Soybean is one of the most important sources of oil and protein worldwide. The area planted with soybean significantly increased in the last 50 years, and currently, Brazil is the largest producer. Several agricultural innovations were needed to increase production such as no-tillage system cultivation, soil acid correction and fertilization, new crop varieties adapted to a range of latitudes, inoculation of nitrogen-fixing bacteria, multi-crop system with at least two cropping seasons per year and the use of genetically modified plants. The soybean technology MON 87701 × MON 89788, expressing Cry1Ac and conferring tolerance to glyphosate has been widely adopted in Brazil since 2013. However, pest shifts or resistance evolution could reduce the benefits of this technology. Despite the importance to Integrated Pest Management, knowledge on the population dynamics, shifts and genetic structure of agriculture pest populations in Brazil are still incipient. Here, is presented evidence of the regional reduction in insecticide use across areas in Brazil where Cry1Ac soybean is grown, with up to 50% reduction in the number of insecticide applications for managing lepidopteran pests on non-Bt soybean observed at specific locations. Furthermore, a reduced number of Chrysodeixis includens moths were captured across years in a pest-monitoring study in four mesoregions. The number of Helicoverpa spp. moths captured also were reduced at three mesoregions. In a large-scale sampling of larvae on commercial soybean fields during the 2019 and 2020 crop seasons, C. includens was the main lepidopteran pest in non-Bt fields. More than 98% of larvae found in Cry1Ac soybean were Spodoptera spp., although the numbers of Spodoptera spp. were similar between Cry1Ac soybean and non-Bt fields. Cry1Ac soybean provided a high level of protection against Anticarsia gemmatalis, C. includens, Chloridea virescens and Helicoverpa spp. To investigate the population genetic diversity, population structure, and demographic pattern of Spodoptera eridania, Spodoptera cosmioides and Spodoptera frugiperda, a mitochondrial COI sequence-based analyzes were performed. High genetic diversity was observed for S. eridania sampled on soybean in Brazil. The genetic diversity index of S. eridania was higher than that observed for S. cosmioides and S. frugiperda. Low genetic structure was observed for the three Spodoptera species. The highest 𝝫_ST observed was for S. cosmioides (0.058) followed by for S. eridania (0.058) and S. frugiperda (0.017). There is evidence that the three Spodoptera species evaluated in this study are in demographic and spatial expansion. The results of the study also suggest that corn strain is the major lineage of S. frugiperda occurring in soybean in Brazil. This research clarified and updated the knowledge of insect pest populations attacking soybean in Brazil. A regional suppression of lepidopteran pests and reduced insecticide use with the widespread adoption of Cry1Ac soybean has been observed, bringing economic and environmental benefits. Chrysodeixis includens and A. gemmatalis continue to be primary lepidopteran pests of soybean in Brazil and Cry1Ac soybean continues to effectively manage the target lepidopteran pests. Increase in the relative abundance of non-target Spodoptera spp. larvae in both non-Bt and Cry1Ac soybeans confirmed the emerging importance of this genera in soybean. Finally, these Spodoptera species show low genetic structure and are at demographic and spatial expansion, probably driven by agriculture expansion, especially soybean fields.

A soja é uma das fontes mais importantes de óleo e proteína em todo o mundo. A área plantada com soja aumentou significativamente nos últimos 50 anos e, atualmente, o Brasil é o maior produtor mundial. Várias inovações agrícolas foram necessárias para aumentar a produção, tais como o sistema de plantio direto, correção da acidez do solo e adubação, novas variedades adaptadas a várias latitudes, inoculação de bactérias fixadoras de nitrogênio, sistema de multiculturas com pelo menos duas safras por ano e o uso de plantas geneticamente modificadas. A tecnologia de soja MON 87701 × MON 89788, que expressa a proteína Cry1Ac e confere a tolerância ao herbicida glifosato, vem sendo amplamente adotada no Brasil desde 2013. No entanto, mudanças na composição de pragas ou a evolução de resistência podem reduzir os benefícios desta tecnologia. Apesar da importância no Manejo Integrado de Pragas, o conhecimento sobre a dinâmica populacional, mudanças na composição e a estrutura genética das populações de pragas agrícolas no Brasil ainda são incipientes. Neste trabalho, são apresentadas evidências da redução regional no uso de inseticidas em áreas no Brasil onde a soja Cry1Ac é cultivada, com redução de até 50% no número de aplicações de inseticidas para o manejo de lepidópteros-praga em soja não-Bt, observado em locais específicos. Além disso, um número reduzido de adultos de Chrysodeixis includens foi capturado ao longo dos anos em um estudo de monitoramento de pragas em quatro mesorregiões. O número de adultos de Helicoverpa spp. capturados também foi reduzido em três mesorregiões. Em uma amostragem em larga escala de lagartas em lavouras comerciais de soja durante as safras de 2019 e 2020, C. includens foi o principal lepidóptero-praga presente em áreas não-Bt. Mais de 98% das lagartas encontradas na soja Cry1Ac foram representadas por Spodoptera spp., embora os números de Spodoptera spp. foram semelhantes entre os campos de soja Cry1Ac e não-Bt. A soja Cry1Ac resultou em um alto nível de proteção contra Anticarsia gemmatalis, C. includens, Chloridea virescens e Helicoverpa spp. Para investigar a diversidade genética, estrutura populacional e demografia de Spodoptera eridania, Spodoptera cosmioides e Spodoptera frugiperda, foram realizadas análises baseadas na sequência do COI mitocondrial. Alta diversidade genética foi observada para S. eridania amostrada em soja no Brasil. O índice de diversidade genética de S. eridania foi superior em relação aos valores observados para S. cosmioides e S. frugiperda. Baixa estrutura genética foram observadas para as três espécies de Spodoptera. O maior 𝝫_ST observado foi para S. cosmioides (0,058) seguido por S. eridania (0,058) e S. frugiperda (0,017). Há evidências de que as três espécies de Spodoptera avaliadas neste estudo estão em expansão demográfica e espacial. Os resultados do estudo também sugerem que a linhagem milho é a principal linhagem de S. frugiperda que ocorre na cultura da soja no Brasil. Esta pesquisa clarificou o conhecimento sobre as populações de insetos-praga que atacam a cultura da soja no Brasil. Foi observado uma supressão regional de lepidópteros-praga e redução do uso de inseticidas relacionado com a alta adoção da soja Cry1Ac, trazendo benefícios econômicos e ambientais. Chrysodeixis includens e A. gemmatalis continuam sendo os principais lepidópteros-praga da soja no Brasil e a soja Cry1Ac continua a oferecer proteção contra as pragas-alvo. O aumento da abundância relativa de Spodoptera spp. em soja não-Bt e Cry1Ac confirmou o aumento da importância deste gênero na soja. Por fim, estas espécies de Spodoptera apresentam baixa estrutura genética e estão em expansão demográfica e espacial, provavelmente impulsionadas pela expansão da agricultura, principalmente com lavouras de soja.