninfas de terceiro instar e fêmeas adultas apresentando um consumo estimado de 157,8 ninfas neonatas, 3,6 ninfas de terceiro instar ou 2,2 fêmeas adultas de F. virgata por dia. A alimentação diária em ninfas de terceiro instar de F. virgata resulta na média de 1,23 ovos produzidos para cada ninfa da cochonilha consumida. No entanto, quando as joaninhas são submetidas a diferentes intervalos de oferta de presa, observa-se influência na produção de ovos e sobrevivência já com um dia de intervalo de alimentação, caracterizando uma estreita relação de consumo, reprodução e sobrevivência para a associação T. notata e F. virgata. O desempenho de T. notata predando F. virgata e sua resposta funcional, somado ao balanço reprodutivo e sobrevivência apresentados sob condição de escassez desta presa, demonstra que T. notata é um predador em potencial para o controle de F. virgata.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:07:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_rodolfo_vargas_castilhos.pdf: 378851 bytes, checksum: 0d6e42041b0313486f844bb4e5027f75 (MD5) Previous issue date: 2010-03-08 / In peach crops, the chemical control is the most used method in pest management, however, in sustainable production systems such as the Integrated Peach Production (IPP), alternative methods based on Integrated Pest Management (IPM) are commended. The natural enemies preservation is one of the most important practices on IPM, so, the use of pesticides that are selective to these organisms should be encouraged, in order to enable the chemical and biological control association. Therefore, this work aimed to evaluate the side effects of sixteen pesticides used in conventional and integrated peach production on larvae and adults of Chrysoperla externa (Hagen, 1861) (Neuroptera: Chrysopidae), under laboratory bioassays (25±1oC temperature, 70±10% relative humidity, and 14h photophase), using the International Organization for Biological and Integrated Control of Noxious Animals and Plants (IOBC) standard methodology. The larval and adults bioassays consisted on the exposure of the insects to a fresh dry pesticide film applied on glass plates. In the larval bioassays, the duration time of each development stage, the mortality, the fecundity and fertility of survival adults were evaluated. In the adults bioassays, it was evaluated the cumulative mortality at 24, 72 and 120 hours after the residual exposure of the insects. The pesticides were classified according to the total toxic effect for the larval stage, and according to the mortality rate for adults, in harmless (<30%), slightly harmful (30-79%), moderately harmful (80-99%) and harmful (>99%), in conformity to IOBC recommendation. For the pesticides [commercial product (active ingredient - % of active ingredient in spray water) evaluated, it follows that: the fungicides Amistar 500 WG (azoxystrobine 0.016), Cuprozeb (mancozeb and cooper oxichloride 0.140 and 0.096), Dodex 450 SC (dodina 0.126), Folpan Agricur 500 WP (folpete 0.200), Manzate 800 (mancozeb 0.256) and Orthocide 500 (captan 0.192); the insecticides Assist (mineral oil 1 2.420) and Oppa (mineral oil 2 1.920); the insecticide/acaricide Vertimec 18 CE (abamectin 0.002) and the herbicide Roundup (gliphosate 1.440) are harmless to larvae and adults of C. externa. The fungicide Folicur 200 EC (tebuconazole 0.320) is slightly harmful for larvae and harmless for adults of C. externa. The insecticide Decis 25 EC (deltametrin 0.002) is moderately harmful and slightly harmful to larvae and adults of the predator, respectively. The herbicide Gramoxone (paraquat dichloride 0.300) is harmful to larvae and harmless to adults, and the insecticide Agritoato 400 (dimetoate 0.160), Imidam 500 WP (fosmet 0.160) e Malathion 500 EC (malathiona 0.240) are harmful to larvae and adults of C. externa. The fecundity and fertility of emerged adults when larvae were exposed to the chemical residuals are not significatively affected by anyone of them. Female adults are less susceptible to chemicals when compared to male adults. / Na cultura do pessegueiro, a utilização do controle químico se constitui na tática mais adotada no manejo dos insetos-praga, porém, nos sistemas de produção sustentáveis como o de Produção Integrada de Pêssego (PIP), medidas alternativas de controle, fundamentadas no Manejo Integrado de Pragas (MIP), são preconizadas. A preservação dos inimigos naturais de insetos-praga é uma das práticas de maior importância no MIP, devendo ser incentivado o uso de agrotóxicos seletivos a estes organismos benéficos, a fim de se viabilizar a associação dos métodos de controle químico e biológico. Neste contexto, objetivou-se com este trabalho avaliar a seletividade de dezesseis agrotóxicos utilizados na produção convencional e parte na produção integrada de pêssego sobre os