Fatores e mecanismos que influenciam a resistência em soja a Anticarsia gemmatalis Hübner e Spodoptera frugiperda (J. E. Smith)

Pós-graduação em Agronomia (Entomologia Agrícola) - FCAV

Effects of sublethal doses of methoxyfenozide on the development, survival and reproduction of Spodoptera frugiperda.

The lethal and sublethal effects of the ecdysone agonist methoxyfenozide on the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith), were investigated by feeding a methoxyfenozide-treated diet to ϐifth instars until pupation in doses corresponding to the LC 10 and LC 25 for the compound. Larval mortality reached 8% and 26% in the low and high concentration groups, respectively, on the seventh day of the experiment. A progressive larval mortality of 12% for the LC 10 and 60% for the LC 25 was observed before pupation. Treated larvae exhibited lower pupal weights, higher pupal mortality, presence of deformed pupae, and more deformed adults than untreated larvae. The incorporation of methoxyfenozide into the diet had a signiϐicant effect on the timing of larval development. The development period for males and females was about seven days longer than the controls for both concentrations tested. In contrast, the compound affected neither pupae nor adult longevity. Finally, S. frugiperda adults that resulted from ϐifth instars treated with methoxyfenozide were not affected in their mean cumulative number of eggs laid per female (fecundity), nor percentages of eggs hatched (fertility), or the sex ratio. Our results suggest that the combination of lethal and sublethal effects of methoxyfenozide may have important implications for the population dynamics of the fall armyworm

Bioecology of Spodoptera frugiperda (Smith, 1757) in different cover crops.

The objective of this work was to evaluate the biological variables of Spodoptera frugiperda on species of cover crops. The experiments were conducted in laboratory and greenhouse using the following species: sunflower (Helianthus annuus), sun hemp (Crotalaria juncea), brachiaria (Urochloa decumbens e Urochloa ruziziensis), millet (Pennisetum americanum), black oat (Avena stringosa), white lupin (Lupinus albus), forage turnip (Rafanus sativus) and maize (Zea mays). In laboratory the S. frugiperda larval survival varied from 57%, on L. albus, to 93% on H. annuus and the survival of the pre-imaginal phase varied from 45% on U. decumbens to 81.6% on Z. mays. On C. juncea the larval biomass was lower and the development period of the young and larval stage was higher. The adaptation index was less on C. juncea in greenhouse and laboratory. In greenhouse the larval survival at 14 days was similar for all plants and at 21 days was the lowest on C. juncea. There was less accumulation of biomass at 14 days on C. juncea and at 21 days on C. juncea and A. stringosa. Regarding damage, C. juncea presented less susceptibility to Spodoptera frugiperda attack, which together with the other evaluated parameters, indicated this plant as the most appropriate for soil cover before cultivation of maize.

Life-history traits of Spodoptera frugiperda populations exposed to low-dose Bt maize.

Exposure to Bacillus thuringiensis (Bt) toxins in low- and moderate-dose transgenic crops may induce sublethal effects and increase the rate of Bt resistance evolution, potentially compromising control efficacy against target pests. We tested this hypothesis using the fall armyworm Spodoptera frugiperda, a major polyphagous lepidopteran pest relatively tolerant to Bt notorious for evolving field-relevant resistance to single-gene Bt maize. Late-instar larvae were collected from Bt Cry1Ab and non-Bt maize fields in five locations in Brazil, and their offspring was compared for survival, development, and population growth in rearing environment without and with Cry1Ab throughout larval development. Larval survival on Cry1Ab maize leaves varied from 20 to 80% among the populations. Larvae reared on Cry1Ab maize had seven-day delay in development time in relation to control larvae, and such delay was shorter in offspring of armyworms from Cry1Ab maize. Population growth rates were 50?70% lower for insects continuously exposed to Cry1Ab maize relative to controls, showing the population-level effect of Cry1Ab, which varied among the populations and prior exposure to Cry1Ab maize in the field. In three out of five populations, armyworms derived from Bt maize reared on Cry1Ab maize showed higher larval weight, faster larval development and better reproductive performance than the armyworms derived from non-Bt maize, and one of these populations showed better performance on both Cry1Ab and control diets, indicating no fitness cost of the resistance trait. Altogether, these results indicate that offspring of armyworms that developed on field-grown, single-gene Bt Cry1Ab maize had reduced performance on Cry1Ab maize foliage in two populations studied, but in other three populations, these offspring had better overall performance on the Bt maize foliage than that of the armyworms from non-Bt maize fields, possibly because of Cry1Ab resistance alleles in these populations. Implications of these findings for resistance management of S. frugiperda in Bt crops are discussed.

