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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Frederico Hickmann
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2019
Orientador
Banca examinadora
Correa, Alberto Soares (Presidente)
Carvalho, Renato Assis de
Mastrangelo, Thiago de Araújo
Schwertner, Cristiano Feldens
Título em português
Isolamento reprodutivo e dormência em duas linhagens alopátricas de Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae)
Palavras-chave em português
Adaptação
Ecologia molecular
Isolamento reprodutivo
Percevejo-marrom-da-soja
Resumo em português
O percevejo-marrom-da-soja, Euschistus heros (F.) (Hemiptera: Pentatomidae), é uma praga chave da soja na América do Sul. Recentemente, foi descoberto a presença de duas linhagens alopátricas de E. heros no Brasil. Uma linhagem de ocorrência predominante na região Norte/Nordeste (N) e outra predominante na região Sul (S) e uma zona sobreposição entre as linhagens no Cerrado. O encontro de dois pools gênicos pode representar aumento ou diminuição de vigor das populações mediado pelo grau de isolamento reprodutivo. O encontro das linhagens no Cerrado é uma hipótese para as explosões populacionais de E. heros em cultivos de soja e constante ocorrência em cultivos de algodão relatados nos últimos anos. Questões sobre o potencial adaptativo dessas linhagens são de grande importância para entendimento da dinâmica e dos surtos populacionais de E. heros. Assim, nossos objetivos foram: 1) verificar a presença de barreiras reprodutivas entre as duas linhagens alopátricas de E. heros que promova uma prole híbrida de baixo fitness; e 2) avaliar o efeito da temperatura e fotoperíodo no tempo de desenvolvimento e viabilidade de fases imaturas e na expressão da dormência nas linhagens alopátricas de E. heros. Cruzamentos recíprocos foram realizados com intuito de avaliar o desenvolvimento da prole híbrida quando comparada com a prole coespecífica. Os parâmetros biológicos e de tabela de vida evidenciaram que o cruzamento entre as duas linhagens não representou diminuição de fitness da prole híbrida, portanto, não existe incompatibilidade pós-zigótica entre as linhagens de E. heros. Adicionalmente, ovos das linhagens (S e N) foram incubados em câmaras climáticas sob diferentes regimes de luz (10: 14, 11,5: 12,5 e 14: 10 (L: E)); e temperaturas (14,18, 21 e 25°C). Ficou evidente que existe uma relação entre temperatura e fotoperíodo no tempo de desenvolvimento e viabilidade de E. heros. A temperatura de 18°C e fotoperíodo de 10: 14 (L:E) aumentam o tempo necessário para completar o ciclo e reduzem a viabilidade. Temperatura de 25°C e fotoperíodo de 14: 10 (L:E) diminuem tempo de desenvolvimento e aumentam a viabilidade nas fases imaturas das duas linhagens. A expressão do fenótipo da dormência foi positivamente afetada por temperaturas menores e fotoperíodos mais curtos, especialmente para a linhagem Sul. A linhagem Norte não expressou características fenotípicas de dormência mesmo sob condições de temperaturas baixas e dias curtos. As diferenças encontradas possivelmente estão relacionadas ao local de origem das duas linhagens. Assim, o encontro de dois pools gênicos onde não há barreira reprodutiva aumenta a diversidade genética nas populações e permite a combinação de alelos que podem aumentar o vigor das populações e a capacidade de adaptação a ambientes novos e perturbados, como o ambiente agrícola. Os resultados demonstram que as duas linhagens possuem respostas similares aos fatores de estresses abióticos nas fases imaturas e distintas na expressão do fenótipo da dormência. As respostas deste trabalho oferecem informações úteis para melhor entender a dinâmica populacional contemporânea e para implementação de estratégias de manejo mais eficientes e sustentáveis de E. heros no cenário agrícola nacional.
Título em inglês
Reproductive isolation and dormancy in two allopatric lineages of Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae)
Palavras-chave em inglês
Adaptation
Molecular ecology
Reproductive isolation
Soybean brown stink bug
Resumo em inglês
The brown soybean stink bug, Euschistus heros (F.) (Hemiptera: Pentatomidae), is a key soybean pest in South America. It was recently discovered the presence of two allopatric lineages of E. heros in Brazil. A lineage predominantly occurring in the Northern/Northeast region (N) and another predominate in the Southern region (S) and an overlapping hybridization zone in the Cerrado region. The meeting of two gene pools may represent an increase or decrease in the vigor of populations in the absence of reproductive isolation. The reunion of the lineages in the Cerrado is a hypothesis for the expressive increase of the species in soybean cultivations and expansion of problems in the cotton crop. Questions about the adaptive potential of these lineages are of great importance for understanding the dynamics and population outbreaks of E. heros. The present study aims to: 1) verify the presence of reproductive barriers between the two lineages by means of a low fitness hybrid offspring; 2) to evaluate the effect of temperature and photoperiod on the development time and viability of immature phases and expression of dormancy in the allopatric lineages of E. heros. Reciprocal crosses were performed with the purpose of evaluating the development of the hybrid offspring when compared to the co-specific offspring. The biological and life table parameters showed that the crossbreeding between the two lineages did not represent a decrease in the fitness of the hybrid offspring. Therefore, there is no post-zygotic incompatibility among the lineages of E. heros. Additionally, eggs from both lineages (S and N) were incubated in climatic chambers under different light regimes (10: 14, 11,5: 12,5 and 14: 10 (L: E) and temperatures (14, 18, 21 and 25°C). It was evident that there is a relationship between temperature and photoperiod in the development time and viability of E. heros. The temperature of 18°C and photoperiod of 10: 14 (L: E) increase the time required to complete the cycle and reduce viability. Temperature of 25°C and photoperiod of 14: 10 (L: E) decrease development time and increase viability in the immature phases of the two lineages. The expression of the dormancy phenotype was positively affected by shorter temperatures and shorter photoperiods, especially for the Southern lineage. The Northern lineage did not express phenotypic characteristics of dormancy even under low temperature and short-day conditions. The differences found are possibly related to the geographical origin of the two lineages. Thus, the meeting of two gene pools where there is no reproductive barrier increases the genetic diversity in populations and, allows the combination of alleles that can increase the vigor of populations and the ability to adapt to new and disturbed environments, such as the agricultural environment. The results demonstrate that the two strains have similar responses to the abiotic stress factors in the immature phases and distinct in the expression of the dormancy phenotype. The answers of this work offer useful information to better understand contemporary population dynamics and to implement more efficient and sustainable management strategies of E. heros in the national agricultural scenario.
 
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Data de Liberação
2021-08-28
Data de Publicação
2019-09-24
 
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