Em razão dos problemas causados pelos insetos nos armazéns, no Brasil tem-se usado principalmente substâncias químicas para controlar essas pragas, porém, com relativo sucesso na solução do problema. Em fase disso, alguns aspectos sobre a proteção de grãos armazenados foram estudados, entre eles: 1) o efeito do volume de pulverização no teor de umidade dos grãos, 2) a estabilidade de inseticidas durante o processamento de amostras, 3) a influência da formulação concentrado emulsionável nas propriedades físicas do líquido, características do spray e depósito de inseticidas, 4) os resíduos de inseticidas nos grãos e em alguns de seus produtos processados e 5) a eficácia de inseticidas no controle de Sitophilus oryzae (L.), Sitophilus zeamais Motsch. e Rhyzopertha dominica (Fabr.). Para o tratamento dos grãos foi utilizado o bico hidráulico de jato duplo, modelo, TJ-60 8002EVS. O sistema de aplicação foi calibrado de modo a se obter tratamento dos grãos na concentração teórica de 10 e/ou 0,5 mg.kg-1 de fenitrotion e esfenvalerato, respectivamente. Os experimentos de eficácia foram instalados aos 15 dias, 30 dias e, a partir desta em intervalos mensais até 12 meses após o tratamento dos grãos, ou até que não houvesse mais mortalidade nas parcelas. Nos experimentos de resíduo, amostras de grãos foram coletadas ao zero, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240 e 360 dias após o tratamento e as amostras dos produtos processados foram obtidos na mesma data. A umidade dos grãos após a pulverização dos volumes de água estudados teve pequeno acréscimo quando comparado com o teor inicial. Os grãos processados junto com gelo seco proporcionaram a maior porcentagem de recuperação dos inseticidas. Houve grande influência da formulação concentrado emulsinável nas propriedades físicas do líquido, características do spray e depósito dos inseticidas nos grãos. Os resíduos de fenitrotion e esfenvalerato em grãos de trigo concentraram-se preferencialmente no farelo e em menores quantidades na farinha. A taxa de degradação do esfenvalerato foi independente do tipo de grão. O resíduo de fenitrotion no período de carência de 120 dias foi superior ao Limite Máximo de Resíduo (LMR) permitido pela legislação brasileira, e esta se mostra inadequada na regulamentação de ambos os inseticidas. O esfenvalerato foi ineficiente no controle das espécies estudadas; já o fenitrotion foi eficiente no controle de S. oryzae e S. zeamais. A linhagem SR de R. dominica foi mais resistente do que a linhagem CG aos inseticidas testados. As CL50s estimadas concordaram parcialmente com os resultados obtidos nos testes de eficácia. De forma geral, a mortalidade de S. oryzae decresceu mais rapidamente do que a mortalidade de S. zeamais. Houve maior mortalidade das duas espécies de Sitophilus em grãos de trigo do que em grãos de milho. Foi constatado efeito sinergista da mistura fenitrotion + esfenvalerato no controle das duas linhagens de R. dominica. Na ausência de inseticidas S. oryzae apresentou progênie mais numerosa no trigo em relação àquela no milho; já S. zeamais apresentou número similar de progênie nos dois tipos de grãos. Na testemunha, a linhagem CG de R. dominica apresentou progênies mais elevadas do que a linhagem SR, sendo que ocorreu o inverso quando da aplicação dos inseticidas. / Because of the problems caused by insects in storehouses, chemicals have been chiefly used in Brazil to control these pests. However, success in solving problems with pests has been limited. In view of this, some aspects about stored grain protection were studied, among which are the following: 1) spray volume effect on grain moisture content, 2) stability of insecticides during sample processing, 3) influence of the emulsifiable concentrate formulation on the physical properties of the liquid, spray characteristics, and deposition of insecticides, 4) insecticide residues in grain and some of their processed products, and 5) effectiveness of insecticides in the control of Sitophilus oryzae (L.), Sitophilus zeamaiszeamais Motsch., and Rhyzopertha dominica (Fabr.). Grain treatment was accomplished by using a twin jet, model TJ-60 8002EVS hydraulic nozzle. The application system was calibrated to provide grain treatment at theoretical concentrations of 10 and/or 0.5 mg kg-1 fenitrothion and esfenvalerate, respectively. The effectiveness experiments were installed at 15 days, 30 days and at monthly intervals thereafter for 12 months after treating the grains, or until mortality ceased in the plots. In the residue experiments, grain samples were collected at zero, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240, and 360 days after treatment, and processed product samples were obtained on the same dates. After spraying the water volumes planned in the study, only a small increase in grain moisture was observed when compared with the initial content. Grains processed together with dry ice provided the greatest insecticide recovery percentages. The emulsifiable