Genetic diversity and susceptibility to Vip3Aa20 protein in Brazilian populations of Helicoverpa armigera and Helicoverpa zea (Lepidoptera: Noctuidae)

Helicoverpa armigera (Hübner) was officially reported in Brazil in 2013. This species is closely related to Helicoverpa zea (Boddie) and has caused significant crop damage in Brazil. The use of genetically modified crops expressing insecticidal protein from Bacillus thuringiensis (Berliner) has been one of the control tactics for managing these pests. Genetically modified maize expressing Vip3Aa20 was approved to commercial use in Brazil in 2009. Understanding the genetic diversity and the susceptibility to B. thuringiensis proteins in H. armigera and H. zea populations in Brazil are crucial for establishing Insect Resistance Management (IRM) programs in Brazil. Therefore, the objectives of this study were: (a) to infer demographic parameters and genetic structure of H. armigera and H. zea Brazil; (b) to assess the intra and interspecific gene flow and genetic diversity of H. armigera and H. zea; and (c) to evaluate the susceptibility to Vip3Aa20 protein in H. armigera and H. zea populations of Brazil. A phylogeographic analysis of field H. armigera and H. zea populations was performed using a partial sequence data from the cytochrome c oxidase I (COI) gene. H. armigera individuals were most prevalent on dicotyledonous hosts and H. zea individuals were most prevalent on maize crops. Both species showed signs of demographic expansion and no genetic structure. High genetic diversity and wide distribution were observed for H. armigera. A joint analysis indicated the presence of Chinese, Indian, and European lineages within the Brazilian populations of H. armigera. In the cross-species amplification study, seven microsatellite loci were amplified; and showed a potential hybrid offspring in natural conditions. Interespecific analyses using the same microsatellite loci with Brazilian H. armigera and H. zea in compare to the USA H. zea were also conducted. When analyses were performed within each species, 10 microsatellites were used for H. armigera, and eight for H. zea. We detected high intraspecific gene flow in populations of H. armigera and H. zea from Brazil and H. zea from the USA. Genetic diversity was similar for both species. However, H. armigera was more similar to H. zea from Brazil than H. zea from the USA and some putative hybrid individuals were found in Brazilian populations.Tthere was low gene flow between Brazilian and USA H. zea. The baseline susceptibility to Vip3Aa20 resulted in low interpopulation variation for H. zea (3-fold) and for H. armigera (5-fold), based on LC50. H. armigera was more tolerant to Vip3Aa20 than H. zea (≈ 40 to 75-fold, based on CL50). The diagnostic concentration for susceptibility monitoring, based on CL99, was fairly high (6,400 ng Vip3Aa20/cm2) for H. zea and not validated for H. armigera due to the high amount of protein needed for bioassays. Implementing IRM strategies to Vip3Aa20 in H. armigera and H. zea will be of a great challenge in Brazil, mainly due to the low susceptibility to Vip3Aa20 and high genetic diversity and gene flow in both species, besides a potential of hybrid individuals between H. armigera and H. zea under field conditions.

Descrição preliminar de coníferas neopaleozóicas da Bacia do Paraná

Neste trabalho descervem-se fragmentos de coníferas encontrados em sedimentos do Permo-carbonífero da Bacia do Paraná. O autor apresenta ainda considerações a respeito das eventuais implicações fitogeográficas a que os achados parecem conduzir, abordando também problemas fitogenéticos. Dois gêneros novos são propostos: Kraeuselcladus e Brasiliocladus. A sua atribuição às coniferales, justifica-se tanto pelas características morfológicas como pela organização estrutural. O primeiro inclui espécies novas, K. canoinhensis e K. catarinensis e o seu documentário foi obtido perto de Canoinhas, norte do Estado de Santa Catarina, na Formação Estrada Nova (fácies Teresina), Grupo Passa Dois, Permiano. Brasiliocladus é monotípico, incluindo sòmente a espécie B. acicularis, e seus espécimes foram encontrados em Criciuma, Estado de Santa Catarina, na camada de carvão Irapuá (Putzer, 1952), parte superior do Grupo Tubarão. Kraeuselcladus compreende plantas lenhosas, com ramificações tipicamente monopodial, de altura provàvelmente moderada, consistindo em um eixo principal rígido coberto de fôlhas lobadas, côncavas na superfície adaxial e com um sistema de ramos laterais cobertos de fôlhas inteiras, uninervadas, decorrentes, espiralmente arranjadas e curvadas para dentro em seus ápices. Êste gênero nôvo assemelha-se a Lecrosia Florin e Walchia Sternberg em alguns aspectos; difere pelos seus ramúsculos não arranjados em um plano, pela forma de suas fôlhas e por outros detalhes de menor importância. Pode ser comparada também a Buriadia Seward et Sahni, gênero que compreende ramos estéreis de coníferas que ocorrem na flora do Gondvana inferior da Índia (Camadas Karharbari - Permiano Inferior, Jacob, 1952), e também já referido no Brasil (Read, 1941; Dolianiti, 1952), mas suas fôlhas são convexas no lado adaxial, apresentam diferente heterofilia e morfològicamente bastante diversificadas. Por outro lado, Brasiliocladus é uma forma com ramúsculos delicados irregularmente arranjados, nos quais crescem fôlhas inteiras linearmente lanceoladas e aciculares, quase retas, decorrentes, espeiralmente dispostas e com nervações finas e paralelas. A comparação dêstes ramos estéreis com qualquer fragmento de conífera conhecido no Paleozóico Superior, apenas diz respeito a alguns aspectos morfológicos. Uma nervação paralela similar aparece em Moranocladus, conífera com Gonvana Inferior da Índia, embora suas fôlhas sejam mais longas e mais largas e apresentem ainda uma forte nervura mediana. Voltzia possui fôlhas similares quanto à forma com alguns de nossos exemplares mas são caracteristicamente dimórficas, inteiras e mais abertas. O restante do material examinado, inclui ramos folhosos estéreis de última ou penúltima ordem, encontrados na camada de carvão Irapuá, em Criciúma, Estado de Santa Catarina e em Corumbataí, Estado de São Paulo, na Formação Estrada Nova (Mendes e Mezzalira, 1946). Estes espécimes isolados de ramos de coníferas não são satisfatòriamente preservados para uma determinação precisa, mas suas possíveis afinidades genéricas são discutidas.