O cultivo sucessivo de soja em grandes áreas agrícolas contribuíram significativamente para o aumento da incidência de pragas nessa cultura. Os percevejos sugadores são responsáveis por significativas perdas de rendimento, qualidade e potencial germinativo, além de causar a retenção foliar. Sendo assim, os objetivos deste trabalho foram i) avaliar a adaptabilidade e estabilidade em progênies de soja com excelente desempenho agronômico e resistência ao complexo de percevejos em três ambientes; e ii) explorar a viabilidade do uso de diferentes métodos de melhoramento para no desenvolvimento de progênies resistentes ao complexo de percevejos. Para a compreensão da interação genótipo por ambiente, 28 progênies e cinco testemunhas foram avaliados em três ambientes, e os resultados foram submetidos à análise de GGE Biplot. Os caracteres avaliados foram: número de dias para a maturidade, período de granação, produtividade de grãos, peso de cem sementes, retenção foliar e peso sementes boas. A análise gráfica biplot demonstrou que existe interação do tipo complexa entre as progênies avaliadas, e as progênies 7, 9, 8 e 23 foram as que tiveram a maior estabilidade nos três ambientes. Para a análise de viabilidade dos métodos genealógico e MSD (descendência de múltiplas sementes), foram avaliadas duas populações de soja, respectivamente à cada método. Ambas populações são oriundas do cruzamento entre as cultivares IAC-100 (fonte de resistência ao complexo de percevejos) e CD- 215 (suscetível). Os caracteres utilizados para essa análise foram a produtividade de grãos e peso de sementes boas. Foram realizadas análises descritiva de cada método e uma análise de modelos mistos para a verificação da diferença entre eles. A maior média e variabilidade genética foi encontrada na população oriunda do método MSD. Todavia, o método genealógico apresentou 10 progênies maiores que a média da melhor testemunha. Os resultados foram influenciados pela presença da interação genótipo por ambiente, e a diferença entre os métodos foi detectada pelo teste Wald-F. Ambos os métodos foram eficientes para a geração de progênies com alto potencial agronômico e com resistência ao complexo de percevejos. Com isso, é necessário submeter as melhores progênies à ensaios de competição para um futuro lançamento de novas cultivares de soja que reúnam alta produtividade e resistência ao complexo de percevejos. / The continuous cultivation of a given crop in large areas contributes significantly to the increased incidence of pests. One such pest are the sucking insects that can cause significant losses. Stink bugs will feed on developing soybean seeds by piercing and immature pods, causing seed damage and reductions in yield, quality and germination potential, in addition to causing leaf retention. Thus, the objectives of this study were i) to evaluate the adaptability and stability in soybean progenies with excellent agronomic performance and resistance to stink bugs in three environments; and ii) to study the viability to use different breeding methods for development of resistant progeny to stink bugs. To evaluate the genotype-byenvironment interaction, 28 progenies and five experimental checks were evaluated in three environments, and the results submitted to analysis of GGE Biplot. The following traits were evaluated in the field: number of days to maturity, grain filling period, grain yield, weight of one hundred seeds, leaf retention, and weight of healthy seeds. The graphical biplot analysis showed that there is complex interaction between progenies, and the progenies 7, 9, 8 and 23 were those that had the highest stability in all three environments. To analyze the feasibility of pedigree and multiple seeds descent (MSD) methods were evaluated two soybean populations respectively for each method. Both populations were from the cross between IAC-100 (resistance source to stink bug complex) and CD-215 (susceptible). The traits used for this analysis were grain yield and weight of healthy seeds. Descriptive analyses of each method and a mixed model analysis were made to verify the difference between them. The highest average and genetic variability was found in the MSD method derived from the population. However, the pedigree method showed 10 progenies higher than the average of the best experimental check. The results were influenced by the presence of genotype-by-environment and the difference between the methods was detected by the Wald-F test. Both methods were efficient to generated progenies with high agronomic potential and resistance to stink bugs. Thus, it is necessary to submit the best progeny to competition tests for a future release of new soybean cultivars with high productivity and resistance.

