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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2023.tde-01112023-130856
Documento
Autor
Nombre completo
Aline Nunes da Silva
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2023
Director
Tribunal
Delalibera Junior, Italo (Presidente)
Lopes, Rogério Biaggioni
Sosa-Gomez, Daniel Ricardo
Título en portugués
Susceptibilidade diferencial de Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae) a espécies de Metarhizium: influência do feromônio de alarme no processo infectivo
Palabras clave en portugués
Biodefensivo
Feromônio de alarme
Fungos entomopatogênicos
Microrganismos
Pentatomídeos
Resumen en portugués
A falta de ferramentas sustentáveis para o controle de insetos-praga torna o controle microbiano uma alternativa promissora. Entretanto, alguns insetos desafiam essa abordagem por apresentar baixa susceptibilidade. Para os pentatomídeos essa tem sido associada à emissão de compostos voláteis que prejudicam o desenvolvimento fúngico. Buscando desenvolver um biopesticida para controle de Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae), a virulência de cinco espécies do gênero Metarhizium foi avaliada e a interação complexa entre fungos entomopatogênicos e pentatomídeos foi explorada para elucidar aspectos relacionados a efetividade das infecções fúngicas. Para o primeiro capítulo destaca-se: (i) Os parâmetros de susceptibilidade de adultos (≈100%) e rendimento da fermentação sólida de conídios (>1,5x109 conídios/g) resultaram na seleção dos isolados ESALQ 3364 e ESALQ 4395; (ii) Na avaliação da mortalidade de ninfas (<70%) foi observada a ausência do padrão idade-dependência; (iii) A partir da realização de bioensaios in vitro e análises de microscopia óptica foi determinado pela primeira vez o efeito ovicida de M. pingshaense para a espécie E. heros; (iv) Na concentração letal mediana para adultos (CL50) ambos os isolados apresentaram o mesmo valor (5,1x105 conídios/mL); (v) Foram desenvolvidas dois tipos de formulação, sendo que as em pó (pó-molhável) tiveram melhor estabilidade que as oleosas (óleo dispersível). Em seguida, no capítulo dois: (i) A partir de análises de microscopia eletrônica de varredura constatou-se que a adesão e germinação de conídios não são afetadas pela emissão dos compostos voláteis pela glândula metatorácica (MTG), bem como os isolados de M. pingshaense apresentaram tubos germinativos maiores em relação ao isolado controle (ESALQ E9); (ii) Por técnicas CG-EM e CG-DIC determinou-se que a emissão de voláteis não foi influenciada por diferentes espécies fúngicas, e os compostos majoritários foram: (E)-2-hexenal, (E)-2-octenal, 4-oxo-(E)-hexenal e tridecano; (iii) De forma semelhante, o padrão quantitativo de hidrocarbonetos cuticulares não diferiu entre insetos infectados com diferentes espécies de Metarhizium e estes majoritariamente foram classificados como n-alcanos; (iv) Na avaliação in vitro do efeito de diferentes concentrações dos compostos sintéticos do feromônio de alarme, a concentração que mimetiza a emissão natural (10µg/mL) não afetou a germinação e o crescimento fúngico, com destaque para o tratamento de mistura de compostos (blend) que estimulou a germinação do isolado ESALQ 4395. Esses resultados contradizem o já documentado efeito deletério dos compostos voláteis emitidos por E. heros sob o desenvolvimento fúngico, uma vez que M. pingshaense foi estimulado pela ação sinérgica do blend em concentrações próximas a emissão natural. A identificação desse padrão pode contribuir para o entendimento dos mecanismos envolvidos na relação inseto-patógeno, auxiliando no desenvolvimento de estratégias mais eficazes de controle biológico.
Título en inglés
Differential susceptibility of Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae) to Metarhizium species: influence of the alarm pheromone on the infective process
Palabras clave en inglés
Alarm pheromone
Biodefensive
Entomopathogenic fungi
Microorganisms
Stink bugs
Resumen en inglés
The lack of sustainable tools for insect pest control makes microbial control a promising alternative. However, some insects challenge this approach by showing low susceptibility. For stink bugs, this has been associated with the emission of volatile compounds that hinder fungal development. Seeking to develop a biopesticide for controlling Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae), the virulence of five species from the genus Metarhizium was evaluated, and the complex interaction between entomopathogenic fungi and stink bugs was explored to elucidate aspects related to the effectiveness of fungal infections. In the first chapter, the following highlights were observed: (i) The susceptibility parameters of adults (≈100%) and the solid fermentation yield of conidia (>1.5x109 conidia/g) resulted in the selection of isolates ESALQ 3364 and ESALQ 4395; (ii) When evaluating nymph mortality (<70%), the absence of an age-dependent pattern was observed; (iii) The ovicidal effect of M. pingshaense for the species E. heros was determined for the first time through in vitro bioassays and optical microscopy analyses; (iv) Both isolates presented the same median lethal concentration for adults (LC50) with a value of 5.1x105 conidia/mL; (v) Two types of formulations were developed, where the powdered ones (wettable powder) was more stable than the oil-based ones (oil dispersible). Moving on to chapter two: (i) Scanning electron microscopy analyzes revealed that the adhesion and germination of conidia are not affected by the emission of volatile compounds from the metathoracic gland (MTG), and the isolates of M. pingshaense showed larger germ tubes compared to the control isolate (ESALQ E9); (ii) By using GC-MS and GC-FID techniques, it was determined that the emission of volatiles was not influenced by different fungal species, and the major compounds were (E)-2-hexenal, (E)-2-octenal, 4-oxo-(E)-hexenal, and tridecane; (iii) Similarly, the quantitative pattern of cuticular hydrocarbons did not differ between insects infected with different Metarhizium species, and these were predominantly classified as n-alkanes; (iv) In the in vitro evaluation of the effect of different concentrations of synthetic compounds of the alarm pheromone, the concentration that mimics natural emission (10µg/mL) did not affect fungal germination and growth, with a noteworthy finding that the blend treatment stimulated the germination of isolate ESALQ 4395. These results contradict the deleterious effect of volatile compounds emitted by E. heros, as M. pingshaense was stimulated by the synergistic action of the blend at concentrations close to natural emission. Understanding this pattern may contribute to the comprehension of action mechanisms in the insect-pathogen relationship, assisting in developing more effective strategies for biological control.
 
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Fecha de Publicación
2023-11-07
 
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