estágios larval e adulto do predador Chrysoperla externa (Hagen, 1861) (Neuroptera: Chrysopidae), em bioensaios conduzidos em laboratório (temperatura de 25±1oC, umidade relativa de 70±10% e fotofase de 14 horas), utilizando-se metodologia padronizada pela International Organization for Biological and Integrated Control of Noxious Animals and Plants (IOBC). Os bioensaios com larvas e adultos consistiram na exposição do inseto a resíduos secos dos agrotóxicos pulverizados sobre placas de vidro. Nos bioensaios com larvas foram avaliadas a duração dos estágios de desenvolvimento, a mortalidade, e as taxas de fecundidade e fertilidade dos adultos sobreviventes. Nos bioensaios com adultos, foi avaliada a mortalidade acumulada as 24, 72 e 120 horas após a exposição dos insetos aos resíduos dos agrotóxicos. Para o estágio larval, os agrotóxicos foram classificados em função do efeito total e para o estágio adulto os mesmos foram classificados em função da taxa de mortalidade em inócuos (<30%), levemente nocivos (30-79%), moderadamente nocivos (80-99%) e nocivos (>99%), conforme recomendação da IOBC. Para os agrotóxicos [produto comercial (ingrediente ativo - % de ingrediente ativo na calda)] avaliados, conclui-se que: os fungicidas Amistar 500 WG (azoxystrobina - 0,016), Cuprozeb (mancozebe e oxicloreto de cobre - 0,140 e 0,096), Dodex 450 SC (dodina - 0,126), Folpan Agricur 500 WP (folpete - 0,200), Manzate 800 (mancozebe - 0,256) e Orthocide 500 (captana - 0,192); os inseticidas Assist (óleo mineral 1 - 2,420) e Oppa (óleo mineral 2 - 1,920); o inseticida/acaricida Vertimec 18 CE (abamectina - 0,002) e o herbicida Roundup (glifosato - 1,440) são inócuos a larvas e adultos de C. externa. O fungicida Folicur 200 EC (tebuconazole - 0,320) é levemente nocivo para larvas e inócuo para adultos. O inseticida Decis 25 EC (deltametrina - 0,002) é moderadamente nocivo e levemente nocivo para larvas e adultos do predador, respectivamente. O herbicida Gramoxone (dicloreto de paraquate - 0,300) é nocivo para larvas e inócuo para adultos, e os inseticidas Agritoato 400 (dimetoato - 0,160), Imidam 500 WP (fosmete - 0,160) e Malathion 500 EC (malationa - 0,240) são nocivos para larvas e adultos de C. externa. A fecundidade e fertilidade de adultos emergidos de C. externa não são afetadas significativamente por nenhum agrotóxico quando larvas são expostas a resíduos dos mesmos. Fêmeas adultas são menos susceptíveis aos agrotóxicos quando comparado com machos adultos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research is inserted in the Biomathematics Research Group of the Programa de Pós-Graduação em Matemática of the Universidade Federal de Santa Maria-RS. It consists in the study of a discrete model for a prey-predator-insecticide system based on the Coupled Map Lattice as basic tool for its formulation. Due to the serious problems that crop pests represent to agriculture, we aproached the Integrated Pest Management (IPM), which is a pest control system that seeks to preserve and enhance the natural mortality factors of pests by integrated use of control methods selected based on technical, economic, ecological and sociological parameters. The objective of this work is to build a model as simple as possible to study the effects of different pests management strategies. These strategies are divided into different treatments which take into account the number of measurements of pest population, establishing control levels (CL) and different control measures (pesticide and biological control). For comparison and to point where the treatment is more efficient to compute the total density of the pest population without any control measure and when each treatment is applied over a certain period of time. The difference between these values is converted into a decreasing percentage of the population of pests. The same is done to obtain the percentage decrease in the number of treated sites. It was found that the sooner you apply the insecticide in the system, the more effective the treatment. Furthermore, it was observed that the presence of predators (biological control) decreases the amount of treated sites and, in some instances, is less effective in controlling pest. / Esta pesquisa está inserida na Linha de Pesquisa Biomatemática, do Programa de Pós-Graduação em Matemática da Universidade Federal de Santa Maria-RS. Configura-se como um estudo sobre um modelo discreto para um sistema praga-predador-inseticida tendo como ferramenta básica para sua formulação a Rede de Mapas Acoplados. Devido aos sérios problemas que pragas de lavoura representam para agricultura, abordou-se o Manejo Integrado de Pragas (MIP), que é um sistema de controle de pragas que busca preservar e aumentar os fatores de mortalidade natural de pragas pelo uso integrado de métodos de controle selecionados com base