concentrate formulation had a great influence on the physical properties of the liquid, spray characteristics, and deposition of insecticides on the grain. The fenitrothion and esfenvalerate residues in wheat grain were concentrated preferentially in the meal and at smaller amounts in the flour. The rate of esfenvalerate degradation did not depend on grain type. During a withholding period of 120 days, the fenitrothion residue was higher than the Maximum Residue Limit (MRL) allowed by Brazilian law, which has been demonstrated to be unsuitable for the regulation of both insecticides. Esfenvalerate was ineffective in controlling the species studied; fenitrothion, however, was effective for the control of S. oryzae and S. zeamais. The SR line of R. dominica was more resistant to the insecticides tested than the CG line. The estimated LC50 values agreed in part with the results obtained in the effectiveness tests. In general, S. oryzae mortality decreased more rapidly than S. zeamais mortality. There was greater mortality of both Sitophilus species on wheat grain than on corn grain. A synergistic effect was verified for the fenitrothion + esfenvalerate mixture in controlling both R. dominica lines. In the absence of insecticides, S. oryzae showed a more numerous offspring on wheat in relation to corn; S. zeamais. however, showed a similar number of offspring on both types of grain. In the control, the R. dominica CG line showed higher numbers of offspring than the SR line, and the contrary was verified when insecticides were applied.

Os custos adaptativos associados à resistência de insetos a inseticidas podem ser explorados mediante a integração com outras estratégias de controle de pragas em programas de Manejo Integrado de Pragas (MIP). No presente estudo, objetivou-se verificar custos adaptativos associados à resistência de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) ao inseticida piretroide lambda-cyhalothrin e suas implicações na utilização do hospedeiro pelo parasitoide larval Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) e as interações com milho geneticamente modificado (MON810) que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner (milho Bt) e na resposta imunológica ao parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Foram verificados presença de custos adaptativos associados à resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin, dado o prolongamento no desenvolvimento larval e duração pupal, redução do peso de pupas fêmeas e longevidade das fêmeas, razão sexual, taxa líquida de reprodução (Ro), taxa intrínseca de aumento (rm) e taxa finita de aumento () de insetos resistentes ao inseticida. Não foi verificada diferença na aceitação de lagartas de S. frugiperda suscetível e resistente a lambda-cyhalothrin por Campoletis aff. flavicincta. Entretanto, o parasitismo de lagartas resistentes foi maior que de suscetíveis em estudos de gaiolas com milho Bt e não-Bt. Posteriormente, foram conduzidos estudos para avaliar, por PCR em tempo real, a expressão diferencial de genes associados ao metabolismo (proteína rica em metionina), resposta imunológica (calreticulina, lisozima, colágeno IV-2, hemócito protease-3, serina protease, imunolectina, receptor scavenger classe C) e detoxificação de xenobióticos (glutationa-S-transferase 145 e as monoxigenases P450 Cyp9A31 e Cyp333B2) expressos em diferentes tecidos (tecido adiposo, hemócitos e/ou mesêntero), na ausência e presença de parasitismo de lagartas das duas linhagens de S. frugiperda por Campoletis aff. flavicincta. No geral, a expressão gênica em lagartas suscetíveis foi superior àquela de lagartas resistentes a lambda-cyhalothrin, independente do período de desenvolvimento, do tecido avaliado e da presença ou não do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. E por fim, foram conduzidos estudos para avaliar o efeito da resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin nas respostas imunológica celular (contagem total de hemócitos) e humoral (atividade das fenoloxidases, lisozimática e antimicrobiana e concentração de óxido nítrico) de lagartas, tanto na ausência como na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. A resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin induziu somente a pequenas alterações no sistema imunológico do hospedeiro (aumento do número total de hemócitos, redução da atividade antimicrobiana e aumento da atividade lisozimática), as quais não interferem a ponto de resultar em custos adaptativos que leve à maior exploração de lagartas resistentes na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Portanto, o manejo de S. frugiperda mediante o emprego da tecnologia de milho Bt e do controle biológico via parasitoide Campoletis aff. flavicincta pode favorecer o restabelecimento da suscetibilidade de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin. / Fitness costs of insect resistance to insecticides can be exploited by integrating other pest control strategies