As plantas desenvolveram diferentes mecanismos para reduzir o ataque de insetos, incluindo compostos protéicos de defesa, como os inibidores de proteinases (IPs). Os insetos, ao longo da evolução, desenvolveram estratégias para superar as barreiras defensivas das plantas, permitindo a sua alimentação e desenvolvimento, como a super expressão de genes de enzimas digestivas sensíveis e insensíveis aos IPs de plantas. Uma das abordagens desse trabalho foi identificar novas serinoproteinases no intestino de lagartas de Spodoptera frugiperda. Duas novas quimotripsinas e trê novas tripsinas foram identificadas e juntamente com mais 10 genes já conhecidos que codificam estas enzimas foram submetidos à análise de expressão gênica por PCR em tempo real. Entre essas duas famílias de serinoproteinases (SPs) os genes que codificam as quimotripsinas apresentam uma regulação positiva mais ampla do que aqueles que codificam as tripsinas. Estudos de modelagem molecular das quimotripsinas também foram realizados. Foram construídos modelos tridimensionais à partir de modelagem por homologia além de análises de dinâmica molecular e docagem com oito diferentes IPs do tipo Bowman- Birk. Os resultados mostram quais quimotripsinas apresentam as maiores afinidades aos inibidores testados de maneira geral e individual, inferidos à partir da estimativa de energia livre do sistema. Também foi encontrada uma serina extra próxima ao sítio catalítico de três quimotrispsinas modeladas que pode interferir na afinidade dessas enzimas já que este aminoácido apresenta perda de área acessível ao solvente quando complexada ao IP de soja testado. Os resultados de expressão gênica e grau de sensibilidade foram comparados e não se observou qualquer relação entre esses parâmentros. Isso sugere que as lagartas da espécie S. frugiperda combinam diferentes estratégias adaptativas como o aumento de expressão de todas as suas quimotripsinas independentemente do grau de sensibilidade das enzimas. / Plants have developed different mechanisms to reduce insect attack, including defence proteins such as proteinase inhibitors (PIs). In turn, insects have evolved strategies to overcome these plant defence mechanisms, such as the hyperexpression of PI-sensitive and insensitive digestive enzymes, allowing the insect to thrive. One of the aims of this work was to identify new serine proteinases (SPs) in the gut of the fall armyworm larvae, Spodoptera frugiperda. Two new chymotrypsins and three new trypsins were identified, and together with 10 previously identified genes, the genes that encode these enzymes were subjected to real-time PCR and gene expression analysis. Between these two families of serine-proteinases the genes that encode chymotrypsins show a greater positive regulation then those encoding the trypsins. Molecular modelling studies of the chymotrypsins were carried out, and 3D models were generated using homology modelling, which were then further refined by dynamic molecular and docking analyses with 8 different Bowman-Birk type PIs. The results demonstrate which chymotrypsins possess the highest affinities to the tested inhibitors in a general and individual manner, inferred from the estimated free energies. A serine residue in very close proximity to the catalytic site was present in three of chymotrypsins investigated, which may be affecting the enzymes affinity since the residue has a reduced accessible area to the solvent when complexed to the soya PI tested. The genetic expression patterns and the degree of PI-sensitivity were also compared and no relation between the parameters was found. This suggests that the larvae of the species S. frugiperda combine different adaptive strategies like the increase in expression of its entire chymotrypsin arsenal regardless of the degree of PI-sensitivity of the enzymes.

L'expansion des zones agricoles a conduit à la perte de biodiversité due à la réduction des habitats naturels et semi-naturels dans les paysages agricoles. Avec l'augmentation de la production agricole dans le monde, des techniques écologiquement rationnelles sont de plus en plus discutées qui permettent une gestion durable des habitats environnants. Les effets de ces habitats sur la population des insectes nuisibles et de leurs ennemis naturels sont encore mal connus. L'objectif de cette thèse était de comprendre les effets des environnements naturels et semi-naturels sur la population des insectes nuisibles et des ennemis naturels dans les régions tropicales (Brésil) et tempérées (France). Au Brésil (chapitre II), on a évalué l'effet de la distance des fragments sur la population de fourmis prédatrices et omnivores dans la canne à sucre. Les résultats montrent que la richesse en espèces diminue avec la distance des fragments forestiers et que la prédominance des espèces Dorymyrmex bruneus et Pheidole oxyops augmente. Des espèces de fourmis colonisant les champs de canne à sucre ont également été trouvées dans des fragments forestiers, ce qui suggère que ces derniers habitats sont des refuges pour les espèces de fourmis prédatrices pendant les périodes de perturbation comme la récolte de la canne à sucre ou le travail du sol. Cela a été confirmé par des différences plus fortes dans les communautés de fourmis après la récolte de la canne à sucre (saison sèche) que quatre mois plus tard / (saison des pluies) quand l'absence de perturbation a permis la re-lonosiation par les fourmis. Il y avait aussi une différence dans la richesse des espèces de fourmis entre les différents types de fragments (vallées fluviales et plaines). En France, on a évalué l'effet des bandes de fleurs sauvages, de la végétation spontanée et des bandes d'herbe sur la communauté des ennemis naturels et la régulation du puceron de la pomme rosâtre Dysaphis plantaginaea (chapitre III). En ce qui concerne les principaux ennemis naturels, nos résultats ont montré une densité plus élevée de hoverflies par rapport à d'autres types de bande, mais aucune différence pour les coccinelles (coccinelidae). Cependant, aucune différence de densité naturelle de l'ennemi n'a été observée à l'intérieur des vergers. Le nombre de pucerons était plus élevé près des marges, ce qui suggère que la colonisation à partir des bandes marginales peut contrecarrer les effets régulateurs positifs des ennemis naturels. Les effets positifs de la végétation de la marge de bande sur la régulation des ravageurs de la pomme nécessitent un mouvement d'ennemis naturels dans le verger. Nous avons testé les mouvements des prédateurs généralistes en étiquetant les bandes de marge avec des protéines d'oeufs et nous avons vérifié si elles se nourrissaient d'insectes nuisibles en utilisant l'analyse de marqueurs génétiques des gènes de papillon (Cydia pomonella) à l'intérieur des prédateurs (chapitre IV). Les résultats ont montré que peu de personnes se déplaçaient des marges de champ dans le verger. Cependant, 25% des prédateurs capturés se nourrissaient de C. pomonella indiquant encore un haut niveau de régulation naturelle. En conclusion, le mouvement limité des prédateurs à partir des bandes de marges dans les vergers peut expliquer l'absence de