Orientador: Odair Aparecido Fernandes / Banca: Edison Ryoti Sujii / Banca: Rita de Cassia Bianchi / Resumo: Este trabalho teve como objetivo comparar a artropodofauna edáfica e os fatores naturais de mortalidade dos ovos da broca-da-cana Diatraea saccharalis em dois sistemas de colheita de cana-de-açúcar: convencional e orgânica. Dessa forma, avaliou-se a hipótese que a mudança do sistema de colheita em cana-de-açúcar altera a comunidade de artrópodes de solo e consequentemente o controle natural dos ovos de D. saccharalis. O estudo foi conduzido em um talhão de cana-de-açúcar cultivado em sistema convencional e o outro em sistema orgânico, sendo ambos da variedade RB5536, de sétimo corte e quarto mês de desenvolvimento, em Jaboticabal, SP. Os resultados mostraram que os índices de diversidade e ecológicos tiveram valores semelhantes; entretanto, a riqueza de espécies de predadores e onívoros foi maior no sistema orgânico do que no sistema convencional. Quando se avaliou a contribuição dos agentes de mortalidade nos dois sistemas, notou-se que no sistema convencional, de forma geral, houve maior mortalidade dos ovos. Isso pode estar ligado à menor complexidade deste agroecossistema que pode levar ao aumento do forrageamento por recurso alimentar / Abstract: This study aimed to compare the edaphic fauna of arthropods and the natural mortality factors of the sugarcane borer, Diatraea saccharalis, eggs in conventional and organic sugarcane systems. Thus, the hypothesis that changing of sugarcane harvest system alters the edaphic arthropods community and consequently the natural control of eggs of D. saccharalis was evaluated. The study was conducted in conventional and organic sugarcane systems, variety RB5536, seventh ratton and fourth month of development in Jaboticabal municipality, SP, Brazil. The results showed that the diversity and ecological indices were similar; however, the species richness of predator and omnivores was higher in the organic than in the conventional system. When assessing the contribution of mortality agents in both systems, it was observed that in the conventional sugarcane, generally, there was higher egg mortality. This may be related to the the lower complexity of this agroecosystem which leads to the increase of foraging for food resources / Mestre

Orientador: Elisa Aparecida Gregório / Banca: Hélio Conte / Banca: Ângela Maria Ferreiro Falleiros / Banca: Maria Teresinha Siqueira Bombonato / Banca: Daniela Carvalho dos Santos / Resumo: No presente trabalho, analisamos os níveis de ativação de proPO e produção de NO em hemolinfa de larvas de Diatraea saccharalis não parasitadas e parasitadas pela vespa Cotesia flavipes e/ou inoculadas com agente abiótico, em diferentes tempos de parasitismo/inoculação, e em função da idade larval; propusemo-nos ainda a observar a ultra-estrutura da cápsula formada ao redor do agente abiótico (esfera de Sephadex), na vigência do parasitismo. Larvas de D. saccharalis com 20 dias de desenvolvimento (5o instar) foram naturalmente parasitadas pela C. flavipes. Após diferentes tempos de parasitismo e/ou inoculação com agente abiótico (2 h, 6 h, 3 e 6 dias), a hemolinfa da broca da cana-de-açúcar foi coletada e congelada a -20°C para posterior análise dos níveis de ativação in vitro do sistema de proPO e da produção de NO. Para observar a reação de encapsulação do agente abiótico, as esferas de Sephadex foram recuperadas e preparadas para análise ultra-estrutural, por meio de técnica convencional. Existiu redução significativa dos níveis de ativação do sistema de proPO e da produção de NO nas larvas de D. saccharalis não parasitadas/inoculadas, em função do desenvolvimento larval, entre 20 e 26 dias. O parasitismo por C. flavipes inibiu a ativação do sistema de proPO em todos os tempos experimentais; quanto aos níveis de produção de NO, houve inibição apenas nos tempos de parasitismo inicial (2 h) e recente (6 h). A inoculação de Sephadex em larvas não parasitadas aumentou os níveis de ativação do sistema de proPO em todos os tempos experimentais, mas não aumentou os níveis de produção de NO destas larvas. O parasitismo de larvas de D. saccharalis pela C. flavipes concomitante à inoculação de esferas de Sephadex, inibiu significativamente a ativação do sistema de proPO, mas não afetou os níveis... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aimed to analyze the proPO activation and the NO production in the hemolymph of Diatraea saccharalis larvae non parasitized and parasitized by the wasp Cotesia flavipes and/or inoculated with abiotic agent (Sephadex beads), along the parasitism/inoculation, and related with larval age; the ultrastructural observation of the capsule formed around the abiotic agent during the parasitism was also performed. D. saccharalis larvae with 20 days of development (5o larval instar) were parasitized by C. flavipes. After different times of parasitism and/or inoculation of the abiotic agent (2 h, 6 h, 3 e 6 days), the sugarcane borer hemolymph was collected and freezed at -20°C for posterior analyses of the in vitro proPO system activation and NO production. To observe the encapsulation response to the abiotic agent implant, the Sephadex beads were recovered and