em parâmetros técnicos, econômicos, ecológicos e sociológicos. O objetivo deste trabalho é construir um modelo tão simples quanto possível, para estudar as consequências de diferentes estratégias de manejos de pragas. Essas estratégias são divididas em tratamentos diferentes nos quais leva-se em consideração o número de medições da população de pragas, estabelecimento de níveis de controle (NC) e diferentes medidas de controle aplicadas (inseticida e controle biológico). Para comparar e apontar qual dos tratamentos é mais eficiente, computou-se a densidade total da população de pragas sem nenhuma medida de controle e quando cada um dos tratamentos é aplicado ao longo de um determinado período de tempo. A diferença entre esses valores é convertida em um percentual de decrescimento da população de pragas. O mesmo é feito para se obter o percentual de decrescimento do número de sítios tratados. Foi possível constatar que quanto mais cedo se aplica o inseticida no sistema, mais efetivo é o tratamento. Além disso, observou-se que a presença dos predadores (controle biológico) diminui a quantidade de sítios tratados e, em alguns momentos, é menos eficiente no controle da praga.

L’esca est une maladie du bois de la vigne complexe et mal connue, contre laquelle aucun moyen de lutte efficace n’existe à ce jour. Ce travail s’est concentré sur les interactions précoces entre Vitis vinifera L. et les champignons associés au « young esca » P. chlamydospora et P. aleophilum dans deux types de tissus lignifiés : l’entre-nœud et le nœud (modèle plaie de taille). La colonisation 6 et 12 semaines après traitement des souches transformées P. aleophilum::gfp7 et P. chlamydospora::gfp1 a été observée. Les deux espèces coloniseraient différents tissus dans les premières semaines suivant l’infection. Les fibres du xylème constitueraient un tissu essentiel lors de l’interaction précoce entre P. aleophilum et la vigne, tandis que P. chlamydospora::gfp1 a seulement colonisé les vaisseaux du xylème après 12 semaines. Le bois de la vigne présenterait des réponses spécifiques à la présence de P. aleophilum 6 semaines après traitement, puis générales à la blessure 12 semaines après traitement, en microscopie. L’hypothèse de la spécificité de la réponse induite dans le bois de la vigne par ces deux espèces a été confirmée en étudiant l’expression de 11 gènes associés à la défense 10 h, 24 h, 48 h et 120 hpi. La réponse précoce du bois de la vigne serait spécifique suivant l’identité des pathogènes. Les tissus de l’entre-nœud ont été induits différemment par la blessure par rapport aux tissus dans la région nodale. Un modèle pour le criblage d’agents de biocontrôle ou d’éliciteurs contre l’esca en quelques mois en conditions de laboratoire a permis le développement d’un moyen de lutte durable et novateur, l’eau ozonée. L’eau ozonée présente des propriétés sporicides remarquables contre P. aleophilum in vitro. In planta l’application d’eau ozonée sur une blessure infectée en modèle plaie de taille a réduit de moitié la quantité de mycélium capable de se développer dans le bois 9 semaines après inoculation. / Esca is a complex pathosystem, poorly understood, affecting grapevine’s trunk. Currently there is not efficient tools to control esca disease. This study investigated early events between grapevine and fungi associated to young esca P. aleophilum and P. chlamydospora in two different woody tissues: at the internode and at the nodal (pruning wound model) levels. The colonization of transformed strains P. aleophilum::gfp7 and P. chlamydospora::gfp1 was observed 6 and 12 weeks post inoculation. Fungal species colonized different tissues during the first weeks of infection. Xylem fibres could be the key site of P. aleophilum-grapevine early interactions, whereas P. chlamydospora::gfp1 only colonized xylem vessels 12 weeks post inoculation. Grapevine wood may respond specifically to P. aleophilum after 6 weeks. This response seemed to be related to healing in microscopy, and thus aspecific 12 weeks post inoculation. The specificity of induced response in the wood of Vitis vinifera L. was confirmed by studying gene expressions of 11 defense-related genes 10 h, 24 h, 48 h and 120 hpi. The early response of woody tissues could be specific to pathogens identity in grapevine. Wounding damages induced defense-related genes differently according the tissues (internode vs node). A model for screening biological control agents or elicitors in laboratory conditions, within months, has been used to develop a sustainable and original control tool: ozonated water. Ozonated water presented remarkable sporicidal properties on P. aleophilum in vitro. Infected pruning wound treated with ozonated water reduced the P. aleophilum inoculum able to develop in the injured wood by a factor two 9 weeks post inoculation.