différences entre les traitements de bandes dans la régulation des ravageurs du verger (pucerons). Les habitats naturels et semi-naturels peuvent contribuer à la lutte contre les ravageurs en marge des cultures, mais dans les vergers de pommiers cet effet a fortement diminué avec la distance. / The expansion of agricultural areas has led to the loss of biodiversity due to the reduction of natural and semi-natural habitats in agricultural landscapes. With the increase of agricultural production in the world, environmentally sound techniques are increasingly discussed that allow a sustainable management of surrounding habitats. The effects of these habitats on the population of insect pests and their natural enemies are still poorly understood. The objective of this thesis was to understand the effects of natural and semi-natural environments on the population of insect pests and natural enemies in tropical (Brazil) and temperate (France) regions. In Brazil (Chapter II) the effect of the distance of fragments on the population of predatory and omnivorous ants in sugarcane was evaluated. The results showed that the species richness decrease with distance from forest fragments and that the dominance of the species Dorymyrmex bruneus and Pheidole oxyops increase. Ant species colonizing sugarcane fields were also found in forest fragments suggesting that the latter habitats are shelters for predatory ant species during periods of disturbance such as sugarcane harvest or soil tillage. This was confirmed by stronger differences in ant communities after sugarcane harvest (dry season) than four months later /(rainy season) when absence of disturbance allowed re-colonization by ants. There was also a difference in the richness of ant species between different fragment types (river valleys and plateaus). In France, the effect of wildflower strips, spontaneous vegetation and grass strips on the community of natural enemies and the regulation of the rosy apple aphid Dysaphis plantaginaea (Chapter III) were evaluated. Concerning major natural enemies, our results showed a higher density of hoverflies compared with other strip types but no difference for ladybirds (coccinelidae). No differences in natural enemy densities were observed inside orchards. Aphid number was higher close to the margins suggesting that colonization from margin strips may counteract positive regulatory effects of natural enemies. Positive effects of strip margin vegetation on regulation of apple pests require a movement of natural enemies into the orchard. We tested the movements of generalist predators by labelling margin strips with egg protein and we checked whether they fed on pest insects using genetic marker analysis of codling (Cydia pomonella) moth genes inside predators (chapter IV). The results showed that few individuals were moving from the field margins into the orchard. However, 25% of the captured predators fed on C. pomonella still indicating a high level of natural regulation. In conclusion, the limited movement of predators from margin strips into orchards may explain the absence of differences between strip treatments in orchard pest regulation (aphids). Natural and semi-natural habitats can contribute to pest control at the margins of crops, but in apple orchards this effect strongly decreased with distance.

As plantas desenvolveram diferentes mecanismos para reduzir o ataque de insetos, incluindo compostos protéicos de defesa, como os inibidores de proteinases (IPs). Os insetos, ao longo da evolução, desenvolveram estratégias para superar as barreiras defensivas das plantas, permitindo a sua alimentação e desenvolvimento, como a super expressão de genes de enzimas digestivas sensíveis e insensíveis aos IPs de plantas. Uma das abordagens desse trabalho foi identificar novas serinoproteinases no intestino de lagartas de Spodoptera frugiperda. Duas novas quimotripsinas e trê novas tripsinas foram identificadas e juntamente com mais 10 genes já conhecidos que codificam estas enzimas foram submetidos à análise de expressão gênica por PCR em tempo real. Entre essas duas famílias de serinoproteinases (SPs) os genes que codificam as quimotripsinas apresentam uma regulação positiva mais ampla do que aqueles que codificam as tripsinas. Estudos de modelagem molecular das quimotripsinas também foram realizados. Foram construídos modelos tridimensionais à partir de modelagem por homologia além de análises de dinâmica molecular e docagem com oito diferentes IPs do tipo Bowman- Birk. Os resultados mostram quais quimotripsinas apresentam as maiores afinidades aos inibidores testados de maneira geral e individual, inferidos à partir da estimativa de energia livre do sistema. Também foi encontrada uma serina extra próxima ao sítio catalítico de três quimotrispsinas modeladas que pode interferir na afinidade dessas enzimas já que este aminoácido apresenta perda de área acessível ao solvente quando complexada ao IP de soja testado. Os resultados de expressão gênica e grau de sensibilidade foram comparados e não se observou qualquer relação entre esses parâmentros. Isso sugere que as lagartas da espécie S. frugiperda combinam diferentes estratégias adaptativas como o aumento de expressão de todas as suas quimotripsinas independentemente do grau de sensibilidade das enzimas. / Plants have developed different mechanisms to reduce insect attack, including defence proteins such as proteinase inhibitors (PIs). In turn, insects have evolved strategies to overcome these plant defence mechanisms, such as the hyperexpression of PI-sensitive and insensitive digestive enzymes, allowing the insect to thrive. One of the aims of this work was to identify new serine proteinases (SPs) in the gut of the fall armyworm larvae, Spodoptera frugiperda. Two new chymotrypsins and three new trypsins were identified, and together with 10 previously identified genes, the genes that encode these enzymes were subjected to real-time PCR and gene expression analysis. Between these two families of serine-proteinases the genes that encode chymotrypsins show a greater positive regulation then those encoding the trypsins. Molecular modelling studies of the chymotrypsins were carried out, and 3D models were generated using homology modelling, which were then further refined by dynamic molecular and docking analyses with 8 different Bowman-Birk type PIs. The results demonstrate which chymotrypsins possess the highest affinities to the tested inhibitors in a general and individual manner, inferred from the estimated free energies. A serine residue in very close proximity to the catalytic site was present in three of chymotrypsins investigated, which may be affecting the enzymes affinity since the residue has a reduced accessible area to the solvent when complexed to the soya PI tested. The genetic expression patterns and the degree of PI-sensitivity were also compared and no relation between the parameters was found. This suggests that the larvae of the species S. frugiperda combine different adaptive strategies like the increase in expression of its entire chymotrypsin arsenal regardless of the degree of PI-sensitivity of the enzymes.

