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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2006.tde-20062006-125453
Documento
Autor
Nome completo
Samuel Martinelli
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2006
Orientador
Banca examinadora
Omoto, Celso (Presidente)
Figueira, Antonio Vargas de Oliveira
Papa, Geraldo
Silva Filho, Marcio de Castro
Zucchi, Maria Imaculada
Título em português
Suscetibilidade a deltametrina e variabilidade molecular em populações de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) coletadas nas culturas do algodoão e milho no Brasil
Palavras-chave em português
algodão
genética de popuIação
inseticida – resistência
marcador molecular
milho
Resumo em português
Com a crescente expansão de cultivos agrícolas no Brasil, tem sido bastante comum o sistema de produção de algodão e milho em uma mesma região. Como uma possível conseqüência deste sistema de cultivo, os problemas com Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) têm aumentado nestas duas culturas nos últimos anos. Assim, para o estabelecimento de um manejo mais efetivo desta praga, foi levantada a hipótese de que as mesmas populações de S. frugiperda atacam as culturas do algodão e milho em uma determinada região. Para testar esta hipótese, foram realizados os seguintes estudos: 1) a avaliação a suscetibilidade ao piretróide deltametrina em populações de S. frugiperda, e 2) a estimativa da similaridade e da estrutura genética em populações de S. frugiperda com o uso de marcadores moleculares RAPD e AFLP. A avaliação da suscetibilidade a deltametrina das populações de S. frugiperda foi realizada mediante bioensaio de aplicação tópica. Além disso, foi avaliada a resposta à seleção com deltametrina em uma população de S. frugiperda em condições de laboratório. As populações de S. frugiperda coletadas na cultura do algodão foram significativamente menos suscetíveis a deltametrina do que as populações coletadas no milho. Estes resultados poderiam ser entendidos como uma conseqüência da pré-seleção de indivíduos resistentes a deltametrina A população de S. frugiperda selecionada em laboratório apresentou uma razão de resistência a deltametrina de ≈14 vezes. Pela técnica de RAPD, os dendrogramas (Simple Matching e Jaccard) classificaram as populações da praga em grupos proximamente relacionados com a região geográfica de coleta dos insetos. Não foi identificado nenhum ramo capaz de separar e associar as populações de S. frugiperda a nenhuma das duas plantas hospedeiras avaliadas. Estes resultados sugeriram que as populações da praga em algodão e milho em uma determinada região do Brasil apresentam um nível significativo de fluxo gênico. Os resultados da técnica AFLP foram organizados em um dendrograma UPGMA (índice de Jaccard), o qual também não classificou as populações da praga em grupos relacionados às plantas nas quais os insetos foram coletados. Não foi detectada correlação significativa entre a dissimilaridade genética e distância geográfica nas populações testadas. Foi detectada variação molecular entre as populações da praga atribuída à origem geográfica dos insetos. A análise molecular de variância indicou que 7% da variação molecular total poderiam ser atribuídos à divisão das populações de S. frugiperda em grupos de insetos coletados no Brasil e na Argentina. Além disso, foi detectado 0% de variação genética, e um valor de fluxo gênico Nm=1,32 entre os grupos de populações da praga coletadas nas culturas do algodão e do milho. Assim, as infestações de S. frugiperda que ocorrem em campos de milho e algodão podem ser consideradas como subunidades potencialmente intercruzantes de uma mesma população. Portanto, conclui-se que há necessidade de um planejamento bastante estratégico nos plantios de algodão e de milho, no delineamento de programas de manejo de S. frugiperda no Brasil.
Título em inglês
Susceptibility to deltamethrin and molecular variability of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) populations collected at the cotton and maize crops in Brasil
Palavras-chave em inglês
cotton
insecticide - resistance
maize
molecular marker
population genetics
Resumo em inglês
Due to the expansion of the cultivated areas in Brazil, it has been very common to find the cultivation of cotton and maize in the same region. As a potential consequence to this cultivation system, the problems with Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) have increased for the last years at both crops. In order to provide elements to the establishment of a more effective management of this pest it was hypothesized that the same populations of S. frugiperda attack the cotton and maize crops in Brazil. To test this hypothesis the following studies were conducted: 1) the evaluation the susceptibility to the pyrethroid deltamethrin in S. frugiperda populations and 2) the assessment of the molecular variability and genetic structure in S. frugiperda populations by using RAPD and AFLP molecular markers. The evaluation of the susceptibility to deltamethrin in S. frugiperda populations was conducted by using topical application bioassays. Furthermore, the response of this pest to the selection pressure with the insecticide was evaluated under laboratory conditions. The insect populations collected in the cotton crop were significantly less susceptible to deltamethrin than the ones collected in the maize crop. These results might be consequence of a pre-selection of deltamethrin-resistant individuals. The deltamethrin-resistant population selected under laboratory conditions had the resistance ratio of ≈14 fold. The dendrograms obtained by using RAPD markers (Simple Matching and Jaccard) classified the populations into clusters related to the geographical origin of the samples. Any branch of the dendrograms underpinned a molecular association of S. frugiperda with neither of the two host plants. These results suggested the existence of considerable gene flow between cotton and maize populations of S. frugiperda collected at the same region in Brazil. The AFLP results were organized in a UPGMA dendrogram (Jaccard index) which also did not classify the populations of S. frugiperda into clusters related to the host plant in which the insects were collected. It was not found a significant correlation between genetic dissimilarity and geographical distances. It was detected genetic variation attributable to the geographical origin of the populations. The analysis of molecular variance highlighted 7% of the variation due to the division of the S. frugiperda populations into Brazilian and Argentine groups. Also, no molecular variation (0%) and a gene flow rate equal to Nm=1.32 were estimated between fall armyworm group of populations collected at maize and cotton fields in Brazil. The same populations of S. frugiperda infest cotton and maize crops in Brazil and could be considered as interbreeding subunits of the same population. Therefore, there is a need of strategic action plans to the planting of cotton and maize crops for designing of management programs of S. frugiperda in Brazil.
 
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SamuelMartinelli.pdf (535.81 Kbytes)
Data de Publicação
2006-07-04
 
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