Les rodenticides anticoagulants (RA) constituent le principal moyen de lutte contre les rongeurs. L’exposition aux RA du renard roux et l’impact des RA sur les populations de ce prédateur sont étudiés. En France, on distingue un contexte « biocide » (BCD) où les RA sont principalement utilisés près des bâtiments et un contexte « phytopharmaceutique » (PP) où la bromadiolone (un RA) est également utilisée en plein champs contre le campagnol terrestre. La contamination des rongeurs aux RA est mesurée : 5 RA sont détectés en contexte BCD alors que la bromadiolone est la molécule majoritaire en contexte PP ; les espèces de rongeurs non ciblées par les RA étant exposées dans les2 contextes. L’exposition est maximale chez les espèces ciblées ou celles au mode de vie similaire.L’exposition du renard est évaluée par la mesure des résidus de RA dans des fèces collectées in situ.La bromadiolone est retrouvée dans 97 % des fèces positives et les RA sont plus retrouvés dans les fèces en cas de traitements PP. En contexte PP, le ratio de fèces positives augmente non linéairement avec la surface traitée dans un rayon d’1 km autour des fèces. L’impact des traitements PP sur les populations de renards est évalué (période 2003-2009, département du Doubs). Les indices d’abondance de renard mesurés sur une commune le printemps d’une année n diminuent avec l’augmentation des quantités d’appâts utilisées les années n-1 et n-2. Pendant la période suivie,la mise en place d’une lutte intégrée contre le campagnol terrestre s’est traduite par une diminution des quantités d’ AR utilisées et donc par une diminution des impacts sur les populations de renards. / Rodents are mainly controlled with anticoagulant rodenticides (AR). AR exposure and impact were studied for red fox populations. In France, we distinguish 2 contexts of AR use: “biocide” (BCD) where AR are used next to buildings and “phytopharmaceutical” (PP) where bromadiolone (an AR) is also applied in the field against the water vole. Rodent contamination to AR was characterized: 5 differentAR were detected in rodents in the BCD context while bromadiolone was predominantly found in thePP context; non target rodents being exposed in both contexts. AR contamination was the highest fortarget species or species with similar lifestyle. Red fox exposure was assessed through themeasurement of AR residues in faeces sampled in the field. ARs were detected more frequently where PP treatments occurred. Every positive faeces contained only bromadiolone except one (BCD context)with chlorophacinone. In PP context, the ratio of positive faeces varied non-linearly with the area of PPtreatments within a 1km-radius around faeces. The impact of bromadiolone PP treatments on red fox populations was assessed (period 2003–2009, Doubs department). Kilometric Abundance Index offoxes measured a year n decreased with higher treatment intensities the years n-1 and n-2. Moreoverwe have shown that a shift to preventive treatments with reduced AR use is less harmful to fox populations.