conventionally prepared for ultrastructural analyses. There was a significant reduction in both the activation of the proPO system and in the NO production of D. saccharalis non parasitized/inoculated larvae related with the larval development, from 20 to 26 days old. The parasitism by C. flavipes inhibit the proPO system activation in all the experimental time; the level of NO production was inhibited only at the initial (2 h) e recent (6 h) parasitism. The inoculation of Sephadex beads in non parasitized larvae increased the level of the proPO system activation, in all the experimental times, but it didn't increase the NO production of these larvae. The parasitism of D. saccharalis larvae by C. flavipes concomitant with the inoculation of Sephadex beads significantly inhibited the activation of the proPO system, but it didn't affect the production levels of NO, in all the analyzed times. The D. saccharalis larvae parasitized by C. flavipes were able to identify and encapsulate... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by MARIA LAURA VIOLA AUGUSTO (marialauraa@gmail.com) on 2018-06-15T17:16:40Z No. of bitstreams: 1 augusto_mlv_dr_jabo.pdf: 1777889 bytes, checksum: 32d8b34f05ca40dec4ae93cca2a67527 (MD5) / Approved for entry into archive by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br) on 2018-06-15T18:34:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 augusto_mlv_dr_jabo.pdf: 1777889 bytes, checksum: 32d8b34f05ca40dec4ae93cca2a67527 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T18:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 augusto_mlv_dr_jabo.pdf: 1777889 bytes, checksum: 32d8b34f05ca40dec4ae93cca2a67527 (MD5) Previous issue date: 2018-05-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O controle da broca da cana, Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae), pode ser feito pela aplicação de inseticidas químicos, mas o uso dessa tática de manejo pode resultar em danos ambientais e ao homem. De forma alternativa e com efeitos negativos reduzidos, o manejo de D. saccharalis e outros insetos-praga pode ser feito pela utilização do entomopatógeno Bacillus thuringiensis. Além do uso de formulações de B. thuringiensis para o controle de pragas, um ou mais genes que codificam proteínas inseticidas Cry e Vip de B. thuringiensis estão presentes nas plantas transgênicas com resistência a insetos comercialmente disponíveis no Brasil. Apesar de alta adoção, efeitos colaterais reduzidos e eficiência das plantas Bt, o uso desta tecnologia pode resultar na seleção de populações de insetos resistentes às plantas transgênicas. Por isso, a busca por novas proteínas e combinações de proteínas com diferentes modos de ação para retardar a evolução da resistência deve ser constante. Nesse cenário, uma quitinase de B. thuringiensis apresenta potencial para ser incorporada em uma nova geração de plantas transgênicas. Quitinases são enzimas que apresentam domínios catalíticos para hidrólise de quitina e domínios ligantes em quitina (CBD) que podem estar envolvidos com a atividade inseticida. A atividade inseticida das quitinases é relacionada com a desestruturação da membrana peritrófica dos insetos e consequente perda de suas propriedades e funções. Além da descoberta de proteínas inseticidas com diferentes modos de ação, é de interesse que essas apresentem interações positivas com outras proteínas inseticidas. No presente trabalho, duas formas de uma quitinase de B. thuringiensis - ChiΔSP (sem o peptídio sinal) e ChiΔSP.CBD (sem o peptídio sinal e sem o domínio ligante em quitina) - foram produzidas de forma heteróloga em Escherichia coli para avaliações bioquímicas e biológicas sobre D. saccharalis. Ensaios bioquímicos das enzimas ChiΔSP e ChiΔSP.CBD indicam que a atividade quitinolítica sobre quitina coloidal de ChiΔSP (3,07±0,15 U/nmol) foi maior que de ChiΔSP.CBD (1,83±0,06 U/nmol), a ligação de ChiΔSP à quitina coloidal também foi superior à ligação de ChiΔSP.CBD e as maiores atividades (60-100% da atividade total) de ChiΔSP e ChiΔSP.CBD foram detectadas a 30 e 40°C em uma ampla faixa de pH (4,0-9,0). Após estimar a CL50 da proteína Vip3Aa42 sobre lagartas neonatas de D. saccharalis em 352,132 ng/cm2 de dieta, foram avaliadas interações entre Vip3Aa42 e ChiΔSP ou ChiΔSP.CBD. Os resultados indicam que a adição isolada de 2,41 nmol/cm2 de ChiΔSP ou ChiΔSP.CBD não resultou na mortalidade de lagartas de D. saccharalis. A combinação da CL50 de Vip3Aa42 com 2,41 nmol/cm2 de ChiΔSP apresentou efeito sinérgico para mortalidade das lagartas (mortalidade de 90%), mas nenhum efeito (aditivo, sinérgico ou antagônico) foi observado para a combinação da CL50 de Vip3Aa42 com 2,41 nmol/cm2 de ChiΔSP.CBD. A ausência do CBD em ChiΔSP.CBD e consequentes alterações bioquímicas impediu sinergismo de ChiΔSP.CBD com Vip3Aa42 sobre lagartas de D. saccharalis. / Chemical control is applied to manage the sugarcane borer, Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae). However, this control tactic may result in great damages to the environment and non-target species, including men. Alternativelly, the use of the entomopathogen Bacillus thuringiensis can be made to manage D. saccharalis and other insect pests with reduced undisarable