Biological control of pests is a growing market in the world. It is expected that the use entomopathogenic fungi to control pests will take an important share of this market. Most fungal products in the world are based on aerial conidia produced by solid fermentation using cereal grains. An alternative for aerial conidia is the use of blastospores, yeast-like hydrophilic cells that can be produced in large amounts by liquid fermentation in a short time (<4 days), in a small space and with low hand labor compared to the solid fermentation method. Therefore, the main objectives of the present studies were first to optimize a liquid culture medium for low cost production of Metarhizium blastopores; second: to assess the bioactivity of air-dried blastospores against the cattle-tick Rhipicephalus microplus; third: to develop an air- dried and spray-dried Metarhizium blastospore formulation with bioactivity against the corn-leafhopper Dalbulus maidis; fourth: to improve the shelf-life of the best air-dried and spray-dried formulations stored in refrigerated (± 4°C) and in ambient conditions (28°C) using oxygen and moistures absorbrs or vacuum and fifth: to use comparative genome-wide transcriptome analyses to determine changes in gene expression between the filamentous and blastospore growth phases in vitro to characterize physiological changes and metabolic signatures associated with M. anisopliae and M. rileyi dimorphism. We showed that blastospore production of Metarhizium is isolate- and species-dependent. Glucose-enriched cultures inoculated with pre-cultures improved yields reaching optimal growth for Metarhizium robertsii ESALQ1426 (5.9 x 10⁸ blastospores/mL) within 2 d. Resultant air-dried blastospores of ESALQ1426 were proved to quickly kill R. micropulus larvae with an efficiency comparable to that of conidia. We argue that both osmotic pressure, induced by high glucose titers, and isolate selection are critical to produce high yields of blastospores that hold promise to control R. microplus larvae. Fermentation experiments based on growth kinetics defined a low-cost medium using 80 g/L corn steep liquor as the most suitable nitrogen source for inducing blastospore growth in M. robertsii (4.7 x 10⁸ cells/mL) in only 2 days of cultivation at a total cost of $0.30 USD per L. The dried blastospores were as high virulence as fresh cells to D. maidis adults fed on maize plants. Co-formulants were selected to compose formulations that allowed to keep M. roberstii blastospore viability after drying. The most promising resulting spray-dried and air-dried were as infective as fresh blastopores to the corn leafhopper inducing mortality rates ranging from 60.3 to 78.2% after spraying with 5 x 10⁷ blastospores/mL. The LC₅₀ was significantly higher for spray-dried formulation (2.42 x 10⁷) than for the air-dried formulation (4.65 x 10⁶) suggesting a possible detrimental effect of the former technology in fungal virulence. Comparative genome- wide transcriptome of M. anisopliae showed a clear molecular distinction between the blastospore and mycelial phases. The main physiological processes associated with up-regulated gene content in blastospores during liquid fermentation were oxidative stress, amino acid metabolism, respiration processes, transmembrane transport and production of secondary metabolites. In contrast, the up-regulated gene content in hyphae was associated with increased growth metabolism and cell wall re- organization, which underlines the specific functions and altered growth morphology of M. anisopliae blastospores and hyphae, respectively. Conversely, it was observed that the M. rileyi yeast-like cells produced in liquid medium activated a series of specific genes related to signal transduction, and specific membrane transporters related to iron acquisition which was not observed in hyphae. Oxidative stress and activation of specific heat shock proteins were key factors involved in formation of yeast-like cells. On the other hand the yeast-like phase grown in solid medium activates a set of unique genes, not found in other Metarhizium spp., specific membrane proteins and several virulence factors. Significant transcriptomic differences between the metabolism of blastospores and of hyphae were demonstrated. These findings illustrate important aspects of fungal morphogenesis in M. anisopliae and highlight the main metabolic activities of each propagule under in vitro growth conditions. The genomic studies laid the foundation for understanding the main metabolism required for blastospores growth in liquid medium and identified candidate genes that will serve as a basis for future research on optimizing M. rileyi blastospore production.