Lasioderma serricorne (F.) (Fabricius, 1792) (Coleoptera: Anobiidae) is a cosmopolitan plague popularly known as a tobacco beetle that attacks a wide variety of stored agricultural products, like soybeans, escavating galleries in the grains while feeding and consequently generating losses to the producers by the loss of quality and value of the seeds. Due to the risks of intoxication and environment contamination with chemical residues, as well as the emergence of resistant individuals, other approaches to the control of L. serricorne have been sought. The host plant kairomones are molecules with potential for application as food attractants in traps for monitoring and capture insects. On the other hand, the evaluation of essential oils (EO) of native plants cultivated locally, can contribute to the discovery of useful compounds as natural repellents or bio-insecticides, also generating tools useful in integrated pest management (IPM). The objective of this study was to investigate and identify the volatile organic compounds released by stored soybeans from 3 varieties cultivated in Brazil with attractiveness to adults L. serricorne (soybean marketed in large supermarket chains in Maceió-AL and two varieties EMBRAPA BRS284 and BRS360RR) and to test the EO activity of the mature fruits of Schinus terebinthifolius, in order to promote the prospection of natural compounds with potential for application in the integrated management of this pest in storage environments. The attractiveness of grains and extracts prepared by dynamic headspace collection was evaluated in 4-arm olfactometer behavioral bioassays, while the isolation and identification of the bioactive compounds were carried out using gas chromatography coupled to electroanthennography (GC-EAG) and gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). Five EAG-active compounds were identified in the extracts of soybeans: 1-octen- 3-ol, 3-octanol, 1- nonanol, linalool and limonene. The behavioral response of L. serricorne in 4-arm olfactometer bioassays to synthetic compounds was statistically significant for 1- octen-3- ol, 3-octanol, 1-nonanol and linalool, while the attraction for the 4 synthetic blend was comparable to that verified for soybeans. The activity of the EO extracted by steam-drag of the mature fruits of S. terebinthifolius (3 replicates) harvested from matrices located on the A. C. Simões Campus of UFAL, Maceió-AL, on L. serricorne adults was tested in 4-arm olfactometer bioassays , in two concentrations (1 and 10 μL), while the EO composition was analyzed by GC-FID and GC-MS. EO repellency was checked at a dose of 10 μL. A total of 14 compounds were identified in S. terebinthifolius EO, with the main components being β-pinene (49.8%), α-pinene (33.49%), 3-carene (5.85%), germacrene-D (2.08%) and bornylene (1.21%). The attractive compounds identified from the soybean grains act as kayromones for L. serricorne, while the S. terebinthifolius EO has repellent activity against this pest, so the results obtained here can be applied in the development of bioproducts for the integrated management of L. serricorne in and around storage environments, favoring the rational use of insecticides. / Lasioderma serricorne (F.) (Fabricius, 1792) (Coleoptera: Anobiidae) é uma praga cosmopolita conhecida popularmente como besourinho do tabaco que ataca uma grande variedade de produtos agrícolas armazenados, dentre eles a soja, escavando galerias nos grãos enquanto se alimentam e consequentemente gerando prejuízos aos produtores pela perda da qualidade e valor das sementes. Devido aos riscos de intoxicação e de contaminação do meio ambiente com resíduos químicos, assim como o surgimento de indivíduos resistentes, outras abordagens para o controle de L. serricorne tem sido buscadas. Os cairomônios das plantas hospedeiras são moléculas com potencial para aplicação como atraentes alimentares em armadilhas para monitoramento e captura de insetos. Por outro lado, a avaliação de óleos essenciais (OE) de plantas nativas cultivadas localmente, pode contribuir para a descoberta de compostos úteis como repelentes ou bioinseticidas naturais, gerando também ferramentas úteis manejo integrado de pragas (MIP). O objetivo desse estudo foi investigar e identificar os compostos orgânicos voláteis liberados pelos grãos de soja armazenados de três variedades cultivadas no Brasil com atratividade para adultos de L. serricorne (soja comercializada em grandes cadeias de supermercados em Maceió-AL e duas variedades EMBRAPA BRS284 e BRS360RR) e testar a atividade do OE dos frutos maduros de Schinus terebinthifolius, a fim de promover a prospecção de compostos naturais com potencial para aplicação no manejo integrado dessa praga em ambientes de armazenamento. A atratividade dos grãos e de extratos preparados por coleta dinâmica do headspace dos grãos foi avaliada em bioensaios comportamentais em olfatômetro de 4 braços, enquanto o isolamento e identificação dos compostos bioativos foram realizados pelas técnicas de cromatografia gasosa acoplada à eletroantenografia (CG-EAG) e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM). Cinco compostos EAG-ativos foram identificados nos extratos dos grãos de soja: 1-octen- 3-ol, 3-octanol, 1-nonanol, linalol e limoneno. A resposta comportamental de L. serricorne em bioensaios em olfatômetro de 4 braços aos compostos sintéticos foi estatisticamente significativa para 1-octen- 3-ol, 3-octanol, 1- nonanol e linalol, enquanto a atração pela mistura dos 4 compostos sintéticos foi comparável à verificada para os grãos de soja. A atividade do OE extraído por arraste a vapor dos frutos maduros de S. terebinthifolius (3 repetições) colhidos de matrizes localizadas no campus A. C. Simões da UFAL, Maceió-AL, sobre adultos de L. serricorne foi testada em bioensaios em olfatômetro de 4 braços, em duas concentrações (1 e 10μL), enquanto a composição do OE foi analisada por CG-FID e CG-EM. Foi verificada repelência do OE na dose de 10 μL. Foram identificados 14 compostos no OE de S. terebinthifolius, sendo os componentes principais: β-pineno (49,8 %), α-pineno (33,49 %), 3-careno (5,85 %), germancreno-D (2,08 %) e bornileno (1,21 %). Os compostos atrativos identificados a partir dos grãos de soja atuam como cairomônios para L. serricorne, enquanto o OE de S. terebinthifolius possui atividade repelente contra essa praga, portanto os resultados aqui obtidos podem ser aplicados no desenvolvimento de bioprodutos para o manejo integrado de L. serricorne dentro e ao redor de ambientes de armazenamento, favorecendo a utilização racional de inseticidas.