in Integrated Pest Management (IPM) programs. The objective of this research was to evaluate the existence of fitness costs associated with the resistance of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) to the pyrethroid insecticide lambda-cyhalothrin and their implications for host use by the larval parasitoid Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) and interactions with the genetically modified maize (MON810) that expresses Cry1Ab toxin of Bacillus thuringiensis Berliner (Bt maize) and in the immune response to parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Fitness costs associated to resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin were detected by the delay in larval and pupal development, reduction in the pupal weight and longevity of females, sex ratio, net reproductive rate (Ro), intrinsic rate of natural increase (rm) and the finite rate of increase (). No differences were detected in host acceptance and survival of Campoletis aff. flavicincta in susceptible and lambda-cyhalothrin-resistant larvae of S. frugiperda. However, larval parasitization was higher on the resistant than on the susceptible strain of S. frugiperda in cage studies with Bt and non-Bt maize plants. Then, studies were conducted by using Real time-PCR to evaluate the differential expression of genes associated with metabolism (methionine-rich protein), immune response (calreticulin, lysozyme, collagen IV-2, protease-3 hemocyte, serine protease, immunolectin, scavenger receptor class C) and xenobiotic detoxification (glutathione-S-transferase 145 and P450 monooxygenases Cyp9A31 and Cyp333B2) expressed in different tissues (fat body, hemocytes and/or midgut), in the absence and presence of larval parasitization of both strains of S. frugiperda by Campoletis aff. flavicincta. Overall, gene expression in susceptible larvae was higher than that of lambdacyhalothrin- resistant larvae, regardless of the period of development, tissue evaluated and presence or not of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Finally, studies were conducted to evaluate the effect of the resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin on cellular (total hemocyte count) and humoral (phenoloxidases, lysozyme and antimicrobial activities and nitric oxide concentration) immune responses in the absence or presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. The resistance of S. frugiperda to lambdacyhalothrin conferred only minor changes in the host immune system (increased total hemocyte count, reduced antimicrobial activity and increased lysozyme activity), which may not interfere with fitness costs leading to higher exploitation of resistant larvae in the presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Therefore, the management of S. frugiperda by using the Bt maize technology and the biological control via parasitoid Campoletis aff. flavicincta can favor the resetting to susceptibility of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 460563 bytes, checksum: b1a1825d8ddf40ed95f62caadea06949 (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Behavior is the expression of an organism's interactions with the environmental stimulus. Even though behavioral studies are done in an individual level, the conclusions are drawn for populations. The importance of an individual's behavior have been studied on several animal groups, a few examples are: primates, mammals and insects. From these results, the consistent individual behavior differences in time and in different contexts are called "animal personality". Consistent individual differences in animal traits can be favored if they contribute to differences in productivity and adaptation. The insecticides are an environmental stress factor for the individuals in their natural environment; they can affect the insect behavior by stimulating or inhibiting their activity. A new proposal for evaluating the effect of insecticides in pests is made in this work wich purpose was to evaluate the individual behavioral responses in Sitophilus zeamais Motschulsky, 1855 (Coleoptera: Curculionidae) and to detect a possible correlation with the survival time in treated deltamethrin environments. Some physiological traits that could influence survival times were evaluated as well. Through the tested behaviors, it was proven the existence of individuality on the insects belonging to the 15 brazilian populations used. This behavioral individuality had a direct influence on the insects' survival times. It was also confirmed difference in survival between populations which was attributed to differences in the resistance mechanisms they have. The possible ecological, evolutive and toxicological implications of animal personality and survival times to insecticides are discussed. / O comportamento é a expressão das interações de um organismo com os estímulos ambientais. Embora os estudos do comportamento sejam feitos em nível individual, as conclusões são aplicadas