O Filo Microsporidia é composto por parasitas intracelulares obrigatórios que infectam de invertebrados a mamíferos. Alguns gêneros de microsporídeos entomopatogênicos são de extrema importância, visto que diversos estudos epizootiológicos indicam tais agentes como detentores de um papel fundamental na regulação da densidade populacional de seus hospedeiros. Além disso, esses patógenos são considerados como um dos principais obstáculos na manutenção da sanidade nas criações de insetos em laboratório. No Brasil, a partir de 1977, foram relatadas as primeiras ocorrências de nosemoses em criações de laboratório da broca-da-cana, Diatraea saccharalis (Fabr.) (Lepidoptera: Crambidae). Este problema agravou-se no decorrer dos anos em função de alterações nas técnicas de criação da broca visando aumentar a escala produtiva deste inseto e do parasitoide Cotesia flavipes (Cam.) (Hymenoptera: Braconidae). Os objetivos deste trabalho consistiram na: (i) caracterização morfológica e molecular do patógeno, abordando ciclo de vida, patogenicidade a outros lepidópteros de importância agrícola e prevalência em populações de laboratório e campo de D. saccharalis e C. flavipes; (ii) determinação da virulência de Nosema sp. a D. saccharalis em laboratório; (iii) caraterização da propagação do patógeno nas lagartas e sua disseminação pelas fezes; (iv) efeitos da infecção na biologia de D. saccharalis e de C. flavipes e no desempenho do parasitoide quanto à seleção de hospedeiros infectados e não infectados; (v) transmissão do patógeno por C. flavipes a sua progênie e seus hospedeiros e (vi) controle de Nosema sp. em D. saccharalis por produtos antimicrobianos. Foi confirmado que o microsporídeo isolado de D. saccharalis pertence ao gênero Nosema, sendo patogênico à todas as espécies-praga avaliadas. A prevalência do patógeno em C. flavipes foi maior que a prevalência nas criações de D. saccharalis. Os esporos de Nosema sp. foram liberados nas fezes de D. saccharalis, variando o tempo até a liberação e a quantidade de esporos de acordo com o inóculo inicial de infecção. Embora Nosema seja considerado por muitos cientistas como enzoótico e com baixo potencial como agente de controle microbiano para ser usado de forma inundativa, a DL50 para D. saccharalis de 1º ínstar foi estimada em 5,6 esporos, demonstrando como as lagartas recém-eclodidas são muito suscetíveis ao microsporídeo. Infecções por Nosema sp. afetaram negativamente a biologia de D. saccharalis, exceto a duração da fase de pupa, sendo transmitido horizontal e verticalmente. Não foram observadas diferenças significativas na mortalidade de D. saccharalis infectadas por Nosema sp. tratadas com os antimicrobianos utilizados neste estudo em comparação à mortalidade do tratamento controle. Os parâmetros biológicos e o comportamento de C. flavipes sofreram alterações causadas pelo patógeno Nosema sp., que foi transmitido pelo parasitoide para o hospedeiro e por pelo menos quatro geraçõe de C. flavipes. Estes resultados ressaltam a relevância dos estudos sobre o impacto de Nosema sp. em D. saccharalis e C. flavipes, justificando esforços futuros no manejo da doença, dada a importância dessas espécies no agroecossistema da cana-de-açúcar. / The phylum Microsporidia consists of obligatory intracellular parasites that infect from invertebrates to mammalians. Some genera of entomopathogenic microsporidia are extremely important, considering that several epizootiological studies indicate that these agents as having a key role in density population regulating of their hosts. In addition, these pathogens are considered a major obstacle in maintaining healthiness in laboratory insect rearing. In Brazil occurrences of nosemoses were first reported in laboratory rearing of sugarcane borer, Diatraea saccharalis (Fabr.) (Lepidoptera: Crambidae), in the 1977. This problem has worsened over the years due to changes in the rearing methods aiming to increase the production scale of this insect and the parasitoid Cotesia flavipes (Cam.) (Hymenoptera: Braconidae). The objectives of this project consisted of (i) morphological and molecular characterization of the pathogen, addressing life cycle, pathogenicity to other lepidopterans of agricultural importance and prevalence in D. saccharalis and C. flavipes in laboratory rearing and in sugarcane plantations in the State of São Paulo, (ii) virulence of Nosema sp. to D. saccharalis in laboratory, (iii) transmission of the pathogen in D. saccharalis larvae and their dissemination in feces, (iv) the effects of infection on D. saccharalis and C. flavipes biology and performance of the parasitoid on the selection of infected and uninfected hosts, (v) the transmission of the pathogen by C. flavipes to their progeny and their hosts and (vi) the control of Nosema sp. in D. saccharalis by antimicrobial products. It was confirmed that the microsporidium isolated from D. saccharalis belongs to the genus Nosema, being pathogenic to all pest species evaluated in the host specificity study. The prevalence of the pathogen in C. flavipes was higher than the one in the D. saccharalis rearing facilities. Nosema sp spores were disseminated in the feces of D. saccharalis, varying the time until their release and the quantity of spores according to the initial inoculum of infection. Although Nosema is considered by many scientists as enzootic and low potential as a microbial control agent to be used inundatively, the LD50 for 1st instar D. saccharalis was estimated as 5.6 spores, demonstrating how that the newly-hatched larvae are very susceptible to this pathogen. Nosema sp. infections negatively affected the biology of D. saccharalis, except in the duration of the pupal stage, being transmitted horizontally and vertically. There were no significant differences in mortality of D. saccharalis infected by Nosema sp. treated with the antibiotics used in this study compared with the mortality of the control treatment. The biological parameters and behavior of C. flavipes suffered adverse effects caused by the pathogen Nosema sp., which was transmitted to the host by the parasitoid and its progeny to four C. flavipes generation. These results underscore the relevance of studies on the impact of Nosema sp. in D. saccharalis and C. flavipes, justifying future efforts in managing the disease, given the importance of these species in the sugarcane ecosystem.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-06072012-111502 |
| Date | 10 April 2012 |
| Creators | Renata Araujo Simões |
| Contributors | Italo Delalibera Junior, José Maurício Simões Bento, Alcides Moino Júnior, José Roberto Postali Parra, Alexandre de Sene Pinto |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Entomologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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