[EN] Aphis spiraecola Patch. (Hemiptera: Aphididae) is a key pest of clementines. Biological control of A. spiraecola is still poorly known and efforts were based on the use and conservation of parasitoids but it did not success. With all this said, the aims of this thesis were: i) to disentangle the reasons behind the low parasitism of A. spiraecola; ii) to determine when and how predators can control A. spiraecola populations; and, finally, iii) to evaluate whether a ground cover of Poaceae plants can enhance the biological control of this aphid in clementines by improving the establishment of its predators. In the first objective we sampled four orchards and determine the parasitoid complex and parasitism (and hyper-) rates weekly. Binodoxys angelicae Haliday (Hymenoptera: Braconidae) was the unique primary parasitoid emerged from mummies of A. spiraecola. At least six hymenopteran hyperparasitoid species were identified attacking this primary parasitoid: Syrphophagus aphidivorus (Mayr) (Encyrtidae), Alloxysta sp. (Forster) (Figitidae), Asaphes sp. (Walker) (Pteromalidae), Pachyneuron aphidis (Bouché) (Pteromalidae), Dendrocerus sp. (Ratzeburg) (Megaspilidae) and Phaenoglyphis villosa (Hartig) (Figitidae). We developed a DNA-based approach to untangle the structure of the aphid-parasitoid food web in citrus. This methodology confirmed that all six species hyperparasitized B. angelicae And they dominated this food web and they were abundant from the beginning of the season. Thus, hyperparasitism probably explains the low impact of B. angelicae on A. spiraecola populations. For the second objective we sampled three clementine orchards to determine the effect of aphid predators on A. spiraecola colonies over a three-year period. Life parameters of A. spiraecola colonies varied among the orchards over the three years. The maximum number of aphids and the longevity of A. spiraecola colonies were negatively correlated with the time of first attack by predators. More importantly, the percentage of shoots occupied by A. spiraecola (damages) remained below or close to the intervention threshold when colonies were attacked prior to ~200 degree days (DD) since the beginning of the aphid colonization. These results suggest that: i) the presence of predators at the beginning of the season should be considered to develop new intervention thresholds and ii) biological control programs should promote the early presence of predators in clementine orchards. To promote the early presence of predators in clementine orchards, in the third objective we evaluated ground cover management. This ground cover management may provide alternative preys to natural enemies. The effect of a sown ground cover (based on Poaceae plants) on the biological control of A. spiraecola was evaluated in four orchards with ground cover management compared with four orchards with bare soil management. This sown Poaceae cover coexists with a complex of wild plants that might also affect biological control of A. spiraecola. Finally, we compared the presence of A. spiraecola and its natural enemies in these orchards. While Poaceae plants represented ~66% of the ground cover, the rest of the cover comprised mainly Malva sp. (13%), Oxalis sp. (5%) and Sonchus sp. (2%). Poaceae plants harbored aphids which appeared sooner in the system than citrus aphids. These aphids serve as alternative prey/hosts for natural enemies. By contrast, Malva sp. and Sonchus sp. harbored aphids with potential to become citrus pest. Although these wild plants may act as reservoirs for A. spiraecola as well as other aphid species that can disrupt the biocontrol services of natural enemies, overall, the sown cover was effective in terms of biological control of A. spiraecola in the citrus canopy. It promoted the early presence of predators in citrus canopies. These attacks resulted in satisfactory aphid control, because citrus orchards with ground cover never exceeded the aphid economic threshold. / [ES] Aphis spiraecola Patch. (Hemiptera: Aphididae) es una de las plagas claves en el cultivo de clementinos. Los esfuerzos realizados hasta la fecha se han centrado en el uso y conservación de parasitoides aunque se desconocen las causas de su baja eficacia. Por todo ello, los objetivos de esta tesis han sido i) desentrañar las razones por las que se dan bajos niveles de parasitismo de A. spiraecola ii) determinar cuándo y cómo los depredadores pueden controlar las poblaciones de A. spiraecola y finalmente iii) determinar si una cubierta de poáceas puede mejorar el control biológico de este pulgón en clementinos mediante la mejora en el establecimiento de sus depredadores. En el primer objetivo se muestrearon semanalmente cuatro parcelas y se identificó el complejo de parasitoides y las tasas de parasitismo (e hiperparasitismo). Los porcentajes de parasitismo fueron bajos (~menos del 5%) y Binodoxys angelicae Haliday (Hymenoptera: Braconidae) fue el único parasitoide primario emergido de las momias de A. spiraecola. Se identificaron al menos seis especies de hiperparasitoides atacando este parasitoide primario: Syrphophagus aphidivorus (Mayr) (Encyrtidae), Alloxysta sp. (Forster) (Figitidae), Asaphes sp. (Walker) (Pteromalidae), Pachyneuron aphidis (Bouché) (Pteromalidae), Dendrocerus sp. (Ratzeburg) (Megaspilidae) y Phaenoglyphis villosa (Hartig) (Figitidae). Se desarrolló un método basado en la detección de ADN con el cual se confirmó que todas las especies de hiperparasitoides hiperparasitan B. angelicae. Los hiperparasitoides dominaron esta red trófica y fueron abundantes desde el inicio de la estación. De este modo, el hiperparasitismo probablemente explica el bajo impacto que B. angelicae tiene sobre las poblaciones de A. spiraecola. Para el segundo objetivo se muestrearon tres campos de clementinos donde se determinó el efecto de los depredadores en las colonias de A. spiraecola. Los parámetros de vida de las colonias de A. spiraecola variaron entre los diferentes cultivos los tres años. El máximo número de pulgones y la longevidad de las colonias de A. spiraecola se correlacionaron negativamente con el momento del primer ataque del depredador a la colonia. Cabe destacar que el porcentaje de brotes ocupados por A. spiraecola permaneció por debajo o cerca del umbral de tratamiento cuando las colonias fueron atacadas antes de los 200 grados días (GD) desde el inicio de formación de la colonia. Estos resultados sugieren: i) la presencia de depredadores al inicio de la temporada de pulgón debes ser considerado para el desarrollo de nuevos umbrales de tratamiento y ii) los programas de control biológico deben promover el adelanto de la presencia de depredadores en los campos de clementinos. Para promover la presencia anticipada de depredadores en los campos de clementinos, como tercer objetivo se evaluó el manejo de cubiertas vegetales a base de poáceas. Con este manejo se persigue aportar presas alternativas para los enemigos naturales de A. spiraecola. Para ello, se compararon cuatro campos de cítricos con cubierta vegetal frente a cuatro con suelo desnudo. En los campos con cubierta sembrada apareció además de las poáceas sembradas, un complejo de plantas salvajes que podrían afectar también el control biológico de A. spiraecola. Las poáceas representaron un 66% de la cubierta vegetal. Las poáceas y Oxalis sp. albergaron respectivamente pulgones estenófagos de plantas poáceas y Macrosiphum euphorbiae Thomas (Hemiptera: Aphididae). Estas especies de pulgones aparecieron más pronto en el ecosistema que los pulgones de cítricos y sirvieron como presas/hospederos alternativos para los enemigos naturales. Al contrario, Malva sp. y Sonchus sp. albergaron especies de pulgón que podrían ser potenciales plagas de cítricos. El efecto total de la cubierta sembrada resultó positivo para el control de A. spiraecola. Por lo tanto, las parcelas de cítricos con cubierta vegetal tendieron a no / [CAT] Aphis spiraecola Patch. (Hemiptera: Aphididae) és una de les plagues clau en el cultiu de clementins. Els