Combining RNA interference and biological control for the sustainable control of stink bugs in Brazilian soybean fields

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Castellanos, Nathaly Lara
• Orientador(a): Oliveira, Eugênio Eduardo de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Área do conhecimento CNPq: Entomologia Agrícola
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29220

A soja é o produto agrícola mais comercializado do Brasil, e representa uma parte impor- tante do seu PIB. Nos últimos anos, a sustentabilidade da produção de soja vem sendo ameaçada pela excessiva dependência no uso de pesticidas convencionais como única forma de controle de insetos pragas. O percevejo marrom da soja, Euschistus heros, é o maior alvo das aplicações desses inseticidas e uma importante praga em América do Sul. A transição para o controle sustentável de E. heros requer o desenvolvimento de estratégias de controle alternativas que possam ser facilmente integradas a programas de Manejo Integrado de Pragas (MIP). Portanto, o objetivo desta tese de doutorado foi pesquisar a potencial combinação de RNA de interferência e controle biológico para o controle sustentável de E. heros em cultivos de soja no Brasil. A resistência a inseti- cidas é uma das principais preocupações quando o controle químico é utilizado como única ferramenta de controle. Com o fim de compreender os riscos e determinar os possíveis mecanismos de resistência a neonicotinoides, duas populações resistentes ao imidaclopride foram selecionadas em condições de laboratório. A primeira população foi selecionada a partir de uma população suscetível de laboratório, enquanto a outra foi selecionada a partir de uma população de campo diagnosticada com falha em controle. As duas populações atingiram níveis consideráveis de resistência, mas para a popu- lação proveniente do campo foram necessárias apenas seis gerações em comparaçãoResumo às 13 gerações da população proveniente do laboratório. A resistência ao imidaclo- pride esteve associada a um incremento na atividade de citocromos P450 nas duas populações resistentes. Porém, a maior atividade dessas enzimas foi acompanhada por um severo custo no desempenho que poderia retardar a ocorrência de populações resistentes a imidaclopride uma vez implementadas medidas preventivas. Dentre as alternativas de controle sustentáveis, o controle biológico usando os parasitoides de ovos Telenemus podisi não só tem o potencial de reduzir as populações de E. heros, mas também de atrasar a evolução de resistência. O desenvolvimento de protoco- los de criação que garantam a constante qualidade e eficiência dos insetos liberados em campo é um fator importante para o sucesso de programas de controle biológico. Assim, estudou-se se regimes flutuantes de temperatura são mais apropriados para a criação em massa de T. podisi do que os regimes constantes que são utilizados atual- mente. O regime flutuante de temperatura foi mais adequado para criação em massa de T. podisi, evidenciado pelo incremento no desempenho e pela redução nos custos estimados de produção. Esses achados sugerem que os parasitoides criados sob o regime flutuante toleram melhor as temperaturas flutuantes que normalmente ocorrem tanto em seu transporte como nos sistemas agrícolas, refletindo-se em um aumento da qualidade e produtividade de T. podisi criados em massa para liberações inundativas. O sucesso dos programas de controle biológico aumentativo usando T. podisi contra E. heros dependerá da integração a outras estratégias sustentáveis de manejo, devido à dificuldade de controlar populações de pragas usando unicamente controle biológico. Neste sentido, o RNA de interferência (RNAi) oferece uma alternativa seletiva e de baixo impacto ambiental para o controle desta praga. Injeção de genes-alvo que codi- ficam proteínas necessárias ao crescimento e desenvolvimento causaram mortalidade significativa e supressão dos transcritos do gene-alvo. O dsRNA (RNA de fita dupla) também foi administrado aos insetos por via oral usando uma dieta artificial contendo diferentes formulações de dsRNA: dsRNA puro, dsRNA com EDTA e dsRNA encap- sulado em lipossomos. A administração via oral de dsRNA puro resultou numa menor eficiência do RNAi, evidenciada pela baixa mortalidade como provável consequência da degradação de dsRNA pelas secreções salivares de E. heros. No entanto, o uso de EDTA e nanopartículas a base de lipídeos melhoraram a administração por via oralResumo do dsRNA. Estas formulações possuem grande potencial para o desenvolvimento de novas estratégias de controle de percevejos baseadas em RNAi, já que evitam que o dsRNA seja degradado enzimaticamente pela saliva. A integração bem-sucedida de inseticidas baseados no RNAi e o controle biológico dependerá da ausência de efeitos adversos ao RNAi no parasitoide T. podisi. Consequentemente, as rotas de exposição e potenciais riscos desta tecnologia foram avaliados. Os parasitoides podem ser expos- tos aos inseticidas baseados em RNAi diretamente pelo consumo de pólen e néctar na vida adulta ou indiretamente durante o desenvolvimento dentro dos ovos do hospedeiro. Adicionalmente, a ingestão de dsRNA específicos reduz o desempenho e a expressão do gene-alvo, demostrando que os adultos de T. podisi podem ser fisiologicamente ex- postos ao dsRNA com atividade inseticida. Não se observaram efeitos adversos na so- brevivência, desenvolvimento ou parasitismo de T. podisi quando tratados com dsRNA desenhados para atingir genes de E. heros. Além disso, os níveis de expressão dos potenciais genes não-alvo testados não foram diminuídos. No entanto, a adoção dos resultados desta tese de Doutorado como ferramentas em programas de Manejo Inte- grado de Pragas na cultura da soja requer ainda mais detalhamento e ensaios. Ainda assim, esses dados suportam a possibilidade de combinar inseticidas baseados em RNAi e controle biológico usando o parasitoide T. podisi dentro de programas de MIP para melhorar a sustentabilidade do controle de E. heros no futuro. Palavras-chave: Euschistus heros. Telenomus podisi. RNAi. Resistência a inseticidas. Regimes flutuantes de temperatura.