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dc.creatorPerini, Clérison Régis
dc.date.accessioned2019-01-16T14:48:36Z
dc.date.available2019-01-16T14:48:36Z
dc.date.issued2018-09-07
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/15377
dc.description.abstractLarvae of the soybean looper, Chrysodeixis includens (Walker, [1858]) (Lepidoptera: Noctuidae), is the most important soybean caterpillar pest in Brazil due to high tolerance to insecticides and control failures in soybean fields. In this sense, we conducted some researches to evaluate the performance of insecticides against C. includens on soybean in field conditions over three years (2014, 2015, and 2016) and a high-throughput RNA sequencing on two Brazilian populations of C. includens, LAB and MS, differing in susceptibility to pyrethroid λ-cyhalothrin. In the first research, the number of surviving small and large larvae of C. includens was evaluated at 3, 7, and 10 days after spray. Moreover, in 2016 we compared the efficacy of one and two applications of each insecticide within a seven-day interval. In the second research, RNA was extracted from head and thorax + abdomen parts of 3° instar larvae of C. includens susceptible and resistant and paired-end Illumina libraries were generated using the TruSeq® RNA Library Prep Kit. The Illumina data was used to compare the transcriptomes evaluating mutations and a global differential gene expression between these populations. Considering the results of the field trials the majority of insecticides showed low efficacy against larvae of C. includens, over three years of experiments. The insecticides indoxacarb and chlorfenapyr had consistently the highest reduction of larvae of C. includens. The second application of methoxyfenozide, spinetoram, indoxacarb, and flubendiamide+thiodicarb increased efficacy significantly against large larvae. The mixture of chlorfluazuron+acephate reduced defoliation in 2016 but did not effect larval density. Considering the three-year period, these findings demonstrate that few insecticides are effective to cause mortality of C. includens on soybean, suggesting further investigation of insecticide resistance. Some of the insecticides needed a second application to improve efficacy or to reduce the injury on soybean leaves. Based on these results, the grower also has to take into account the cost of these insecticides, because the most effective insecticides in this case are costlier. In the other hand, based on the second research, our results revealed several potential molecular mechanisms on C. includens responsible for its low susceptibility to pyrethroid insecticides. The comparison between sodium channel transcript, which is the target of pyrethroids, resistant vs. susceptible populations, MS vs. LAB, we found five nonsynonymous mutations within the coding region of the voltage gated sodium channel in the resistant population (N1013I, L1314V, Q1433H, F1608C, and P1800S), specifically in domains II, III, and IV. These mutations might alter the protein conformation and reduce sensitivity of connection between pyrethroids and sodium channel. Also, the high abundance of transcripts related to metabolic enzymes including cytochrome p450s, glutathione s-transferases, esterases, and UDP glycosyltransferases, suggests an intense detoxification process of pyrethroid in C. includens. Some of these enzymes were upregulated in the head of the resistant population, suggesting that a detoxification process begins in the mouth parts and continues through the gut. This overexpression of detoxification genes in MS population might be enhanced via a signaling pathway of two overexpressed GPCR genes in the head. In order to compensate the spent energy in the detoxification 15 process, larvae of soybean looper showed high expression of some potential digestive and metabolic energy enzymes such as: trypsin, serine protease, lipase, and chymotrypsin. In addition, cuticle genes were found to be upregulated in the thorax + abdomen, which represents a potential barrier to insecticide penetrate in the resistant larvae. In summary, our findings represent the first insights into the molecular mechanisms underlying insecticide resistance in C. includens. Thus, the management of C. includens in soybean is challenging and the tactics have to be combined in an integrated pest management and insecticide resistance management.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectFalsa-medideirapor
dc.subjectControle químicopor
dc.subjectTranscriptomapor
dc.subjectMutação genéticapor
dc.subjectGenes detoxificantespor
dc.subjectSoybean loopereng
dc.subjectChemical controleng
dc.subjectTranscriptomeeng
dc.subjectGenetic mutationeng
dc.subjectDetoxification geneseng
dc.titleEficiência de inseticidas químicos e identificação de mecanismos moleculares de resistência a piretroides em Chrysodeixis includens (Lepidoptera: Noctuidae)por