side effects. Beyond the use of formulations of B. thuringiensis for pest control, one or more genes of insecticidal proteins from B. thuringiensis such as Cry and Vip are incorporated into commercially available transgenic plants with insect resistance in Brazil. Despite of the high adoption rate, reduced side effects, and high efficency, the intensive use of this technology may result in the selection of insect-resistant populations to transgenic plants. For this reason, the search for new genes with different modes of action to delay the evolution of resistance must be constant. In this scenario, a chitinase from B. thuringiensis has potential to be incorporated into a new generation of transgenic plants. Chitinases are enzymes of the family of glycosyl hydrolases which catalyze the hydrolysis of chitin. Chitinases present catalytic domains responsible for the hydrolysis of chitin and chitin-binding domains (CBD), both associated to insecticidal activity. Insecticidal activity of chitinases is related to the disruption of the peritrophic membrane of insects, which results in the loss of properties and functions of this structure. In addition to the discovery of insecticidal proteins with different modes of action, positive interactions with other insecticidal proteins is desirable for pest management. In the present work, two forms of a chitinase of B. thuringiensis - ChiΔSP (without signal peptide) and ChiΔSP.CBD (without signal peptide and without the chitin-binding domain) - were produced by heterologous expression in Escherichia coli for biochemical and biological analyses. Chitinolytic activity of ChiΔSP (3.07 ± 0.15 U/nmol) was higher than that observed for ChiΔSP.CBD (1.83 ± 0.06 U/nmol) towards colloidal chitin. The binding of ChiΔSP to colloidal chitin was also higher than that observed for ChiΔSP.CBD, and the ChiΔSP or ChiΔSP.CBD chitinolytic activity (60-100% of total chitinolytic activity) was detected at 30 and 40°C in a broad pH range (4.0-9.0). After estimating the LC50 of the Vip3Aa42 protein at 352,132 ng/cm2 of diet, interactions between combinations of Vip3Aa42 and ChiΔSP or ChiΔSP.CBD were evaluated. Results indicate that the adition of 2,41 nmol/cm2 of ChiΔSP or ChiΔSP.CBD do not result in larval mortality of D. saccharalis. The combination of the LC50 of Vip3Aa42 with 2,41 nmol/cm2 nmol of ChiΔSP resulted in a synergic effect (mortality of 90%), but no effect (aditive, sinergic or antagonic) was observed when the LC50 of Vip3Aa42 was combined to 2,41 nmol/cm2 nmol of ChiΔSP.CBD. Lack of CBD in ChiΔSP.CBD resulted in biochemical changes in this form of B. thuringiensis chitinase which impacted on the sinergic effect of this protein with Vip3Aa42 against D. saccharalis. / CNPq: 140093/2015-0

Orientador: Odair Aparecido Fernandes / Coorientador: Leon George Higley / Coorientador: Márcia Justino Rossini Mutton / Banca: Crébio José Ávila / Banca: Alexandre Moraes Cardoso / Banca: Miguel Ângelo Mutton / Banca: Antônio Carlos Busoli / Resumo: A broca-da-cana, Diatraea saccharalis (Fabr.) e a cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stal) são pragas-chave na cultura da cana-de-açúcar. A tomada de decisão para o manejo de cada um destes estressores bióticos está elucidada. Todavia, estas duas pragas podem ocorrer de forma combinada no campo e, nesta situação, não há nenhuma informação sobre possível ajuste na tomada de decisão para o controle de ambas. Portanto, o objetivo deste estudo foi o de avaliar a resposta da cana-de-açúcar ao ataque conjunto da broca-da-cana e da cigarrinha-das-raízes na produtividade de colmos, qualidade da matéria-prima, produção de açúcar e etanol. Dois experimentos de campo foram conduzidos nos anos de 2010 e 2011, cujas parcelas foram compostas por linha de 2 m de plantas de cana-de-açúcar protegidas por tela anti-afídeo, e quatro tratamentos: plantas infestadas pela broca-da-cana, plantas infestadas pela cigarrinha-das-raízes, plantas infestadas por cigarrinha-das-raízes + broca-da-cana, e plantas sem infestação das pragas. Houve redução na produtividade de colmos e rendimento de sacarose em decorrência da infestação da cigarrinha-das-raízes (individual ou combinada com a broca-da-cana). A infestação da broca-da-cana aumentou o teor de fibra da cana. O ataque conjunto das pragas também afetou negativamente o teor de cinzas e cor do caldo extraído, assim como a turbidez, brix, teor de cinzas, amido e a cor do caldo clarificado, o processo fermentativo (viabilidade celular da levedura) e teor de glicerol do vinho delevurado. A perda de produtividade de sacarose por unidade de injúria para a broca-da-cana e para cigarrinha-das-raízes foi, respectivamente, de 0,72 e 6,15%. Não há efeito sinérgico das pragas combinadas na redução da produtividade de sacarose / Abstract: The sugarcane borer, Diatraea saccharalis (Fabr.) and the spittlebug Mahanarva fimbriolata (Stål) are key pests of sugarcane. The decision-making for management of each individual pest already elucidated. However, both pests can occur simultaneously. On this situation there is no information on possible decision-making adjustments to control these pests. Therefore, the aim of this study was to evaluate the sugarcane response by