para as populações. A importância do comportamento em nível individual tem sido estudada em vários grupos de animais, como primatas, mamíferos e insetos. A partir desses resultados, as diferenças individuais de comportamento consistentes no tempo e em diferentes contextos, são chamadas de "personalidade animal". Diferenças comportamentais individuais podem ser favorecidas se contribuírem em diferenças de produtividade e adaptabilidade. Os inseticidas constituem um fator de estresse ambiental para os indivíduos no ambiente natural, estes podem afetar o comportamento dos insetos estimulando ou inibindo sua atividade. Uma nova proposta para avaliar o efeito dos inseticidas em pragas é feita neste trabalho que teve como objetivo avaliar respostas comportamentais individuais em Sitophilus zeamais Motschulsky, 1855 (Coleoptera: Curculionidae), e detectar uma possível correlação destas com o tempo de sobrevivência em ambientes tratados com o inseticida deltametrina. Foram avaliados também parâmetros fisiológicos que poderiam influenciar na sobrevivência em ambientes contaminados. Por meio dos comportamentos avaliados, foi comprovada a existência da individualidade nos insetos das 15 populações brasileiras testadas. Essa individualidade comportamental influenciou diretamente nos tempos de sobrevivência dos indivíduos testados. Verificou-se também diferença de sobrevivência entre as populações, que foi atribuída a diferenças em mecanismos de resistência apresentados entre elas. São discutidas as possíveis implicações ecológicas, evolutivas e toxicológicas da personalidade animal com os tempos de sobrevivência a inseticidas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5557.pdf: 2854318 bytes, checksum: 699fc22a0f56ba7b8e317ac4cfe8ec9d (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / Cypermethrin is a pyrethroid insecticide that reaches aquatic environments over the control of pests in crops and house insects, in urban control of vectors, or directly in fish farms. Galgotrin® is a cypermethrin commercial formulation, namely in this study as cypermethrinbased insecticide (CBI). According to the Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento , cypermethrin is the most traded insecticide in Brazil. The environmental aquatic contamination by pyrethroids, the adverse effects of such contamination, the lack of national rules to define pyrethroids concentration in water and the commercial importance of matrinxa Brycon amazonicus in Brazil, the study of biochemical and physiological responses of this species exposed to CBI (Galgotrin®) is justified. The goal of this study was to investigate the biochemical, genotoxic, physiological and histothological biomarkers in B. amazonicus exposed to CBI Galgotrin® for 96 hours. Three experiments were conducted: I) acute toxicity, II) sublethal exposure to 20% LC50;96h of CBI for 96 hours and III) sublethal exposure to 20, 40 and 60% LC50;96h of CBI for 96 hours. On the experiment I, the lethal concentration of CBI (Galgotrin®) to 50% of B. amazonicus population was estimated. On the experiment II, the antioxidant metabolism, the lipid peroxidation (LPO), the ionic balance, the hematological profile, the histopathology of gills, and the neurotoxicity were accessed in B. amazonicus exposed to 20% of LC50;96h. On the experiment III, the genotoxicity was accessed by the comet assay in red blood cells and hepatocytes of B. amazonicus exposed to 20, 40 and 60% of LC50;96h. Results of the experiment I indicated that LC50;96h of CBI was 36 μg L-1, extremely toxic to B. amazonicus. Results of the experiment II indicated that the antioxidant metabolism was not enough to counteract the radical oxygen species (ROS) and an oxidative stress occurred in liver and gills of B. amazonicus. Consequently, LPO was observed in these tissues. The plasma sodium and chloride concentrations and the gill Na+/K+- ATPase activity were increased. The red blood cell count (RBCC), the total hemoglobin concentration (total Hb) and the hematocrit (Ht) were increased in the exposed fish. In the gills, the index of histopathological alterations was raised in exposed fish, and some alterations were observed such as hyperplasia, hypertrophy of chloride cell (CC), aneurisms and hemorrhage. The osmoregulatory, hematological and histopathological disorders seemed connected; these adjustments occurred to increase the oxygen and ion uptake. However, some morphological alterations in the gills were due to damages resulted from direct effect of CBI, which is lipophilic. In vitro, CBI was neurotoxic to B. amazonicus; the brain acetylcholinesterase (AChE) activity was decreased up to 65%. In vivo, muscle AChE activity was increased. The results from the experiment III indicated that CBI was genotoxic to red blood cells and hepatocytes of B. amazonicus. The damages on DNA were observed through the comet assay, and the red blood cell presented damages to DNA in a concentrationdependent way. The genotoxicity of CBI (Galgotrin®) could be related to direct effect of the insecticide to DNA and/or to oxidative stress. / A cipermetrina é um inseticida piretroide, que atinge o ambiente aquático após aplicações na agricultura, no controle domissanitário, em campanhas de saúde pública e, pela forma direta, na aplicação não regulamentada em pisciculturas. O Galgotrin® é um inseticida comercial cujo princípio ativo é a cipermetrina. A cipermetrina é uma das moléculas com maior representatividade em formulações comerciais no Brasil, segundo o Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. A contaminação de ambientes aquáticos por inseticidas piretroides, os efeitos adversos causados por esta ocorrência, a falta de legislação nacional específica para piretroides na água e a importância da criação de matrinxã Brycon amazonicus no Brasil, justificam o estudo das respostas bioquímico-fisiológicas de B. amazonicus exposto a cipermetrina, na formulação Galgotrin®. O objetivo deste estudo foi investigar biomarcadores bioquímicos, genotóxicos, fisiológicos e histológicos de B. amazonicus exposto ao Galgotrin® por 96 horas. Três experimentos foram realizados: I) toxicidade aguda, II) exposição subletal a 20% CL50;96h por 96 horas e III) exposição subletal a 20, 40 e 60% da CL50;96 por 96 horas. No experimento I, foi estimada a concentração letal de cipermetrina, na formulação Galgotrin®, para 50% da população de B. amazonicus. No experimento II, o metabolismo antioxidante enzimático e não enzimático, a peroxidação lipídica, o balanço iônico, as variáveis hematológicas, a histopatologia de brânquias e a neurotoxicidade foram acessadas em diferentes tecidos de B. amazonicus exposto a 20% da CL50;96h. No experimento III, a genotoxicidade foi acessada pelo teste do cometa em células vermelhas e hepatócitos de B. amazonicus exposto a 20, 40 e 60% da CL50;96h. Os resultados do experimento I indicaram o Galgotrin® é extremamente tóxica ao B. amazonicus (CL50;96h foi de 36 μg L-1). Os resultados do experimento II indicaram que houve estresse oxidativo em fígado e brânquias de B. amazonicus, tendo em vista o aumento de LPO nestes tecidos. Além disso, observou-se aumento de sódio e cloreto plasmáticos e da enzima Na+/K+-ATPase branquial. No sangue, constatou-se aumento de células vermelhas, de hemoglobina total e do hematócrito. Nas brânquias, verificou-se aumento do índice de alterações histopatológicas, tais como hiperplasia e hipertrofia de células cloreto, aneurismas, dilatação dos vasos sanguíneos e hemorragias com ruptura do epitélio. As alterações osmorregulatórias, hematológicas e histológicas estão intimamente relacionadas. Basicamente, estes ajustes ocorreram para aumentar a captação de oxigênio e de íons pelo organismo. No entanto, algumas patologias, evidenciadas pelos aneurismas e hemorragias, devem-se aos danos que o inseticida provocou nas brânquias, tendo em vista a natureza lipofílica da molécula. In vitro, o Galgotrin® foi neurotóxico ao B. amazonicus, pois se observou redução da atividade da acetilcolinesterase (AChE) cerebral em até 65%. In vivo, observou aumento da atividade da AChE muscular. Os resultados do experimento III indicaram que a cipermetrina, na formulação Galgotrin®, é genotóxica às células vermelhas e aos hepatócitos. Nestes tecidos, observou-se danos ao DNA, evidenciados pelo teste do cometa, sendo que nas células vermelhas os danos foram concentração-dependentes. A genotoxicidade do Galgotrin® pode estar relacionada ao efeito direto do inseticida no DNA e/ou ao estresse oxidativo.

Os custos adaptativos associados à resistência de insetos a inseticidas podem ser explorados mediante a integração com outras estratégias de controle de pragas em programas de Manejo Integrado de Pragas (MIP). No presente estudo, objetivou-se verificar custos adaptativos associados à resistência de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) ao inseticida piretroide lambda-cyhalothrin e suas implicações na utilização do hospedeiro pelo parasitoide larval Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) e as interações com milho geneticamente modificado (MON810) que expressa a proteína Cry1Ab de Bacillus thuringiensis Berliner (milho Bt) e na resposta imunológica ao parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Foram verificados presença de custos adaptativos associados à resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin, dado o prolongamento no desenvolvimento larval e duração pupal, redução do peso de pupas fêmeas e longevidade das fêmeas, razão sexual, taxa líquida de reprodução (Ro), taxa intrínseca de aumento (rm) e taxa finita de aumento () de insetos resistentes ao inseticida. Não foi verificada diferença na aceitação de lagartas de S. frugiperda suscetível e resistente a lambda-cyhalothrin por Campoletis aff. flavicincta. Entretanto, o parasitismo de lagartas resistentes foi maior que de suscetíveis em estudos de gaiolas com milho Bt e não-Bt. Posteriormente, foram conduzidos estudos para avaliar, por