A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), é uma praga de importância mundial e de difícil controle, devido à sua alta capacidade adaptativa. Recentemente, a resistência de S. frugiperda ao inseticida teflubenzuron foi caracterizada no Brasil. Não foram detectadas mutações nas enzimas quitina sintases e alguns polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) foram idenficados. Até o momento, os mecanismos moleculares de resistência de S. frugiperda a teflubenzuron ainda não foram completamentemte elucidados. Portanto, os objetivos desta pesquisa foram i) compreender a evolução da resistência de S. frugiperda a teflubenzuron em condições de campo no Brasil, e ii) avaliar os mecanismos moleculares associados a esta resistência por meio do sequenciamento do DNA e RNA de linhagens de S. frugiperda obtidas por cruzamentos controlados para otimizar a segregação dos alelos associados à resistência. Para compreender a evolução da resistência de S. frugiperda a teflubenzuron, foi realizado o monitoramento da suscetibilidade a teflubenzuron em mais de 200 populações de S. frugiperda coletadas nas principais regiões produtoras de milho no Brasil de 2004 a 2020. A concentração diagnóstica de 10 g.ml^-1 de teflubenzuron foi definida para o monitoramento da suscetibilidade mediante bioensaios de contaminação superficial da dieta. Foram verificadas reduções significativas na suscetibilidade a teflubenzuron, de acordo com a localidade e no decorrer do tempo, em todas as populações de S. frugiperda avaliadas, com sobrevivência larval na concentração diagnóstica variando entre <5% em 2004 até 80% em 2020. Para entender os mecanismos moleculares da resistência a teflubenzuron, os sequenciamentos do DNA e RNA de linhagens de S. frugiperda foram realizados para uma linhagem suscetível (Sf-ss) e uma resistente a teflubenzuron (Tef-rr) e mais duas linhagens provenientes de cruzamentos controlados. Estes cruzamentos foram realizados autocruzando as linhagens Tef-rr e Sf-ss por 8 gerações para alta recombinação; após essas gerações parte dos indivíduos foi selecionada com uma concentração discriminatória (Tef-sel), enquanto o restante dos indivíduos não sofreu seleção (Tef-unsel). Com relação aos mecanismos moleculares envolvidos na resistência de S. frugiperda a teflubenzuron, foram verificadas mutações de SNPs em genes associados com a desintoxicação, com proteínas cuticulares e genes responsáveis por regulação gênica. No total foram obtidas 3.543 SNPs, entre os quais 89 representavam enzimas associadas com processos de desintoxicação, 26 representavam genes associados a cutícula, além de mutações associadas com regulação gênica. O estudo de genômica funcional, por meio do sequenciamento do cDNA, apresentou a participação principal de enzimas associadas com desintoxicação, degradação de quitina e proteínas cuticulares. Foram observados um total de 3413 genes diferencialmente expressos entre Sf-ss e Tef-sel, 3562 genes diferencialmente expressos entre Sf-ss e Tef-unsel e apenas um gene diferencialmente expresso entre Tef-sel e Tef-unsel. Dentre estes genes, se detacaram os que codificam enzimas envolvidas na desintoxicação de inseticidas, incluindo monooxigenases citocromo P450 (CYP), esterases (EST), glutationa S-transferases (GST), UDP- glucuronosiltransferases (UGT), enzimas associadas com a degradação de quitina e proteínas associadas a cutícula. No presente estudo foi possível demonstrar a evolução da resistência a campo de S. frugiperda a teflubenzuron no Brasil, além de contribuir para uma maior compreensão dos mecanismos moleculares associados a esta resistência.

The fall armyworm, Spodoptera frugiperda to the insecticide teflubenzuron was characterized in Brazil. No mutations were detected in the chitin synthase enzymes and some single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified. The molecular mechanisms of S. frugiperda to teflubenzuron have not yet been fully elucidated. Therefore, the objectives of this research were i) to understand the evolution of resistance of S. frugiperda to teflubenzuron under field conditions in Brazil, and ii) to evaluate the molecular mechanisms associated with this resistance through DNA and RNA sequencing of S. frugiperda obtained by controlled crosses to optimize the segregation of alleles associated with resistance. To understand the evolution of resistance of S. frugiperda to teflubenzuron, susceptibility monitoring to teflubenzuron was done in more than 200 populations of S. frugiperda collected in the main corn producing regions in Brazil from 2004 to 2020. The diagnostic concentration of 10 µg.ml^-1 of teflubenzuron was defined for susceptibility monitoring using diet overlay bioassays. A variation in the susceptibility to teflubenzuron in S. frugiperda was detected among populations from different locations. A significant reduction in the susceptibility to teflubenzuron throughout time was detected for the populations of S. frugiperda evaluated, with larval survival at diagnostic concentration varying from values of <5% in 2004 to as high as 80% in 2020. To understand the molecular mechanisms of teflubenzuron resistance, DNA and RNA sequencing of S. frugiperda strains were performed for a susceptible strain (Sf-ss) and a teflubenzuron-resistant strain (Tef-rr) and two strains from controlled crosses. These crosses were performed by self-crossing the Tef-rr and Sf-ss lines for 8 generations for high recombination; after these generations, part of the individuals was selected with a discriminatory concentration (Tef-sel), while the remaining individuals were not selected (Tef-unsel). Regarding the molecular mechanisms involved in the resistance of S. frugiperda to teflubenzuron, mutations of SNPs were verified in genes associated with detoxification, with cuticular proteins and genes responsible for gene regulation. Overall, 3,543 SNPs were obtained, among which 89 represented enzymes associated with detoxification processes, 26 represented cuticle-associated genes, in addition to mutations associated with gene regulation. The functional genomics study, through cDNA sequencing, showed the main participation of enzymes associated with detoxification, degradation of chitin and cuticular proteins. A total of 3,413 genes differentially expressed between Sf-ss and Tef-sel, a total of 3,562 genes differentially expressed between Sf-ss and Tef- unsel and only one gene differentially expressed between Tef-sel and Tef-unsel were observed. Among these genes, those that encode enzymes involved in insecticide detoxification stand out, including cytochrome P450 monooxygenases (CYP), esterases (EST), glutathione S-transferases (GST), UDP-glucuronosyltransferases (UGT), enzymes associated with the degradation of chitin and cuticle-associated proteins. In this study, it was possible to elucidate the field-evolved resistance of S. frugiperda to teflubenzuron in Brazil, in addition to contributing to a greater understanding of the molecular mechanisms associated with this resistance.