the combined attack of borer and spittlebug on yield, raw material quality, sugar, and ethanol production. Two field experiments were carried out in 2010 e 2011 growing seasons, whose plots were 2-m long row of sugarcane plants protected by an anti-aphid screen, and four treatments: plants infested by sugarcane borer, plants infested by spittlebug, plants infested by sugarcane borer + spittlebug, and no infested plants. Stalk and sucrose yield were affected by spittlebug infestation (alone or combined with sugarcane borer). The sugarcane borer increased the fiber content. The combined attack of both pests affected negatively the ashes and color of extracted juice, as well as the turbidity, brix, ashes content, starch and color of clarified juice, the fermentative process (cell viability of yeast) and glycerol of wine. Yield sugar losses per unit injury by each pest are 0.72 and 6.15%, for sugarcane borer and spittlebug, respectively. There is no synergistic effect of combined pests on sugar losses / Doutor

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-11-24T13:06:56Z No. of bitstreams: 1 Ellen Carine Neves Valente.pdf: 314434 bytes, checksum: ac0a6866be98417967bd151237746424 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T13:06:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ellen Carine Neves Valente.pdf: 314434 bytes, checksum: ac0a6866be98417967bd151237746424 (MD5) Previous issue date: 2011-02-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Diatraea flavipennella (Box), is a pest of great economic importance to the cultivation of sugar cane in Northeast Brazil. The use of the larval parasitoid Cotesia flavipes (Cam) has not succeeded in controlling the D. flavipennella. The use of entomopathogenic fungi is a viable alternative within the context of integrated management of this pest. Thus, this study aimed to evaluate the effect of isolated URPE-3, URPE-4, URPE-18, URPE-22, and ESALQ 447 of Beauveria bassiana (Bals.) Vuilleman and PL43, E9, ESALQ 1189, URPE-11, and URPE-19 Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorokin on eggs of 24, 48, and 72 hours old and the 2nd-instar larvae of D. flavipennella in laboratory conditions. The eggs and larvae were sprayed with 1 mL of suspensions (1x107 conidia / mL) (treatment) and sterile distilled water over wetting agent Tween® 80 at 0.01% (control). Tests conducted on eggs of D. flavipennella consisted of four replications, each consisting of approximately 30 eggs. The experiments with caterpillars consisted of six replications, each consisting of seven larvae, totaling 42 larvae per treatment. Eggs and larvae were kept inside of growth chamber at 27 ± 1 ºC, 70 ± 10% RH and 12h photophase. The fungus M. anisopliae was more virulent to eggs, particularly the isolated URPE- 11, which provided 100% of infection in eggs of 24, 48, and 72 hours old, and the LC50 at 2.0x105 conidia. The isolates ESALQ 447 and ESALQ 1189 were more virulent to borer larvae, with mean survival values of 5.76 and 3.23 days, respectively. The LC50 for these isolates was estimated at 1.2 x107 conidia. The results suggest that the fungi M. anisopliae and B. bassiana are important for further evaluation in the applied integrated management of D. flavipennella contributing to the sustainability of sugarcane production in northeastern Brazil. / Diatraea flavipennella (Box), é uma praga de grande importância econômica para a cultura da cana-de-açúcar no nordeste do Brasil. O emprego do parasitóide larval Cotesia flavipes (Cam.) não tem sido suficiente no controle desta praga. O uso de fungos entomopatogênicos é uma alternativa viável dentro do contexto do manejo integrado dessa praga. Dessa forma, este estudo teve por objetivo avaliar o efeito dos isolados URPE-3, URPE-4, URPE-18, URPE-22 e ESALQ 447 de Beauveria bassiana (Bals.) Vuilleman e PL43, E9, ESALQ 1189, URPE-11 e URPE-19 de Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorokin sobre ovos de 24, 48 e 72 horas de idade e lagartas no 2º ínstar de D. flavipennella. Os ovos e lagartas foram pulverizados com 1mL das suspensões (1x107 conídios/mL) (tratamentos) e água destilada e esterilizada mais espalhante adesivo Tween® 80 a 0,01% (testemunha). Os ensaios realizados com ovos de D. flavipennella constaram de quatro repetições, sendo composta por aproximadamente 30 ovos cada. Os ensaios com as lagartas constaram de seis repetições, sendo cada uma composta por sete lagartas, totalizando 42 lagartas por tratamento. Ovos e lagartas foram mantidos em B.O.D. a 27 ± 1ºC; 70 ± 10% UR; 12h de fotofase. O fungo M. anisopliae foi mais virulento para os ovos, destacandose o isolado URPE-11, o qual proporcionou 100% de infecção nos ovos de 24, 48 e 72 horas de idade, sendo a CL50 estimada em 2,0x105 conídios/mL. Os isolados ESALQ 447 e ESALQ 1189 foram mais virulentos sobre lagartas da broca, apresentando valores médios de sobrevivência de 5,76 e 3,23 dias, respectivamente. A CL50 para estes isolados foi estimada em 1,2x107 conídios/mL. Os resultados indicam que os fungos M. anisopliae e B. bassiana são importantes para serem utilizados no Manejo Integrado de D. flavipennella contribuindo para a sustentabilidade da agricultura canavieira no nordeste do Brasil.