PCR em tempo real, a expressão diferencial de genes associados ao metabolismo (proteína rica em metionina), resposta imunológica (calreticulina, lisozima, colágeno IV-2, hemócito protease-3, serina protease, imunolectina, receptor scavenger classe C) e detoxificação de xenobióticos (glutationa-S-transferase 145 e as monoxigenases P450 Cyp9A31 e Cyp333B2) expressos em diferentes tecidos (tecido adiposo, hemócitos e/ou mesêntero), na ausência e presença de parasitismo de lagartas das duas linhagens de S. frugiperda por Campoletis aff. flavicincta. No geral, a expressão gênica em lagartas suscetíveis foi superior àquela de lagartas resistentes a lambda-cyhalothrin, independente do período de desenvolvimento, do tecido avaliado e da presença ou não do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. E por fim, foram conduzidos estudos para avaliar o efeito da resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin nas respostas imunológica celular (contagem total de hemócitos) e humoral (atividade das fenoloxidases, lisozimática e antimicrobiana e concentração de óxido nítrico) de lagartas, tanto na ausência como na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. A resistência de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin induziu somente a pequenas alterações no sistema imunológico do hospedeiro (aumento do número total de hemócitos, redução da atividade antimicrobiana e aumento da atividade lisozimática), as quais não interferem a ponto de resultar em custos adaptativos que leve à maior exploração de lagartas resistentes na presença do parasitismo por Campoletis aff. flavicincta. Portanto, o manejo de S. frugiperda mediante o emprego da tecnologia de milho Bt e do controle biológico via parasitoide Campoletis aff. flavicincta pode favorecer o restabelecimento da suscetibilidade de S. frugiperda a lambda-cyhalothrin. / Fitness costs of insect resistance to insecticides can be exploited by integrating other pest control strategies in Integrated Pest Management (IPM) programs. The objective of this research was to evaluate the existence of fitness costs associated with the resistance of Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) to the pyrethroid insecticide lambda-cyhalothrin and their implications for host use by the larval parasitoid Campoletis aff. flavicincta (Hymenoptera: Ichneumonidae) and interactions with the genetically modified maize (MON810) that expresses Cry1Ab toxin of Bacillus thuringiensis Berliner (Bt maize) and in the immune response to parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Fitness costs associated to resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin were detected by the delay in larval and pupal development, reduction in the pupal weight and longevity of females, sex ratio, net reproductive rate (Ro), intrinsic rate of natural increase (rm) and the finite rate of increase (). No differences were detected in host acceptance and survival of Campoletis aff. flavicincta in susceptible and lambda-cyhalothrin-resistant larvae of S. frugiperda. However, larval parasitization was higher on the resistant than on the susceptible strain of S. frugiperda in cage studies with Bt and non-Bt maize plants. Then, studies were conducted by using Real time-PCR to evaluate the differential expression of genes associated with metabolism (methionine-rich protein), immune response (calreticulin, lysozyme, collagen IV-2, protease-3 hemocyte, serine protease, immunolectin, scavenger receptor class C) and xenobiotic detoxification (glutathione-S-transferase 145 and P450 monooxygenases Cyp9A31 and Cyp333B2) expressed in different tissues (fat body, hemocytes and/or midgut), in the absence and presence of larval parasitization of both strains of S. frugiperda by Campoletis aff. flavicincta. Overall, gene expression in susceptible larvae was higher than that of lambdacyhalothrin- resistant larvae, regardless of the period of development, tissue evaluated and presence or not of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Finally, studies were conducted to evaluate the effect of the resistance of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin on cellular (total hemocyte count) and humoral (phenoloxidases, lysozyme and antimicrobial activities and nitric oxide concentration) immune responses in the absence or presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. The resistance of S. frugiperda to lambdacyhalothrin conferred only minor changes in the host immune system (increased total hemocyte count, reduced antimicrobial activity and increased lysozyme activity), which may not interfere with fitness costs leading to higher exploitation of resistant larvae in the presence of parasitization by Campoletis aff. flavicincta. Therefore, the management of S. frugiperda by using the Bt maize technology and the biological control via parasitoid Campoletis aff. flavicincta can favor the resetting to susceptibility of S. frugiperda to lambda-cyhalothrin.