Le système « plante-ravageur-ennemi naturel » fournit un modèle de base idéal pour comprendre comment les communautés d'arthropodes sont structurées et comment les interactions (directes et indirectes) entre les différents acteurs contribuent à façonner la structure des communautés. Dans les agroécosystèmes, les forces "top-down" correspondent aux effets de contrôle que les organismes arthropodes des niveaux trophiques supérieurs (par exemple, les prédateurs) ont sur les espèces des niveaux inférieurs (par exemple, leurs proies). Les communautés d'arthropodes peuvent également être influencées par des forces "bottom-up" induites par des variations dans les régimes de fertilisation ou d'irrigation ou par des variations de certains traits des plantes (résistance aux herbivores ou adaptations aux stress environnementaux). De plus, les forces "bottom-up" peuvent affecter l'impact "top-down" des ennemis naturels sur les herbivores soit directement (par exemple, les effets sur prédateur omnivore) ou médiées par les insectes herbivores intermédiaires. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse ont été de comprendre comment les variations de l'apport des ressources dans les agroecoécosytsèmes (disponibilité en azote et en eau) peuvent influencer les interactions entre les plantes, les herbivores et les ennemis naturels. Cette question a été étudiée aussi bien à l'échelle individuelle (traits d'histoire de vie des insectes) que populationnelle (dynamique des populations). Les études ont été réalisées sur deux agroécosystèmes basés sur les cultures de la tomate et du coton. / The “Plant-herbivorous insect-natural enemy” system provides an ideal basic model to understand how the plant-inhabiting arthropod communities are structured and how various mechanisms (i.e. direct and indirect interactions) contribute to shape the community structure. In agro-ecosystems, top-down forces encompass the controlling effects that arthropod organisms of the higher trophic level (e.g., predators) have on species at the next lower level (e.g., prey). Arthropod communities may also be influenced by bottom-up forces induced by environmental variations (e.g. fertilization or irrigation regimes) or plant traits (plant insect-resistance or plant-adaptive traits). Furthermore, bottom-up forces may affect top-down forces on herbivores either directly (e.g., effects on omnivorous predator) or mediated by the intermediate herbivorous insects. In this context, the aims of the PhD study were to disentangle how variations in resource inputs (i.e. nitrogen and water availability) affect interactions among plant, herbivores and their natural enemies at both the individual (life-history traits) and population (population dynamic) levels. The studies were carried out on two agrosystems based on tomato and cotton. On tomato, the system 'Solanum lycopersicum L - leafminer Tuta absoluta - omnivorous predator Macrolphis pygmaeus' was used under laboratory and greenhouse conditions in France. We found strong evidence of bottom-up effects of nitrogen and/or water inputs on the herbivore and the omnivorous predator. Feeding ecology of the predator was also strongly influenced by water availability.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-03Bitstream added on 2014-06-13T20:33:52Z : No. of bitstreams: 1 tagliari_sra_me_jabo.pdf: 327924 bytes, checksum: fce7de7ea57c7ccfd242df4b023d97f0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A couve comum (Brassica oleracea L. var. acephala DC) pertence à família Brassicaceae e de provável origem a região mediterrânea, atualmente têm ampla distribuição nos cinco continentes, desenvolvendo-se bem em temperaturas amenas, entretanto resiste bem ao frio e a geadas leves. No Brasil, a produção está localizada predominantemente em pequenas áreas do centro-sul do Brasil. O consumo das brássicas está associado ao seu alto valor nutricional, como fonte de vitaminas, minerais e fibras, bem como na prevenção de certos tipos de câncer, além de suas folhas apresentarem altos teores de fibras, imprescindíveis para boa digestão. Dentre os fatores que podem comprometer a produção encontram-se o inseto-praga Plutella xylostella (L., 1758) (Lepidoptera: Plutellidae), conhecida no Brasil como traça-dascrucíferas que ataca cultivares de couve, repolho, brócolis, cenoura e aipo. Seus danos são graves ao limbo foliar, chegando a comprometer economicamente a cultura, ocorrendo em todas as regiões produtoras de brássicas do país apresentando maiores populações em períodos quentes e secos. Nesse contexto, o trabalho teve por objetivos identificar genótipos de couve com fonte de resistência a P. xylostella determinando-se os tipos não-preferência para oviposição, alimentação e antibiose. Os testes de nãopreferência para alimentação foram realizados com os genótipos: Manteiga de Ribeirão Pires I-2620, Roxa I-919, Manteiga I-1811, Manteiga de São Roque I-1912, Gigante I- 915, Manteiga I-916, Crespa I-918, Manteiga de Ribeirão Pires I-2446, Crespa de Capão Bonito, Manteiga de Tupi, Manteiga de Jundiaí, Manteiga de Mococa, Manteiga de São José, Manteiga de Monte Alegre, Pires 2 de Campinas, Comum, Couve de Arthur Nogueira 2, Couve de Arthur Nogueira 1. Nestes experimentos realizaram-se testes com e sem chance de escolha... / The cabbage (Brassica oleracea L. var. acephala DC) belong to Brassicaceae family and probable origin the Mediterranean region and actually have large distribution in the five continents, developing in moderate temperatures, however it resists good the cold and the low frosts. In