Orientador: Odair Aparecido Fernandes / Resumo: A espécie Diatraea saccharalis, conhecida popularmente como broca-da-cana, é considerada uma das principais pragas da cultura de cana-de-açúcar. Agentes de controle biológico para ovos e larvas são promissores, no entanto, estas fases são difíceis de serem amostradas e ferramentas precisas para liberação e aplicação desses agentes são necessárias. A temperatura é um dos principais fatores abióticos que influenciam o desenvolvimento dos insetos. Desta forma, este trabalho objetivou: a) determinar as exigências térmicas de D. saccharalis e o modelo matemático mais adequado para expressar a relação entre taxa de desenvolvimento e temperatura; b) aprimorar e avaliar os modelos matemáticos Graus-dia e Equações de diferenças na previsão de picos populacionais da praga e c) validar as previsões de campo por meio de modelo de equações diferenciais com retardo e dados obtidos em laboratório. A temperatura de 18 ºC causou 78,16% de mortalidade. A temperatura ótima para o desenvolvimento foi de 28 ºC e a temperatura de 36 ºC foi letal para todas as fases de D. saccharalis. O ciclo total de vida (ovo-adulto) variou, em média, de 39 a 137 dias. A constante térmica obtida pelo modelo linear Ikemoto e Takai foi o de melhor ajuste, com valores para ovo, larva e pupa, respectivamente de: 68,25, 354,24 e 125,20 graus dia (GD). O modelo Brière-1 foi considerado o mais adequado para todas as fases. Embora os modelos de Harcourt e Equação-16 tenham mostrado, respectivamente, bons ajustes para ovo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The species Diatraea saccharalis, popularly known as sugarcane borer, is considered one of the main pests of sugarcane crop. Biological control agents to control eggs and larvae are promising, but eggs and small larvae are difficult to scout ant tools for precise release or application are necessary. Temperature is one of the major abiotic factors that influence insect development. Thus, this work aimed to: a) determine the thermal requirements of D. saccharalis and the most appropriate mathematical model to show the relationship between development rate and temperature; b) improve and evaluate Degree-day and Equations of differences mathematical models in the prediction of pest population and c) validate insect outbreak forecast through Delay differential equation model and laboratory data. The temperature of 18 ºC caused 78.16% of mortality. The optimum temperature for development was 28 ºC and the temperature of 36 ºC was lethal for all D. saccharalis stages. The total life cycle (egg-adult) varied, on average, from 39 to 137 days. The thermal constant used by the linear model Ikemoto and Takai presented the best fit, with values for egg, larva and pupa, respectively: 68.25, 354.24 and 125.20 degree days (DD). The Brière-1 model presented the best fit for all stages. Although the Harcourt and Equation-16 models showed, respectively, good adjustments for eggs and pupae, they overestimated Tmax. Thus, the minimum, optimal and higher temperatures were, respectively: 12.8, 31.... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Diatraea saccharalis (Fabricius) é a principal praga da cultura da cana-de-açúcar, causando danos diretos e indiretos, e seu controle é, em grande parte, realizado por liberações massais do endoparasitoide Cotesia flavipes (Cameron). Entretanto, o uso de inseticidas sintéticos por meio de aplicações foliares para controle da praga antes de sua entrada no colmo tem sido intensificado no Brasil. Nesse contexto, objetivou-se com o presente estudo, avaliar a toxicidade e a persistência dos principais inseticidas utilizados na cultura para controle de D. saccharalis pelo contato residual em folhas tratadas nas maiores concentrações de campo, conforme classificação da IOBC/WPRS. Os tratamentos foram clorantraniliprole (Altacor® 350 WG), lambda-cialotrina + clorantraniliprole (Ampligo® 150 SC), clorfluazuron (Atabron® 50 EC), triflumuron (Certero® 480 SC), lambda-cialotrina + tiametoxam (Engeo™ Pleno), tebufenozide (Mimic® 240 SC), novaluron (Rimon® 100 EC) e controle (água destilada). Em laboratório, discos da folha de cana-de-açúcar foram colocados em placas de Petri contendo uma solução composta por [água:ágar] e pulverizadas em torre de Potter, conforme recomendações da IOBC/WPRS. Após 2 h da aplicação, adultos de C. flavipes foram anestesiados com CO2 por 10 segundos e introduzidos em cada placa. Para avaliação da persistência, plantas de cana-de-açúcar foram pulverizadas com os tratamentos até o ponto de escorrimento em casa de vegetação. Aos 5, 15 e 30 dias após aplicação (DAA) foram coletadas as folhas e discos das folhas foram colocados em placas de Petri contendo uma solução composta por [água:ágar]. Para cada dia de avaliação, adultos de C. flavipes foram anestesiados com CO2 por 10 segundos e introduzidos em cada placa contendo os tratamentos. Tanto para o experimento em laboratório como para o de persistência, avaliaram-se os efeitos letal (após 24 h) e subletais da geração maternal e subletais das gerações F1 e F2. As placas foram acondicionadas em sala climatizada com temperatura de 25 ± 2 °C, UR 70 ± 10% e fotofase de 14 horas. Após avaliação da toxicidade aguda, os inseticidas Altacor® 350 WG, Atabron® 50 EC, Certero® 480 SC, Mimic® 240 SC e Rimon® 100 EC foram classificados como inócuos (classe 1) e vida curta (classe 1). Entretanto, Altacor®, Atabron®, Certero® e Rimon® causaram redução no tamanho da tíbia posterior de fêmeas da geração F1, Rimon® reduziu a razão sexual e Atabron® reduziu o peso das massas de casulos da geração F2. Os tratamentos Ampligo® e Engeo™ Pleno causaram 100% de mortalidade após 2 h da aplicação, sendo