Em razão dos problemas causados pelos insetos nos armazéns, no Brasil tem-se usado principalmente substâncias químicas para controlar essas pragas, porém, com relativo sucesso na solução do problema. Em fase disso, alguns aspectos sobre a proteção de grãos armazenados foram estudados, entre eles: 1) o efeito do volume de pulverização no teor de umidade dos grãos, 2) a estabilidade de inseticidas durante o processamento de amostras, 3) a influência da formulação concentrado emulsionável nas propriedades físicas do líquido, características do spray e depósito de inseticidas, 4) os resíduos de inseticidas nos grãos e em alguns de seus produtos processados e 5) a eficácia de inseticidas no controle de Sitophilus oryzae (L.), Sitophilus zeamais Motsch. e Rhyzopertha dominica (Fabr.). Para o tratamento dos grãos foi utilizado o bico hidráulico de jato duplo, modelo, TJ-60 8002EVS. O sistema de aplicação foi calibrado de modo a se obter tratamento dos grãos na concentração teórica de 10 e/ou 0,5 mg.kg-1 de fenitrotion e esfenvalerato, respectivamente. Os experimentos de eficácia foram instalados aos 15 dias, 30 dias e, a partir desta em intervalos mensais até 12 meses após o tratamento dos grãos, ou até que não houvesse mais mortalidade nas parcelas. Nos experimentos de resíduo, amostras de grãos foram coletadas ao zero, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240 e 360 dias após o tratamento e as amostras dos produtos processados foram obtidos na mesma data. A umidade dos grãos após a pulverização dos volumes de água estudados teve pequeno acréscimo quando comparado com o teor inicial. Os grãos processados junto com gelo seco proporcionaram a maior porcentagem de recuperação dos inseticidas. Houve grande influência da formulação concentrado emulsinável nas propriedades físicas do líquido, características do spray e depósito dos inseticidas nos grãos. Os resíduos de fenitrotion e esfenvalerato em grãos de trigo concentraram-se preferencialmente no farelo e em menores quantidades na farinha. A taxa de degradação do esfenvalerato foi independente do tipo de grão. O resíduo de fenitrotion no período de carência de 120 dias foi superior ao Limite Máximo de Resíduo (LMR) permitido pela legislação brasileira, e esta se mostra inadequada na regulamentação de ambos os inseticidas. O esfenvalerato foi ineficiente no controle das espécies estudadas; já o fenitrotion foi eficiente no controle de S. oryzae e S. zeamais. A linhagem SR de R. dominica foi mais resistente do que a linhagem CG aos inseticidas testados. As CL50s estimadas concordaram parcialmente com os resultados obtidos nos testes de eficácia. De forma geral, a mortalidade de S. oryzae decresceu mais rapidamente do que a mortalidade de S. zeamais. Houve maior mortalidade das duas espécies de Sitophilus em grãos de trigo do que em grãos de milho. Foi constatado efeito sinergista da mistura fenitrotion + esfenvalerato no controle das duas linhagens de R. dominica. Na ausência de inseticidas S. oryzae apresentou progênie mais numerosa no trigo em relação àquela no milho; já S. zeamais apresentou número similar de progênie nos dois tipos de grãos. Na testemunha, a linhagem CG de R. dominica apresentou progênies mais elevadas do que a linhagem SR, sendo que ocorreu o inverso quando da aplicação dos inseticidas. / Because of the problems caused by insects in storehouses, chemicals have been chiefly used in Brazil to control these pests. However, success in solving problems with pests has been limited. In view of this, some aspects about stored grain protection were studied, among which are the following: 1) spray volume effect on grain moisture content, 2) stability of insecticides during sample processing, 3) influence of the emulsifiable concentrate formulation on the physical properties of the liquid, spray characteristics, and deposition of insecticides, 4) insecticide residues in grain and some of their processed products, and 5) effectiveness of insecticides in the control of Sitophilus oryzae (L.), Sitophilus zeamaiszeamais Motsch., and Rhyzopertha dominica (Fabr.). Grain treatment was accomplished by using a twin jet, model TJ-60 8002EVS hydraulic nozzle. The application system was calibrated to provide grain treatment at theoretical concentrations of 10 and/or 0.5 mg kg-1 fenitrothion and esfenvalerate, respectively. The effectiveness experiments were installed at 15 days, 30 days and at monthly intervals thereafter for 12 months after treating the grains, or until mortality ceased in the plots. In the residue experiments, grain samples were collected at zero, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240, and 360 days after treatment, and processed product samples were obtained on the same dates. After spraying the water volumes planned in the study, only a small increase in grain moisture was observed when compared with the initial content. Grains processed together with dry ice provided the greatest insecticide recovery percentages. The emulsifiable concentrate formulation had a great influence on the physical properties of the liquid, spray characteristics, and deposition of insecticides on the grain. The fenitrothion and esfenvalerate residues in wheat grain were concentrated preferentially in the meal and at smaller amounts in the flour. The rate of esfenvalerate degradation did not depend on grain type. During a withholding period of 120 days, the fenitrothion residue was higher than the Maximum Residue Limit (MRL) allowed by Brazilian law, which has been demonstrated to be