Population structure of Spodoptera frugiperda collected in maize from different Brazilian geographic regions.

Spodoptera frugiperda é a praga do milho de maior importância econômica no Brasil. Existe pouca informação disponível sobre a estrutura genética, utilizando marcadores SSR, de populações de S. Frugiperda coletadas em cultivos de milho.Neste estudo, 21 marcadores SSR foram utilizados para avaliar a diversidade e a estrutura genética de S. frugiperda coletadas em regiões brasileiras geograficamente distintas. Um total de 227 alelos foram obtidos, com uma média de 10,76 alelos por marcador, e os valores do Conteúdo de Informação Polimórfica (PIC) variaram de 0,242 a 0,933, com uma média de 0,621, indicando alto poder de discriminação. O FST geral, 0,061, indicou moderada diferenciação genética entre as populações de S. frugiperda coletadas em milho e a Amova mostrou que 87,36% da variação está dentro de populações. O teste de Mantel mostrou correlação significativa entre distâncias genéticas e distâncias geográficas. Os dados genéticos demonstraram que todos os indivíduos dos seis locais de amostragem foram estruturados em duas sub-populações, sendo uma delas composta apenas pela população CL, coletada no estado do Rio Grande do Sul. O conhecimento sobre a diversidade genética e a estrutura populacional de S. frugiperda é importante para o desenvolvimento de estratégias para os sistemas de manejo e monitoramento de insetos-praga, especialmente para a diferenciada população CL.

Efeitos de Bacillus thuringiensis (Cry1Ac) na atividade do vírus de poliedrose nuclear de Spodoptera frugiperda.

2016

Compostos secundários de plantas para o controle de insetos herbívoros: ensaio com Spodoptera frugiperda.

Muitas plantas produzem alguns tipos de substancias, denominados de compostos secundários, que são utilizados por essas espécies que os produzem, como uma forma de defesa contra alguns herbívoros. Essas substancias, costumam apresentar atividades mais especificas, e sabe-se que a maioria deles são facilmente decompostos, quando colocados no meio ambiente. Essas características, quando em nível não exagerado, são qualidades desejáveis para evitar que atinjam organismos não alvos e que acumulem no ambiente. Neste trabalho estamos avaliando a atividade de cerca de 30 espécies de plantas de diferentes regiões do Brasil, utilizando-se como inseto teste, lagartas de Spodoptera frugiperda, que foram eleitas por serem polífagas. Nessas espécies vegetais serão ainda pesquisados os grupos de substancias presentes, através de reações químicas especificas e será verificado seu relacionamento com as atividades, quando houver. Inicialmente foram preparados apenas um tipo de extrato das diferentes partes do vegetal, por percolacao, que foram testados em lagartas de 5o. instar, quanto a deterrencia, impregnando discos de folhas de milho, com o extrato. No final de duas horas os discos foram retirados e procedida a medida de sua área foliar. Os dados foram avaliados comparando-se o consumo da área foliar dos discos tratados e não tratados. Após esse teste, as lagartas são alimentadas por mais 24 horas com o material impregnado com o extrato, e são anotadas as mortalidades. O desenvolvimento das lagartas são acompanhadas até sua muda final. Quando observada atividade deterrente ou mortalidade, são preparados extratos com diferentes tipos de solventes, para avaliar a fração ativa. Ate o momento foram observadas atividades deterrente e inseticida em algumas espécies de plantas do Pantanal e estamos verificando a concentração necessária para se obter essas atividades.

Estudo cinético das concentrações de rutina e de ácido clorogênico em folhas de quatro genótipos de milho infestadas com larvas de Spodoptera frugiperda.

2016

Técnicas de criação em laboratório e dispersão do parasitóide de pupas Trichospilus diatraeae (Hymenoptera: eulophidae) no campo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Effects of insecticides used in corn on immature stages of trichogramma atopovirilia (hymenoptera: trichogrammatidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

EVALUATION OF IN VITRO AND IN VIVO EFFECTS OF SEMIPURIFIED PROTEINASE INHIBITORS FROM THEOBROMA SEEDS ON MIDGUT PROTEASE ACTIVITY OF LEPIDOPTERAN PEST INSECTS