classificados como nocivos (classe 4) e em bioensaio de semi-campo como persistentes (classe 4). Portanto, apenas Mimic® pode ser recomendado para controle de D. saccharalis em associação com o controle biológico com liberações de C. flavipes. Os inseticidas enquadrados nas classes 4, nocivos ao parasitoide, devem ser estudados em testes de campo para confirmação da toxicidade. / Diatraea saccharalis (Fabricius) is the main pest of the sugarcane crop, causing direct and indirect damage, and its control is largely accomplished by mass releases of the endoparasitoid Cotesia flavipes (Cameron). However, the use of synthetic insecticides through foliar applications to control the pest before its entry into the stem has been intensified in Brazil. In this context, the objective of this study was to evaluate the toxicity and persistence of the main insecticides used in the crop for the control of D. saccharalis by the residual contact of treated leaves at the highest field concentrations, according to the IOBC / WPRS classification. The treatments were chlorantraniliprole (Altacor® 350 WG), lambda-cyhalothrin + chlorantraniliprole (Ampligo® 150 SC), chlorfluazuron (Atabron® 50 EC), triflumuron (Certero® 480 SC), lambda-cyhalothrin + thiamethoxam (Engeo ™ Pleno), tebufenozide (Mimic® 240 SC), novaluron (Rimon® 100 EC) and control (distilled water). In the laboratory, sugar cane leaf discs were placed in Petri dishes containing a solution composed of water: agar and pulverized in a Potter tower, according to IOBC/WPRS recommendations. After 2 h of application, adults of C. flavipes were anesthetized with CO2 for 10 seconds and introduced into each plate containing the treatments. To evaluate the persistence, sugarcane plants were sprayed with the treatments to the point of runoff under greenhouse conditions. At 5, 15 and 30 days after application (DAA) the leaves were collected and discs were made which were placed in Petri dishes containing a solution composed of water: agar. For each day of evaluation, C. flavipes adults were anesthetized with CO2 for 10 seconds and introduced into each plate containing the treatments. For both the laboratory and persistence experiments, the lethal (after 24 h) and sublethal effects of the maternal and sublethal generation of the F1 and F2 generations were evaluated in a completely randomized design. The plates were conditioned in an air conditioned room with temperature of 25 ± 2 ° C, RH 70 ± 10% and photophase of 14 hours. Insecticides chlorantraniliprole, chlorfluazuron, triflumuron, tebufenozide and novaluron were classified as harmless (class 1) and short-lived (class 1). However, chlorantraniliprole, chlorfluazuron, triflumuron and novaluron caused reduction in the posterior tibia size of females of F1 generation; tebufenozide reduced the sex ratio and chlorfluazuron reduce the weight of parasitoid pupa of the F2 generation. The treatments lambda-cyhalothrin + chlorantraniliprole and lambda-cyhalothrin + thiamethoxam caused 100% of mortality after 2 h of the application, being classified as noxious (class 4) and semi-field bioassay as persistent (class 4). Therefore, only tebufenozide can be recommended for control of D. saccharalis in association with biological control with releases of C. flavipes. The insecticides classified as classes 4 are not selective to the parasitoid and field tests should be performed to confirm toxicity.

A broca-da-cana, Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) vem se constituindo, em uma importante praga do milho, com relatos de surtos populacionais em diversas partes do país. Devido ao aumento de sua importância, em milho, nos últimos anos, a presente pesquisa teve como objetivos: (a) determinar os limites térmicos e a temperatura ótima de desenvolvimento de D. saccharalis; (b) validar as constantes térmicas (K), para fase de ovo e período lagarta-pupa estimadas em laboratório, nas condições de campo, levando-se em consideração as condições microclimáticas; (c) avaliar os danos e consequente perda na produção de grãos provocadas pelo ataque de diferentes densidades larvais de D. saccharalis em dois estádios fenológicos de milho e (d) determinar o raio e área de dispersão de Trichogramma galloi Zucchi, 1988 (Hymenoptera: Trichogrammatidae) em milho visando ao controle de D. saccharalis. Os resultados obtidos mostram que o limiar térmico inferior de desenvolvimento (Tb) de D. saccharalis foi de14; 13 e 12°C para as fases de ovo, larva e pupa, respectivamente; as faixas de temperatura ótima de desenvolvimento (Topt), estimadas experimentalmente, foram de 30 a 32°C para as fases de ovo e larva e de 28 a 30°C para a fase de pupa; o limiar térmico superior (Tmáx) foi de 35,4ºC para a fase de larva, estimada pelo modelo de Logan-6 e que ficou dentro da faixa térmica determinada experimentalmente, que indicou também, para este parâmetro, a faixa térmica de 36 a 38ºC para a fase de ovo e de 32 a 34ºC para a fase de pupa. As previsões em campo de eclosão das lagartas e emergência dos adultos (período lagarta-pupa) podem ser feitas com as constantes térmicas (K) obtidas em laboratório [76,5 graus-dias (GD) para a fase de ovo e 476,2 GD para o período lagarta-pupa], desde que sejam utilizados os dados de temperatura obtidos com a estação meteorológica automática e dados de microclima, para a fase de ovo e período lagarta-pupa, respectivamente. Os danos e as perdas na produção provocado por D. saccharalis independem do estádio fenológico das plantas de milho, porém a redução na produção de grãos é proporcional ao número de lagartas por planta utilizadas nas infestações, sendo essas reduções de 11; 17; 28 e 39% para 50; 100; 150 e 200 lagartas por planta. O raio de dispersão