Brazil, the production is located predominantly in small areas of the center-south of Brazil. The consumption of the brássicas is associated with its high nutricional value, as vitamin, minerals and staple fibres, and can prevent certain types of cancer, beyond of high fibre value, necessary for good digestion. Amongst the factors that can compromise the production, have the pest Plutella xylostella (L., 1758) (Lepidoptera: Plutellidae), recognized in Brazil how traçadas- crucíferas, attacking borecole, cabbage, broccolis, carrot and celery. Your damages are serious in the leaves, arriving to compromise the culture economically, occurring in all the producing regions of brássicas of the country presenting major population in hot and dry periods. In this context, the aim of this work to identify genotypes with resistance of the type antibiosis and no-preference to P. xylostella, and to determine the involved types of resistance. The tests of no-preference for feeding was realized with the genotypes: Manteiga of Ribeirão Pires I-2620, Roxa I-919, Manteiga I-1811, Manteiga of São Roque I-1912, Gigante I-915, Manteiga I-916, Crespa I-918, Manteiga de Ribeirão Pires I-2446, Crespa of Capão Bonito, Manteiga of Tupi, Manteiga de Jundiaí, Manteiga of Mococa, Manteiga of São José, Manteiga of Monte Alegre, Pires 2 of Campinas, Comum, Couve of Arthur Nogueira 2, Couve of Arthur Nogueira 1. Free-choice and nochoice tests possibility had been carried through, with larvae of first and fourth ínstar evaluates for 24 hours. It demonstrated less attractive and to be consumed by the feeding...(Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6330.pdf: 2877789 bytes, checksum: ce811f76ae400bc272aa8f7850a18367 (MD5) Previous issue date: 2013-11-11 / Financiadora de Estudos e Projetos / Studies on flora and wildlife are important to help to understand the ecological processes that occur in response to use of management strategies. Hymenoptera are a key group for setting priorities for conservation, since they represent a high proportion of diversity of insects , being easily sampled. The aim of this study was to characterize the fauna of Hymenoptera parasitoids associated with Lepidoptera larvae in agrosilvopastoral and silviagricultural systems and in reforestation area (ecological corridor) of the Fazenda Canchim (Embrapa Pecuária Sudeste), São Carlos, SP, Brazil. Lepidoptera larvae collected with beating tray were kept in the laboratory until the emergence of adults or of their parasitoids. From hosts collected in the reforestation emerged 69 parasitoids, thus identified: Chalcididae, Chalcidinae (Conura); Ichneumonidae, Pimplinae (Neotheronia) and Campopleginae (Charops and Microcharops); and Braconidae, Microgastrinae (Apanteles, Diolcogaster, Distatrix, Glyptapanteles and Protapanteles). From those collected in the agrosilvopastoral and silviagriculture systems 267 hymenopteran parasitoids emerged thus identified: Braconidae, Agathidinae (Alabagrus), Braconinae (Bracon), Microgastrinae (Cotesia, Diolcogaster, Glyptapanteles, Pholetesor and Protapanteles), and Orgilinae (Orgilus); Ichneumonidae, Campopleginae (Casinaria, Charops and Microcharops); Chalcididae, Chalcidinae (Brachymeria and Conura); and Eulophidae, Entedoninae (Horismenus) and Eulophinae (Elachertus and Euplectrus). The environments studied are home to wide variety of genera of Hymenoptera parasitoids through greater availability of food resources for them and for their hosts (immatures and adults). Reforestation practices and use of mixed systems environment should be encouraged. / Estudos da flora e fauna silvestres são importantes por contribuirem para a compreensão dos processos ecológicos que ocorrem em resposta às estratégias de manejo utilizadas. Os Hymenoptera são um grupo-chave para o estabelecimento de prioridades em conservação do ambiente, pois representam alta proporção da diversidade de insetos, sendo facilmente amostrados. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a fauna de Hymenoptera parasitoides associada às larvas de Lepidoptera em área de reflorestamento (corredor ecológico) e nos sistemas agrossilvipastoril e silviagrícola da Fazenda Canchim (Embrapa Pecuária Sudeste), São Carlos, SP, Brasil. Larvas de Lepidoptera coletadas com guarda-chuva entomológico foram mantidas em laboratório até a emergência dos seus adultos ou de seus parasitoides. Das larvas coletadas na área de reflorestamento emergiram 69 Hymenoptera parasitoides, identificados como: Chalcididae, Chalcidinae (Conura); Ichneumonidae, Pimplinae (Neotheronia) e Campopleginae (Charops e Microcharops); e Braconidae, Microgastrinae (Apanteles, Diolcogaster, Distatrix, Glyptapanteles e Protapanteles). Das larvas coletadas nos sistemas agrossilvipastoril e silviagrícola emergiram 267 Hymenoptera parasitoides, sendo identificados como: Braconidae, Agathidinae (Alabagrus), Braconinae (Bracon), Microgastrinae (Cotesia, Diolcogaster, Glyptapanteles, Pholetesor e Protapanteles), e Orgilinae (Orgilus); Ichneumonidae, Campopleginae (Casinaria, Charops e Microcharops); Chalcididae, Chalcidinae (Brachymeria e Conura); e Eulophidae, Entedoninae (Horismenus) e Eulophinae (Elachertus e Euplectrus). Os ambientes estudados abrigam grande diversidade de gêneros de Hymenoptera parasitoides, provavelmente, devido à maior disponibilidade de recursos alimentares para os mesmos e para os seus hospedeiros (formas imaturas e adultos). Práticas de reflorestamento e a implantação de sistemas mistos de utilização do ambiente devem ser estimulados.