unsuitable for the regulation of both insecticides. Esfenvalerate was ineffective in controlling the species studied; fenitrothion, however, was effective for the control of S. oryzae and S. zeamais. The SR line of R. dominica was more resistant to the insecticides tested than the CG line. The estimated LC50 values agreed in part with the results obtained in the effectiveness tests. In general, S. oryzae mortality decreased more rapidly than S. zeamais mortality. There was greater mortality of both Sitophilus species on wheat grain than on corn grain. A synergistic effect was verified for the fenitrothion + esfenvalerate mixture in controlling both R. dominica lines. In the absence of insecticides, S. oryzae showed a more numerous offspring on wheat in relation to corn; S. zeamais. however, showed a similar number of offspring on both types of grain. In the control, the R. dominica CG line showed higher numbers of offspring than the SR line, and the contrary was verified when insecticides were applied.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-08-26T14:45:40Z No. of bitstreams: 1 Wellington Marques da Silva.pdf: 838955 bytes, checksum: 5c601201dc688914f0da042a97074570 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-26T14:45:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wellington Marques da Silva.pdf: 838955 bytes, checksum: 5c601201dc688914f0da042a97074570 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Tuta absoluta is a key pest of tomato crops and the use of insecticides is still the main method of control. However, overuse of them has contributed to the development of resistant populations. Although the pyrethroid resistance mechanism in this species has been described, there is no information on their status in Brazilian populations. Regarding the spinosyns, despite the reports of resistance to these molecules, the underlying mechanisms are unknown. The objective of this research was to characterize the resistance to pyrethroids and spinosad in Brazilian populations of T. absoluta by conventional methods (bioassays), enzymatic and molecular assays. All populations tested were resistant to pyrethroids. The GSTs activity and cytochrome P450-mediated N-demethylation was significantly correlated with the level of resistance to deltamethrin and permethrin suggesting that these enzymes can play a role in resistance. TaqMan assays demonstrated that the mutation in L1014F sodium channel is fixed in all populations and is associated with other mutations T929I and M918T. Spinosad synergism (synergistic with PBO, DEF, and DEM) indicated that the metabolic enzymes are not involved in resistance. Comparison of the nucleotide sequence of the subunit of the nicotinic receptor α6 T. absoluta susceptible and resistant to the point spinosad allowed identification nucleotide change resulting in the substitution of a glycine (G) in the susceptible insects by glutamic acid (E) resistant insects (G275E). The TaqMan assays revealed that the frequency of the resistant allele in the population is low. The diagnostic dose bioassays correlated with the resistant allele frequency. The T. absoluta Brazilian populations are resistant to pyrethroid insecticides and the main mechanism of resistance is the L1014F mutation, while for spinosad insecticide, most people are sensitive and the G275E mutation can lead to the loss of efficiency of this product for control of this plague. / A Tuta absoluta é uma praga importante para a cultura do tomateiro e o uso de inseticidas ainda é principal método de controle. No entanto, a utilização indiscriminada destes tem contribuído para seleção de populações resistentes. Embora o mecanismo de resistência à piretroides nessa espécie tenha sido descrito, não há informações sobre seu status em populações brasileiras. Com relação a espinosinas, apesar dos relatos de resistência a estas moléculas, os mecanismos envolvidos são desconhecidos. O objetivo desta pesquisa foi caracterizar a resistência a piretroides e espinosade em populações brasileiras de T. absoluta por métodos convencionais (bioensaios), ensaios enzimáticos e moleculares. Todas as populações testadas foram resistentes a piretroides. A Atividade de GSTs e citocromo P450 mediado por N-desmetilação correlacionou-se significativamente com o nível de resistência a deltametrina e permetrina sugerindo que estas enzimas podem desempenhar um papel na resistência. Ensaios TaqMan demonstraram que a mutação L1014F no canal de sódio está fixa em todas as populações e foi associada com outras mutações M918T e T929I. Sinergismo de espinosade com PBO, DEF, DEM indicou que as enzimas metabólicas não estão envolvidas na resistência. A comparação da sequência de nucleotídeos da subunidade α6 do receptor nicotínico de T. absoluta suscetíveis e resistentes a espinosade possibilitou a identificação de alteração pontual de nucleotídeo, resultando na substituição de uma glicina (G) nos insetos suscetíveis por um ácido glutâmico (E) em insetos resistentes (G275E). Os ensaios de TaqMan revelaram que a frequência do alelo resistente está baixa nas populações. Os bioensaios de dose diagnóstica correlacionaram com frequência do alelo resistente. As populações brasileiras de T. absoluta são resistentes aos inseticidas piretroides e o principal mecanismo de resistência é a mutação L1014F, enquanto para o inseticida espinosade, a maioria das populações são sensíveis e a mutação G275E pode acarretar a perda da eficiência deste produto.

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