de T. galloi foi de 11,8 e 12,1 m, sendo a área de dispersão de 176m2 e187m2, com as plantas de milho nos estádios v4-6 e v6-8, respectivamente. / The sugarcane borer Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) has become an important pest of corn in Brazil, with reports of outbreaks in many parts of the country in recent years. In view of this situation, this study aimed to: (a) determine the thermal limits of D. saccharalis; (b) determine the thermal constants (K) for the egg stage and caterpillar-pupa period estimated in field conditions, taking into consideration the microclimate conditions; (c) evaluate the damage and consequent production losses caused by infestation at different larval densities of D. saccharalis at two phenological stages of corn; and (d) determine the dispersal radius and area of Trichogramma galloi Zucchi, 1988 (Hymenoptera: Trichogrammatidae) in corn, aiming to control D. saccharalis. The results showed that the lower threshold temperature (Tt) of D. saccharalis was 14, 13 and 12 ºC for the egg, larval and pupal stages, respectively. Optimal temperature ranges (Topt), estimated experimentally, were 30 to 32 ºC for the egg and larval stages and 28 to 30 ºC for the pupal stage. The upper threshold temperature (Tmax) was 35.4 ºC for the larval stage estimated by the Logan-6 model. This was within the thermal range determined experimentally, which also indicated the thermal range for Tmax of 36 to 38 ºC for the egg stage and 32 to 34 ºC for the pupal stage. Larval hatching and adult emergence (caterpillar-pupa period) in the field can be predicted with thermal constants (K) obtained in the laboratory (76.5 degree-days) (DD) for the egg stage and 476.2 DD for the caterpillar-pupa period), provided that temperature data obtained from the automatic station and microclimate data for the egg stage and caterpillar-pupa period, respectively, are used. The damage caused by D. saccharalis was independent of the phenological stage of the corn plants, but the reduction in grain production was proportional to the number of larvae per plant used in the infestation, with reductions of 11, 17, 28 and 39% for 50, 100, 150 and 200 caterpillars per plant. The dispersal radius of T. galloi was 11.8 and 12.1 m, and the dispersal area was 176 m2 and 187 m2 with corn plants in the V4-6 and V6-8 stages, respectively.

O seqüenciamento em larga-escala e a aplicação da tecnologia de seqüências expressas (ESTs) permitiram a identificação de milhares de seqüências genômicas de vários organismos. Através de projetos como o de obtenção de ESTs de cana-de-açúcar (SUCEST - Sugarcane EST Project), a tecnologia de macro e microarranjos de DNA pôde ser aplicada para o monitoramento da expressão gênica. O primeiro passo deste trabalho foi otimizar a técnica de macroarranjos utilizando-se colônias bacterianas. Os arranjos foram construídos com o auxílio do robô Q-Bot. Células bacterianas contendo clones de cDNA de cana-de-açúcar foram arranjadas em duplicata em membranas de náilon e crescidas por 6 e 12 horas. Como resultado, concluiu-se que é possível estudar a expressão gênica em larga-escala usando macroarranjos de colônias bacterianas crescidas por 6 horas. Na segunda parte, o objetivo foi identificar genes de defesa em duas variedades de cana-de-açúcar (Saccharum sp.), em resposta ao herbívoro Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae). A cana-de-açúcar é de grande importância para a agricultura brasileira e para a economia geral de muitos países em desenvolvimento. Estas plantas são atacadas por D. saccharalis, a mais importante praga desta cultura, causando significativas perdas econômicas. Como é sabido, as plantas desenvolveram complexas estratégias para se protegerem do ataque de insetos-praga. As variedades SP80-3280 (susceptível) e SP81-3250 (tolerante) de cana-de-açúcar foram expostas à D. saccharalis. Plantas submetidas à lagarta e plantas controle foram coletadas em 0.5, 6, 12 e 24 horas de experimento. As análises permitiram a identificação de genes diferencialmente expressos em resposta à lagarta nas duas variedades. Foram analisados o tempo, dinâmica e regulação da expressão de 3.840 clones do SUCEST, os quais foram crescidos na membrana de náilon por 6 horas. Estes ESTs foram agrupados em dezesseis classes: metabolismo de aminoácidos, crescimento/desenvolvimento, metabolismo de proteínas, metabolismo de RNA, metabolismo secundário, resposta à diferentes condições de estresse, transporte, bioenergética, transdução de sinal, dinâmica celular, metabolismo de DNA, metabolismo de lipídios, elementos móveis, metabolismo de nitrogênio, sulfato e fosfato, metabolismo de nucleotídeos e função não determinada (ND). Estes resultados ajudam elucidar as estratégias de defesa desenvolvidas pela cana-de-açúcar para evitar os danos causados por esta praga. Neste estudo, os dados do macroarray revelaram 580 ESTs com expressão aumentada, oriundos das duas variedades. Estes resultados são importantes não somente porque este é o primeiro estudo em larga-escala da expressão gênica de uma monocotiledônea em resposta ao ataque de herbívoros, mas também porque permite a comparação dos perfis de expressão entre genótipos susceptível e tolerante de cana-de-açúcar. Este estudo abre possibilidades para a engenharia genética de plantas de cana-de-açúcar inseto-resistentes e também para o uso destes genes como marcadores moleculares em programas de melhoramento assistido. / Large-scale sequencing and the application of expressed sequence tag (EST) technology has led to the identification of hundreds of thousands of genomic sequences from various organisms. Through projects like the Sugarcane Expressed Sequence Tag (SUCEST), DNA arrays