Submitted by MARCELO MUELLER DE FREITAS null (freitasmm@hotmail.com) on 2016-08-30T14:48:41Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO MARCELO - VERSÃO FINAL.pdf: 1608919 bytes, checksum: 9f7300ca28b20b8e1c0cd0ab90154490 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-31T13:25:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 freitas_mm_me_jabo.pdf: 1608919 bytes, checksum: 9f7300ca28b20b8e1c0cd0ab90154490 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T13:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 freitas_mm_me_jabo.pdf: 1608919 bytes, checksum: 9f7300ca28b20b8e1c0cd0ab90154490 (MD5) Previous issue date: 2016-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Entre as pragas que causam prejuízos à soja, Spodoptera cosmioides assume importância devido a ineficiência dos métodos atuais para o seu controle, podendo causar reduções significativas na produção da cultura. Portanto, métodos alternativos dentro do manejo integrado de pragas como a resistência de plantas, tornam-se ferramentas fundamentais como táticas de controle a S. cosmioides. Variações em fatores intrínsecos às plantas podem afetar a expressão da resistência ao ataque de insetos e outros artrópodes. Desse modo, a determinação de metodologias específicas e mais precisas, em trabalhos visando à seleção de genótipos resistentes a um determinado inseto, são imprescindíveis para melhor demonstrar possíveis variações nos níveis de resistência entre genótipos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar alguns fatores relacionados às plantas de soja que podem influenciar a expressão da resistência constitutiva e induzida a S. cosmioides. Na primeira parte avaliou-se a influência dos seguintes fatores na expressão da resistência constitutiva de dois genótipos resistente e suscetível a S. cosmioides em testes de preferência alimentar com e sem chance de escolha: substrato alimentar (disco foliar versus folíolo inteiro), posição foliar/idade foliar (folha mais nova da parte superior versus folha mais velha da parte inferior), e estrutura vegetal (folha versus vagem). Além disso, avaliou-se os efeitos de antibiose para S. cosmioides pela alimentação individual ou mista com folhas e vagens em teste sem chance de escolha. A segunda parte teve como objetivo investigar se alguns fatores como o genótipo (resistente e suscetível) e posição foliar (folhas da parte superior e folhas da parte inferior) influenciam na expressão da resistência induzida por injúria prévia. Também foram testados dois métodos de avaliação dos parâmetros biológicos de S. cosmioides, oferecendo discos foliares ou folíolos inteiros aos insetos nos bioensaios. Na primeira parte deste estudo, observou-se que o folíolo inteiro retirado da parte inferior das plantas proporcionou a melhor diferenciação na expressão da antixenose em genótipos de soja. Além disso, o desenvolvimento larval de S. cosmioides foi afetado em lagartas alimentadas apenas com vagem e quando alimentadas com vagem até o quarto ínstar e folíolo a partir do quarto ínstar. Na segunda parte, verificou-se que o genótipo resistente expressou resistência induzida a S. cosmioides em plantas de soja previamente injuriadas, enquanto que o genótipo suscetível não apresentou indução de resistência. Além disso, a posição foliar influenciou a expressão da resistência induzida no genótipo resistente, que foi melhor observada com o disco foliar coletado da parte superior. Espera-se que os resultados obtidos neste estudo, possam contribuir para o entendimento dos mecanismos de defesa em soja, fornecendo metodologias específicas para trabalhos futuros com resistência constitutiva e induzida, que poderão colaborar para o manejo integrado de pragas na cultura da soja. / Among the pests that cause damage to soybeans, Spodoptera cosmioides takes importance due to inefficiency of current methods for their control and may cause significant decreases in crop production. Therefore, alternative methods within the Integrated Pest Management as the Host-Plant Resistance become fundamental tools as control tactics against S. cosmioides. Variations on factors inherent to plants may affect the expression of resistance to insects and other arthropods. Thus, the determination of specific methodologies and most accurate in studies aiming at the selection of genotypes resistant to a particular insect are essential to better demonstrate possible variations in resistance levels between genotypes. This study aimed to evaluate some factors related to soybean plants that can influence the expression of constitutive and induced resistance to S. cosmioides. In the first part we evaluated the influence of the following factors on expression of constitutive resistance of two resistant and susceptible genotypes to S. cosmioides on feeding preference on choice and no-choice tests: leaf discs versus entire leaflets; upper part versus lower part of the plant; leaf versus pod. In addition, we evaluated the effects on larval development to S. cosmioides by individually or mixed food with leaves and pods in no-choice test. The second part aimed to investigate if some factors such as genotype (resistant and susceptible) and leaf position (upper part versus lower part of the plant) influence the expression of resistance induced by previous herbivory. We also tested two methods of evaluation of biological parameters of S. cosmioides offering leaf disks or entire leaflets insects in bioassays. In the first experiment, the entire leaflet removed from the lower part of the plants showed the best differentiation in the expression of antixenosis in soybean genotypes. The larval development of S. cosmioides was affected in caterpillars fed only on pod and when fed on pod to the fourth instar and leaflets from the fourth instar. In the second experiment, the resistant genotype expressed induced resistance to S. cosmioides in previously injured soybean plants, while the susceptible genotype showed no resistance induction. Furthermore, the position influenced the expression of induced resistance in the resistant genotype, which was better seen with leaf disc collected from upper part of the plant. We expect the results of this study can contribute to the understanding of the defense mechanisms of soybeans, providing specific methodologies for future works with constitutive and induced resistance, contributing to the Integrated Pest Management of soybeans.