We have characterized in vitro and in vivo effects of trypsin inhibitors from Theobroma seeds on the activity of trypsin- and chymotrypsin-like proteins from Lepidopteran pest insects. The action of semipurified trypsin inhibitors from Theobroma was evaluated by the inhibition of bovine trypsin and chymotrypsin activities determined by the hydrolysis of N-Benzoyl-DL-Arginine-p-Nitroanilide (BAPA) and N-Succinyl-Ala-Ala-Pho-Phe p-Nitroanilide (S-(Ala)2ProPhe-pNA). Proteinase inhibitor activities from Theobroma cacao and T. obovatum seeds were the most effective in inhibiting trypsin-like proteins, whereas those from T. obovatum and T. sylvestre were the most efficient against chymotrypsin-like proteins. All larvae midgut extracts showed trypsin-like proteolytic activities, and the putative trypsin inhibitors from Theobroma seeds significantly inhibited purified bovine trypsin. With respect to the influence of Theobroma trypsin inhibitors on intact insects, the inclusion of T. cacao extracts in artificial diets of velvet bean caterpillars (Anticarsia gemmatalis) and sugarcane borer (Diatraea saccharalis) produced a significant increase in the percentage of adult deformation, which is directly related to both the survival rate of the insects and oviposition.

Replication of Heliothis virescens ascovirus in insect cell lines

Ascoviruses (AVs) infect larvae of various insect pests belonging to the family Noctuidae. The result of AV infection in the hosts is cleavage of infected cells into vesicles, a unique feature of AV infection. Since insect cell lines facilitate the study of virus life cycles, attempts were made to analyze Heliothis virescens AV (HvAV3e) infection in several cell lines and compare cell pathology to larval infection. In this study, replication and cytopathological effects of HvAV3e on four different cell lines were investigated. HvAV3e replication was confirmed in three noctuid cell lines from Spodoptera frugiperda (Sf9) and Helicoverpa zea (BCIRL-Hz-AM1 and FB33). However, the virus did not replicate in the non-noctuid insect cell line from Pieris rapae (Pieridae). Despite replication of the virus in the three permissive cell lines, the cytopathological effects of the virus were significantly different from that of larval infection.

Desenvolvimento dos estágios imaturos de Palmistichus elaeisis Delvare & LaSalle (Hymenoptera, Eulophidae) em pupas de Lepidoptera

Palmistichus elaeisis Delvare & LaSalle, 1993 é um endoparasitóide coletado de pupas de Sabulodes sp. (Lepidoptera, Geometridae). Os estágios imaturos deste parasitóide foram estudados em laboratório (25 ± 1ºC; 70 ± 10% UR; fotofase 14 h) em pupas dos seguintes lepidópteros: Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Crambidae), Anticarsia gemmatalis Hübner, 1818, Heliothis virescens (Fabricius, 1781), Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Noctuidae) e Thyrinteina arnobia (Stoll, 1782) (Geometridae). Observou-se que os ovos e as larvas de 1º ínstar são hialinas e himenopteriformes; as larvas dos 2º, 3º e 4º ínstares são esbranquiçadas e 12 segmentadas. A espécie de hospedeiro não influenciou o número de ínstares.

Estirpes de Bacillus thuringiensis efetivas contra insetos das ordens Lepidoptera, Coleoptera e Diptera

O objetivo deste trabalho foi selecionar entre 300 estirpes de Bacillus thuringiensis as efetivas simultaneamente contra larvas de Spodoptera frugiperda J.E. Smith e Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera: Noctuidae), Anthonomus grandis Boheman (Coleoptera: Curculionidae), Aedes aegypti Linnaeus e Culex quinquefasciatus Say (Diptera: Culicidae). Foram selecionadas duas estirpes de B. thuringiensis, denominadas S234 e S997, que apresentaram atividade contra as três ordens de insetos. As estirpes foram caracterizadas por métodos morfológicos, bioquímicos e moleculares. As mesmas apresentaram duas proteínas principais de 130 e 65 kDa, produtos de reação em cadeia da polimerase de tamanho esperado para a detecção dos genes cry1Aa, cry1Ab, cry1Ac, cry1B e cry2 e cristais bipiramidais, cubóides e esféricos.

Seleção e caracterização molecular de isolados de Bacillus thuringiensis para o controle de Spodoptera spp.

Resumo:O objetivo deste trabalho foi selecionar e caracterizar molecularmente isolados de Bacillus thuringiensistóxicos a Spodoptera eridaniaeS. frugiperda. Trinta e quatro isolados foram submetidos ao bioensaio, dos quais três foram selecionados e usados para a estimativa da CL50. Os isolados selecionados não diferiram da linhagem padrão HD-1. Na caracterização molecular, identificou-se a presença dos genes cry1 e cry2, nos isolados BR37 e BR94, e dos genes cry4A, cry4B, cry10, cry11 e cyt1 no isolado BR58, o que confirmou o perfil proteico obtido de 130, 70 e 65 kDa. Foram identificados cristais bipiramidais e esféricos. O isolado BR58, apesar de não conter os genes relacionados à toxicidade a Lepidoptera, causa mortalidade em ambas as espécies