technology could be applied in monitoring gene expression. The first step of this work was to optimize the macroarray technique with bacterial colonies. Arrays were robotically constructed (Q-Bot). Bacterial cells carrying sugarcane cDNA clones were arrayed in duplicate onto nylon membrane and grown for 6 and 12 hours. As a result, we conclude that is possible to study the gene expression in large-scale using macroarray through bacterial colony that grown for 6 hours. The second part of this work was to study how different two sugarcane varieties (Saccharum sp.) are in response resistance against Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae). Sugarcane is of great importance for Brazilian’s agriculture and for the general economy of many tropical developing countries. These plants are attacked by D. saccharalis, the most important insect pest of sugarcane, causing significant economic losses. As it is well known, plants have evolved complex defense strategies to protect them in opposition to attack by insects. The varieties SP80-3280 (susceptible) and SP81-3250 (tolerant) were exposed to D. saccharalis. Plants materials from plants with the borer and control plants (without the borer) were collected at 0.5, 6, 12 and 24 hours time points. The analysis revealed genes differentially expressed in response to sugarcane borer in both varieties. We analyzed the timing, dynamics, and regulation of the expression of 3,840 SUCEST clones, which were grown on a nylon membrane for 6 h. These ESTs was grouped into 16 broad categories: amino-acid metabolism, plant grow and development, protein metabolism, RNA metabolism, secondary metabolism, stress response, transport, bioenergetics, signal transduction, cellular dynamics, DNA metabolism, lipid, fatty-acid metabolism, mobile genetic elements, nitrogen, sulphur and phosphate metabolism, nucleotide metabolism, and the group matched to unable to classify, which no indication of the function of the gene product are known. These results help to elucidate the defense strategies developed by sugarcane in order to prevent against insect damage. In this study, macroarray analyses revealed 580 ESTs with increased expression, from both varieties. These results are important not only because this is the first large-scale gene expression study of a monocot in response to insect attack, but also because it allows the comparison of the gene expression pattern between susceptible and tolerant genotypes. This study opens possibilities for genetically-engineering of insect-resistant sugarcane and for using these genes as molecular markers in conventional breeding programs.

Resumo: A broca-da-cana, Diatraea saccharalis (Fabr.) e a cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål) são consideradas importantes pragas na cultura da canade- açúcar. Os danos causados por esses insetos são bem conhecidos. No entanto, essa informação foi obtida para cada praga separadamente. As respostas da planta a essas duas pragas combinadas, assim como seus efeitos na qualidade da matériaprima não estão completamente estabelecidas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da planta de cana-de-açúcar e qualidade da matéria-prima sob a infestação desses dois estressores bióticos. O experimento foi realizado em 2007/08, sob condições de campo, com seis tratamentos: alta e baixa infestação da broca-dacana, infestação de ninfas de cigarrinha-das-raízes, infestação de ninfas de cigarrinhadas- raízes + broca-da-cana conjuntamente e testemunhas (plantas não infestadas). As parcelas foram compostas por 4 m2 de plantas de cana-de-açúcar protegidas e nãoprotegidas. Os níveis de fotossíntese das plantas atacadas pela broca-da-cana e pelas ninfas de cigarrinha-das-raízes foram significativamente menores do que as plantas não infestadas. Houve redução na produtividade de colmos e quantidade de sacarose nas plantas atacadas pelos insetos, que resultaram na menor produtividade de sacarose. A infestação dos dois insetos conjuntamente apresentou menor tendência de produtividade de sacarose. Verificou-se tendência de maior acúmulo do total de compostos fenólicos no caldo da cana das plantas infestadas. / Abstract: The sugarcane borer, Diatraea saccharalis (Fabr.) and spittlebug Mahanarva fimbriolata (Stål) are considered important sugarcane pests. Damage caused by these insect are well known. However, this information was obtained for each species separately. The plant responses to these two pests combined as well the effect on the sugarcane quality are not completely understood yet. Therefore, the aim of this work was to evaluate the behavior of sugarcane plant and quality of raw material under the infestation of these two biotic stressors. The experiment was carried out during 2007/08 season, under field conditions, and comprised six treatments: high and low sugarcane borer infestations, spittle bug nymph infestation, both sugarcane borer and spittlebug infestations combined and controls (uninfested plants). The plots were composed of 4-m2 caged and uncaged sugarcane plants. The photosynthetic levels of sugarcane plants attacked by sugarcane borer and sugarcane borer + spittlebug nymphs were significantly lower than uninfested plants. There was a reduction in the sugarcane stalk yield when plants were attacked by the insects, which resulted in lower sucrose yield. The infestation of both pests combined led to reduced apparent sucrose content. It was verified also a higher content of phenolic compounds in infested-plants cane juice. / Orientador: Odair Aparecido Fernandes / Coorientadora: Márcia Justino Rossini Mutton / Coorientador: Leon George Higley / Banca: Enrico de Beni Arrigoni / Banca: Sérgio Antonio de Bortoli. / Mestre