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Doctoral Thesis
Full name
Jéssica Karina da Silva Pachú
Knowledge Area
Date of Defense
Piracicaba, 2021
Godoy, Wesley Augusto Conde (President)
Guerrero, Milton Fernando Cabezas
Macedo, Francynes da Conceicao Oliveira
Moral, Rafael de Andrade
Title in English
Approaches based on insect behavior and plant electrophysiology to evidence aphid- and imidacloprid-mediated stress in non-Bt and Bt cotton
Keywords in English
Cotton aphid
Abstract in English
Plants are capable of emitting, processing, and transmitting electrical signals under unfavorable conditions. Therefore, this study aimed to characterize the production of electrical signals in Bt and non-Bt cotton plants (Gossypium hirsutum L.) infested with Aphis gossypii and characterize the dispersal behavior of these aphids to relate this behavior to the responses of plant signaling. Additionally, we evidenced the photosynthetic and electrical responses of the plant to the stress caused by the herbivory of A. gossypii combined with the stress generated by the use of imidacloprid, and we also evaluated how this stress can influence the behavioral ecology of the predator Cycloneda sanguinea and its prey. The results showed that both the Bt and non-Bt cotton varieties, when attacked by A. gossypii, emitted electrical signals of the variation potential type and clearly showed the presence of distinct responses regarding their perception and behavior of aphids. In addition to recording the generation of plant variation potentials, there were changes in the cotton respiration rate mediated by the application of the insecticide. Imidacloprid also caused high locomotion in C. sanguinea males. The results obtained here motivate future studies that aim to elucidate the factors involved in the processes of resistance to stress and plant defense and, thus, can be used as a tool for the implementation of integrated management programs in the search for conservation and greater efficiency and sustainability of the agroecosystem and to highlight the possible impacts of the use of imidacloprid on the electrophysiology of plants even in cases of nonoccurrence of the aphid A. gossypii.
Title in Portuguese
Abordagens baseadas no comportamento do inseto e na eletrofisiologia da planta para evidenciar o estresse mediado por afídeos e imidacloprid em algodão não Bt e Bt
Keywords in Portuguese
Pulgão do algodão
Abstract in Portuguese
Plantas são capazes de emitir, processar e transmitir sinais elétricos quando em condições desfavoráveis. Diante disso, esse estudo teve por objetivo caracterizar a produção de sinais elétricos em plantas de algodão Bt e não-Bt (Gossypium hirsutum L.) infestadas com Aphis gossypii e, também caracterizamos o comportamento de dispersão desses afídeos para relacionar esse comportamento às respostas de sinalização das plantas. Adicionalmente, evidenciamos as respostas fotossintéticas e elétricas da planta ao estresse causado pela herbivoria de A. gossypii combinado ao estresse gerado pelo uso de imidacloprid e avaliamos também como esse estresse pode influenciar a ecologia comportamental do predador Cycloneda sanguinea e do afídeo. Os resultados mostraram que tanto as variedades de algodão Bt quanto as não-Bt, quando atacadas por A. gossypii, emitem sinais elétricos do tipo potencial de variação e mostram claramente a presença de respostas distintas quanto à percepção e comportamento dos pulgões. Além do registro da geração de potenciais de variação nas plantas, ocorreram alterações na taxa respiratória do algodoeiro mediadas pela aplicação do inseticida. O imidacloprid também causou intensa locomoção nos machos de C. sanguinea. Os resultados aqui obtidos motivam estudos futuros que visem elucidar os fatores envolvidos nos processos de resistência ao estresse e defesa das plantas e, assim, podem ser utilizados como ferramenta para a implementação de programas de manejo integrado, na busca pela conservação e maior eficiência e sustentabilidade do agroecossistema, e evidenciar os possíveis impactos do uso do imidaclopride na eletrofisiologia das plantas mesmo nos casos de não ocorrência do pulgão A. gossypii.
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