O cultivo sucessivo de soja em grandes áreas agrícolas contribuíram significativamente para o aumento da incidência de pragas nessa cultura. Os percevejos sugadores são responsáveis por significativas perdas de rendimento, qualidade e potencial germinativo, além de causar a retenção foliar. Sendo assim, os objetivos deste trabalho foram i) avaliar a adaptabilidade e estabilidade em progênies de soja com excelente desempenho agronômico e resistência ao complexo de percevejos em três ambientes; e ii) explorar a viabilidade do uso de diferentes métodos de melhoramento para no desenvolvimento de progênies resistentes ao complexo de percevejos. Para a compreensão da interação genótipo por ambiente, 28 progênies e cinco testemunhas foram avaliados em três ambientes, e os resultados foram submetidos à análise de GGE Biplot. Os caracteres avaliados foram: número de dias para a maturidade, período de granação, produtividade de grãos, peso de cem sementes, retenção foliar e peso sementes boas. A análise gráfica biplot demonstrou que existe interação do tipo complexa entre as progênies avaliadas, e as progênies 7, 9, 8 e 23 foram as que tiveram a maior estabilidade nos três ambientes. Para a análise de viabilidade dos métodos genealógico e MSD (descendência de múltiplas sementes), foram avaliadas duas populações de soja, respectivamente à cada método. Ambas populações são oriundas do cruzamento entre as cultivares IAC-100 (fonte de resistência ao complexo de percevejos) e CD- 215 (suscetível). Os caracteres utilizados para essa análise foram a produtividade de grãos e peso de sementes boas. Foram realizadas análises descritiva de cada método e uma análise de modelos mistos para a verificação da diferença entre eles. A maior média e variabilidade genética foi encontrada na população oriunda do método MSD. Todavia, o método genealógico apresentou 10 progênies maiores que a média da melhor testemunha. Os resultados foram influenciados pela presença da interação genótipo por ambiente, e a diferença entre os métodos foi detectada pelo teste Wald-F. Ambos os métodos foram eficientes para a geração de progênies com alto potencial agronômico e com resistência ao complexo de percevejos. Com isso, é necessário submeter as melhores progênies à ensaios de competição para um futuro lançamento de novas cultivares de soja que reúnam alta produtividade e resistência ao complexo de percevejos. / The continuous cultivation of a given crop in large areas contributes significantly to the increased incidence of pests. One such pest are the sucking insects that can cause significant losses. Stink bugs will feed on developing soybean seeds by piercing and immature pods, causing seed damage and reductions in yield, quality and germination potential, in addition to causing leaf retention. Thus, the objectives of this study were i) to evaluate the adaptability and stability in soybean progenies with excellent agronomic performance and resistance to stink bugs in three environments; and ii) to study the viability to use different breeding methods for development of resistant progeny to stink bugs. To evaluate the genotype-byenvironment interaction, 28 progenies and five experimental checks were evaluated in three environments, and the results submitted to analysis of GGE Biplot. The following traits were evaluated in the field: number of days to maturity, grain filling period, grain yield, weight of one hundred seeds, leaf retention, and weight of healthy seeds. The graphical biplot analysis showed that there is complex interaction between progenies, and the progenies 7, 9, 8 and 23 were those that had the highest stability in all three environments. To analyze the feasibility of pedigree and multiple seeds descent (MSD) methods were evaluated two soybean populations respectively for each method. Both populations were from the cross between IAC-100 (resistance source to stink bug complex) and CD-215 (susceptible). The traits used for this analysis were grain yield and weight of healthy seeds. Descriptive analyses of each method and a mixed model analysis were made to verify the difference between them. The highest average and genetic variability was found in the MSD method derived from the population. However, the pedigree method showed 10 progenies higher than the average of the best experimental check. The results were influenced by the presence of genotype-by-environment and the difference between the methods was detected by the Wald-F test. Both methods were efficient to generated progenies with high agronomic potential and resistance to stink bugs. Thus, it is necessary to submit the best progeny to competition tests for a future release of new soybean cultivars with high productivity and resistance.