O controle biológico de pragas é um mercado crescente no mundo. Espera-se que o uso de fungos entomopatogênicos no controle de pragas ocupe uma parcela importante desse mercado nos próximos anos. A maioria dos produtos à base de fungos no mundo é composta por conídios aéreos produzidos por fermentação sólida com grãos de cereais. Uma alternativa aos conídios aéreos é o uso de blastosporos, células hidrofílicas semelhantes a leveduras. Estas células podem ser produzidas em grandes quantidades por fermentação líquida em curto tempo (<4 dias), em um espaço pequeno e com pouco trabalho manual em comparação com o método de fermentação sólida. Portanto, os principais objetivos dos presente estudo foram: primeiro: otimizar um meio de cultura líquido, de baixo custo, para a produção de blastoporos de Metarhizium; segundo: avaliar a bioatividade dos blastosporos secos por secagem lenta contra o carrapato-do-boi Rhipicephalus microplus; terceiro: desenvolver uma formulação pó-molhável de blastosporos de Metarhizium com bioatividade contra a cigarrinha do milho Dalbulus maidis; quarto: buscar o incremento do tempo de prateleira das melhores formulações secadas pelos métodos de secagem lenta e spray-dryer, com adição de absorventes de oxigênio e umidade nas embalagens ou a vácuo e armazenadas em geladeira (± 4 °C) e em condições de ambiente (28°C); quinto: determinar in vitro as alterações na expressão gênica entre as fases de crescimento filamentoso e leveduriforme (blastosporo) que possam estar associadas às principais alterações fisiológicas e metabolismos do dimorfismo de M. anisopliae e M. rileyi. Mostramos que a produção de blastosporos de Metarhizium varia entre isolados e espécies. As culturas enriquecidas com glicose e inoculadas com pré-culturas melhoraram a produção de Metarhizium robertsii ESALQ1426 (5.9 x 10⁸ blastospores /mL) em apenas 2 d. Os blastosporos de ESALQ1426 obtidos por secagem lenta mataram larvas de R. microplus com uma eficiência comparável a conídios aéreos. Tanto a pressão osmótica, induzida por altos teores de glicose, quanto a seleção de isolados se mostraram ser fatores críticos para produção de altos rendimentos de blastosporos de Metarhizium, que por sua vez, são infectivos a larvas de R. microplus. Os experimentos de cinética de crescimento de blastosporos e otimização da fonte de nitrogênio resultaram na definição de um meio de baixo custo usando milhocina (80 g/L) como fonte de nitrogênio atingindo rendimentos de 4.7 x 10⁸ para ESALQ1426 em apenas 2 dias de cultivo a um custo de apenas US$ 0,30/L. Os blastosporos/mL. para ESALQ1426 em apenas 2 dias de cultivo a um custo de apenas US$ 0,30/L. Os blastosporos obtidos por secagem lenta foram tão virulentos quanto blastosporos frescos para adultos de D. maidis mantidos em plantas de milho. Co-formulantes foram selecionados para compor formulações que preservassem a viabilidade dos blastosporos de ESALQ1426 durante o processo de secagem. As formulações de blastosporos secos por secagem lenta e spray-dryer foram tão virulentas quanto os blastosporos frescos para a cigarrinha do milho, induzindo taxas de mortalidade variando de 60,3 a 78,2% após a pulverização com 5 x 10⁷ blastospores/mL. O LC₅₀ foi significativamente maior para a formulação obtida por secagem lenta (2.42 x 10⁷) do que para a formulação obtida em spray-dryer (4.65 x 10⁶), sugerindo um possível efeito prejudicial da tecnologia anterior na virulência dos fungos. O transcriptoma de M. anisopliae revelou uma clara distinção na expressão gênica entre as fases leveduriforme e micelial. Os principais processos fisiológicos regulados nos blastosporos durante a fermentação líquida foram estresse oxidativo, metabolismo de aminoácidos, processos respiratórios, transporte transmembranar e produção de metabólitos secundários. Por outro lado, os principais processos fisiológicos regulados nas hifas estavam associados ao crescimento e a reorganização da parede celular. Esses resultados destacam as principais funções metabólicas relacionadas a morfologia de crescimento dos blastosporos e hifas de M. anisopliae, respectivamente. Por outro lado, observou-se que células leveduriformes (blastosporos) de M. rileyi produzidas em meio líquido ativaram uma série de genes específicos relacionados à transdução de sinal e transportadores de membrana relacionados à aquisição de ferro, o que não foi observado nas hifas. O estresse oxidativo e a ativação de proteínas específicas "heat shock protein" foram fatores- chave envolvidos na formação de células leveduriformes. Por outro lado, a fase leveduriforme cultivada em meio sólido ativa um conjunto de genes únicos, não encontrados em outras espécies de Metarhizium, como proteínas específicas da membrana e vários fatores de virulência. Esses estudos demonstraram claras diferenças entre o metabolismo dos blastosporos e das hifas. Esses achados ilustram aspectos importantes da morfogênese em M. anisopliae Esses achados ilustram aspectos importantes da morfogênese em M. anisopliae e destacam as principais atividades metabólicas de cada propágulo sob condições de crescimento in vitro. Os estudos de transcriptoma estabeleceram as bases para a compreensão do metabolismo necessário para o crescimento de blastosporos em meio líquido e identificaram genes candidatos que servirão de base para futuras pesquisas sobre a otimização da produção de blastosporos de M. rileyi.