dc.title.alternativeEfficacy of chemical insecticides and identification of molecular mechanisms of pyretroid resistance in Chrysodeixis includens (Lepidoptera: Noctuidae)eng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoA lagarta falsa-medideira, Chrysodeixis includens (Walker, [1858]) (Lepidoptera: Noctuidae), é a mais importante praga da soja no Brasil devido à alta tolerância aos inseticidas e as falhas de controle em lavouras de soja. Neste sentido, foram realizadas pesquisas para avaliar o desempenho de inseticidas no controle de C. includens em soja em condições de campo durante três anos (2014, 2015 e 2016) e o sequenciamento de mRNA (RNA-seq) de duas populações brasileiras de C. includens que diferiram em suscetibilidade à λ-cialotrina piretroide. Na primeira pesquisa, o número de larvas pequenas e grandes de C. includens sobreviventes foi avaliado aos 3, 7 e 10 dias após a pulverização. Além disso, em 2016, foi comparada a eficácia de uma e duas aplicações de cada inseticida em um intervalo de sete dias. No segundo trabalho, o RNA total foi extraído das partes da cabeça e do tórax + abdômen de larvas de 3° instar de C. includens suscetíveis e resistentes e bibliotecas Illumina de extremidade dupla foram geradas usando o TruSeq® RNA Library Prep Kit. Os dados do sequenciamento foram utilizados para comparar os transcriptomas e avaliar mutações e a expressão diferencial de genes entre essas populações. Considerando os resultados dos ensaios de campo, a eficácia de controle da maioria dos inseticidas foi baixa para larvas pequenas e grandes de C. includens ao longo dos três anos de experimentos. Os inseticidas indoxacarbe e clorfenapir apresentaram consistentemente a maior redução de larvas de C. includens. A segunda aplicação de metoxifenozide, spinetoram, indoxacarb e flubendiamide + thiodicarb aumentou significativamente a eficácia de larvas grandes. A mistura de clorfluazuron + acefato reduziu a desfolha em 2016, mas não reduziu a densidade larval. Considerando o período de três anos, esses resultados demonstram que poucos inseticidas são eficazes para causar mortalidade de C. includens na soja, sugerindo uma investigação com bases moleculares da resistência a inseticidas. Alguns dos inseticidas precisaram de uma segunda aplicação para melhorar a eficácia ou reduzir a injúria nas folhas de soja. Com base nesses resultados, o produtor também deve levar em conta o custo desses inseticidas, pois os inseticidas mais eficazes, neste caso, são os mais caros. Por outro lado, com base na segunda pesquisa, nossos resultados revelaram vários mecanismos moleculares de resistência em C. includens responsáveis pela baixa suscetibilidade a piretroides. Com análise comparativa do transcrito do canal de sódio, que é alvo dos priretroides, entre as populações suscetível e resistente, MS vs. LAB, foram encontradas cinco mutações não sinônimas na região codificadora do gene na população resistente (N1013I, L1314V, Q1433H, F1608C e P1800S), especificamente nos domínios II, III e IV. Essas mutações podem alterar a conformação da proteína e insensibilizar a ligação dos piretroides no canal de sódio. Além disso, a superexpressão de transcritos relacionados a enzimas metabólicas incluindo do citocromo P450, glutationa S-transferase, esterases, e UDP-Glucosyltransferase sugere um intenso processo detoxificativo de inseticidas em C. includens. Algumas destas enzimas foram superexpressas na cabeça da população resistente, sugerindo que o processo detoxificativo inicia no aparelho bucal e continua através do aparelho digestivo das lagartas. Essa 13 superexpressão de genes detoxificantes na população MS pode estar sendo regulada por meio de uma via de sinalização de genes GPCR que foram superexpressos no tecido da cabeça. A fim de compensar a energia gasta no processo detoxificativo, larvas de C. includens apresentaram alta expressão de enzimas digestivas e de metabolismo energético como: tripsina, serina protease, lipase e quimotripsina. Além disso, verificou-se também que os genes da cutícula tiveram alta expressão nos tecidos do tórax + abdómen, o que representa uma potencial barreira aos inseticidas. Em resumo, nossas descobertas representam os primeiros insights sobre as dificuldades de controle e os mecanismos moleculares de resistência a inseticidas em C. includens. Assim, o manejo de C. includens na soja é desafiador e as táticas de controle devem ser combinadas em um manejo integrado de pragas e dentro de um manejo de resistência com o uso de inseticidas com diferences mecanismos de ação. O uso de inseticidas químicos, inseticidas biológicos e plantas geneticamente modificadas que expressam toxinas inseticidas devem ser utilizados no manejo para manter a eficiência da tática de controle e retardar ou evitar o aumento da frequência de indivíduos de C. includens resistentes.por
dc.contributor.advisor1Guedes, Jerson Carus
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0846418627719511por
dc.contributor.referee1Araújo, Daniel Mendes Pereira Ardisson de
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5900778605189135por
dc.contributor.referee2Palma, Janine
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5211346467980172por
dc.contributor.referee3Rosales, Enrique Ariel Castiglioni
dc.contributor.referee4Jurat-Fuentes, Juan Luiz
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5510035365151576por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentAgronomiapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agronomiapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Ruraispor


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