Os inibidores inibidores de serino proteinases do tipo Bowman-Birk (BBI) possuem dois sítios ativos e são encontrados em plantas das famílias Fabaceae e Poaceae. Neste trabalho foi apresentada a estrutura primária e o padrão de expressão de 14 seqüências expressas (EST, expressed sequence tags) de BBI putativos encontradas no banco de dados do "Projeto Transcriptoma da Cana-de-açúcar" (SUCEST). Estas quatorze seqüências foram utilizadas em conjunto com outras 87 seqüências de BBI previamente descritas e depositadas no banco de dados "GenBank" para a construção de árvores filogenéticas da família BBI. A análise filogenética mostrou que os BBI de monocotiledôneas e dicotiledôneas podem ser claramente separados em diferentes grupos e a topologia das árvores filogenéticas sugere um padrão evolutivo diferente das famílias de BBI em plantas. Os inibidores de dicotiledôneas são bem conservados e acumularam diferenças sutis durante a evolução. Em contrapartida, os inibidores de monocotiledôneas são altamente variáveis, indicando a ocorrência de um processo evolutivo interessante, baseado em eventos de duplicação intragênica e mutação. Dois inibidores de serino proteinases, um de tripsina e outro de quimotripsina, derivados do gene que codifica o inibidor Bowman-Birk de soja, foram expressos na superfície do fago filamentoso M13 e utilizados para a construção de bibliotecas de variantes. Para tal foram feitas mutações em quatro aminoácidos do sítio ativo destes inibidores e duas bibliotecas de expressão na superfície de fagos filamentosos foram construídas. Posteriormente, estas bibliotecas foram utilizadas para a seleção de variantes que melhor interagiam com a tripsina bovina e de Diatraea saccharalis e com as enzimas digestivas presentes no extrato intestinal desta praga. Os variantes selecionados foram seqüenciados, analisados e caracterizados. Os resultados mostraram que a técnica de expressão na superfície de fagos filamentosos foi eficiente para selecionar novos inibidores. Além disto, com as mutações realizadas, foi possível transformar a alça de inibição de quimotripsina em uma alça de inibição de tripsina. / The Bowman-Birk inhibitors (BBIs) are double headed inhibitors of serine proteinase found in plants from Fabaceae and Poaceae families. We describe the primary structure and the gene expression profile of 14 putative BBIs from the sugarcane expressed sequence tag (SUCEST) database and show how we used these newly discovered sequences together with 87 previously described BBI sequences from the "GenBank" database to construct phylogenetic trees for the BBI family. Phylogenetic analysis revealed that BBI-type inhibitors from monocotyledonous and dicotyledonous plants could be clearly separated into different groups, while the overall topology of the BBI tree suggests a different pattern of evolution for BBI families in flowering plants. We also found that BBI proteinase inhibitors from dicotyledonous plants were well conserved, accumulating only slight differences during their evolution. In addition, we found that BBIs from monocotyledonous plants were highly variable, indicating an interesting process of evolution based on internal gene duplications and mutation events. Two serine-type proteinase inhibitors, a trypsin and a chymotrypsin, both derived from the soybean Bowman-Birk inhibitor, were expressed on the surface of a filamentous phage. Site mutations were made in four positions of the reactive sites of these inhibitors and two phage-display libraries were constructed. Later, these libraries were used to select better ligands to the bovine and Diatraea saccharalis trypsin and to the midgut enzymes of this insect pest. The selected variants were sequenced, analyzed and characterized. The results showed that the phage-display technique is efficient to select new proteinase inhibitors. Furthermore, it was possible to modify the chymotrypsin loop into a trypsin loop using the library constructed by the insertion of a degenerated primer.