esforços realitzats fins ara s'han centrat en el us i conservació de parasitoids encara que es desconeix les causes de la seua baixa eficàcia. Tenint en compte estos antecedents, els objectius d'esta tesis foren: i) desentrampar les raons per les quals els parasitoids no són efectius; ii) determinar quan i com els depredadors poden controlar les poblacions d'A. spiraecola; i finalment iii) determinar si una coberta de poàcies pot millorar el control biològic d'este àfid en clementins mitjançant la millora en el establiment del seus depredadors. En el primer objectiu es van mostrejar setmanalment quatre parcel·les i s'identificà el complex de parasitoids i les taxes de parasitisme (i hiperparasitisme). Binodoxys angelicae Haliday (Hymenoptera: Braconidae) va ser l'únic parasitoid primari emergit de les mòmies d'A. spiraecola. Se van identificar al menys sis especies d' hiperparasitoids atacant este parasitoid primari: Syrphophagus aphidivorus (Mayr) (Encyrtidae), Alloxysta sp. (Forster) (Figitidae), Asaphes sp. (Walker) (Pteromalidae), Pachyneuron aphidis (Bouché) (Pteromalidae), Dendrocerus sp. (Ratzeburg) (Megaspilidae) i Phaenoglyphis villosa (Hartig) (Figitidae). Se desenvolupà un mètode basat en la detecció de DNA amb el que es confirmà que totes les especies d'hiperparasitoids hiperparasiten B. angelicae. Els hiperparasitoids dominaren aquesta xarxa tròfica i foren abundants a l'inici de l'estació. Per tant, l'hiperparasitisme podria explicar el baix impacte que B. angelicae té sobre les poblacions d'A. spiraecola. Per al segon objectiu es mostrejaren tres camps de clementins on es determinà l'efecte dels depredadors en les colònies d'A. spiraecola. Els paràmetres de vida de les colònies d'A. spiraecola variaren entre les tres parcel·les els tres anys. El màxim número d'àfids i la longevitat de les colònies d'A. spiraecola es correlacionaren negativament amb el moment del primer atac del depredador a la colònia. Caldria destacar que el percentatge de brots ocupats per A. spiraecola es mantingué per baix o prop del llindar de tractament quan les colònies foren atacades abans dels ~200 graus dia (GD) des de l'inici de formació de la colònia. Estos resultats sugereixen que: i) la presència de depredadors a l'inici de la estació de l'àfid podria ser considerada per al desenvolupament de nous llindars de tractament i ii) els programes de control biològic deurien promoure l'avançament de la presència de depredadors en els camps de clementins. Per promoure la l'avançament de la presència de depredadors en els camps de clementins, com tercer objectiu s'avaluà el maneig de cobertes vegetals basades en poàcies. Amb aquest maneig es persegueix aportar preses alternatives per als enemics naturals d'A. spiraecola. Se compararen quatre camps de clementins amb coberta vegetal front a quatre amb sol nu. En els camps amb coberta sembrada creix, junt a les Poáceas sembrades, un conjunt de plantes salvatges que podrien afectar també el control biològic d'A. spiraecola. S'investigà quines especies de plantes componien la coberta vegetal així com les especies d'àfids que les habitaven. Les poàcies representaren un 66% de la coberta vegetal, sent les plantes salvatges més abundants Malva sp. (13%), Oxalis sp. (5%) i Sonchus sp. (2%). Les poàcies hostejaren àfids estenòfags de poàcies. Estes espècies d'àfid aparegueren més prompte en l'ecosistema que aquells àfids associats a cítrics. Al contrari, Malva sp. i Sonchus sp. hostejaren especies d'àfids que podrien ser potencials plagues de cítrics. Este últim grup pot atenuar l'atac dels enemics naturals a les poblacions d'A. spiraecola que habiten les copes. Encara així, l'efecte total de la coberta sembrada a base de poàcies va resultar positiu per al control d'A. spiraecola. En conseqüència les parcel·les de cítrics am / Gómez Marco, F. (2015). Integrated Pest Management of Aphis spiraecola (Hemiptera: Aphididae) in clementines: enhancing its biological control [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/53732 / TESIS