Desenvolvimento e avaliação de uma linhagem de sexagem genética para o controle genético de Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (sensu lato) (Diptera: Tephritidae)
| Ano de defesa: | 2024 |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64134/tde-22052025-112157/ |
Resumo: | Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (sensu lato) (Diptera: Tephritidae) é uma importante praga de controle restrito. Assim, uma linhagem mutante, para sexagem genética denominada GSS-89 foi desenvolvida, apresentando dimorfismo na coloração dos pupários, de modo a permitir a aplicação da Técnica do Inseto Estéril de forma mais eficiente. Este trabalho objetivou realizar a identificação morfológica e molecular dessa linhagem, estabelecer sua colônia no CENA/USP com dietas artificiais locais, e determinar as doses esterilizantes para linhagem (com e sem hipóxia). Adicionalmente, foi avaliada a influência da hipóxia durante o transporte aéreo sobre a qualidade dos machos estéreis e determinada a compatibilidade de acasalamento e a competitividade sexual da GSS com outras linhagens de A. fraterculus do sul e sudeste do Brasil. A caracterização morfológica revelou divergências na coloração das fêmeas da GSS em comparação com as linhagens de Vacaria de laboratório (VAC) e silvestre (WV). A análise morfométrica das asas evidenciou diferenças significativas entre a linhagem GSS e as linhagens de VAC e WV em machos e fêmeas. As análises do marcador COI indicaram que a GSS apresenta uma relação genética próxima das linhagens de Vacaria, com os indivíduos compartilhando o mesmo haplótipo. Foi estabelecida uma colônia da GSS no CENA/USP utilizando dieta artificial de farinha de milho com carragenina. Durante o período de adaptação, foram testadas diferentes proporções de ovos por litro de dieta, com a densidade de 2,0 mL de ovos/L de dieta e 4g de carragenina/L de dieta apresentando os melhores resultados. A GSS apresentou recombinantes no início, requerendo um sistema de filtragem constante para a manutenção do padrão de translocação. As doses indutoras de esterilidade para a linhagem GSS foram determinadas sob condições de hipóxia e normóxia. A dose de 74 Gy aplicada sob hipóxia induziu 99% de esterilidade nos machos de ambas as linhagens testadas (GSS e VAC). As fêmeas quando irradiadas com 50 Gy nas mesmas condições apresentaram recuperação média de ovo-pupário-adulto de 0,1%. Sob normóxia, a dose estabelecida para induzir 99% de esterilidade nos machos da GSS foi de 51,5 Gy. A radiação sob normóxia influenciou negativamente o desempenho de sobrevivência sob estresse e a taxa de voadores. A avaliação da influência da hipóxia durante o transporte mostrou que, na ausência de hipóxia, o percentual de machos férteis voadores não foi significativamente afetado pelo tempo de transporte, enquanto o percentual de voadores nos machos estéreis diminuiu significativamente após 48 horas de transporte. Sob hipóxia, o percentual de emergência de machos férteis e estéreis permaneceu inalterado. Nos testes de compatibilidade e competitividade sexual, a linhagem GSS mostrou-se compatível com as linhagens de Vacaria. Entretanto, a linhagem Piracicaba apresentou incompatibilidade sexual com as linhagens VAC, WV e selvagem Pelotas (WP), tornando-a inadequada para a Técnica do Inseto Estéril. Foi detectada dificuldade de competição dos machos da GSS, tanto estéreis quanto férteis, com os machos WP, sendo recomendada a introgressão de genes selvagens no background genético da GSS e a renovação da colônia com machos WP. |
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Desenvolvimento e avaliação de uma linhagem de sexagem genética para o controle genético de Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (sensu lato) (Diptera: Tephritidae)Development and evaluation of a genetic sexing strain for the genetic control of Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (sensu lato) (Diptera: Tephritidae)Acasalamento preferencialDensidade larvalFruit fliesGenetic sexingLarval densityMacho estérilMosca-das-frutas sul-americanaMoscas-das-frutasPreferential matingSexagem genéticaSouth American fruit flySterile maleAnastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (sensu lato) (Diptera: Tephritidae) é uma importante praga de controle restrito. Assim, uma linhagem mutante, para sexagem genética denominada GSS-89 foi desenvolvida, apresentando dimorfismo na coloração dos pupários, de modo a permitir a aplicação da Técnica do Inseto Estéril de forma mais eficiente. Este trabalho objetivou realizar a identificação morfológica e molecular dessa linhagem, estabelecer sua colônia no CENA/USP com dietas artificiais locais, e determinar as doses esterilizantes para linhagem (com e sem hipóxia). Adicionalmente, foi avaliada a influência da hipóxia durante o transporte aéreo sobre a qualidade dos machos estéreis e determinada a compatibilidade de acasalamento e a competitividade sexual da GSS com outras linhagens de A. fraterculus do sul e sudeste do Brasil. A caracterização morfológica revelou divergências na coloração das fêmeas da GSS em comparação com as linhagens de Vacaria de laboratório (VAC) e silvestre (WV). A análise morfométrica das asas evidenciou diferenças significativas entre a linhagem GSS e as linhagens de VAC e WV em machos e fêmeas. As análises do marcador COI indicaram que a GSS apresenta uma relação genética próxima das linhagens de Vacaria, com os indivíduos compartilhando o mesmo haplótipo. Foi estabelecida uma colônia da GSS no CENA/USP utilizando dieta artificial de farinha de milho com carragenina. Durante o período de adaptação, foram testadas diferentes proporções de ovos por litro de dieta, com a densidade de 2,0 mL de ovos/L de dieta e 4g de carragenina/L de dieta apresentando os melhores resultados. A GSS apresentou recombinantes no início, requerendo um sistema de filtragem constante para a manutenção do padrão de translocação. As doses indutoras de esterilidade para a linhagem GSS foram determinadas sob condições de hipóxia e normóxia. A dose de 74 Gy aplicada sob hipóxia induziu 99% de esterilidade nos machos de ambas as linhagens testadas (GSS e VAC). As fêmeas quando irradiadas com 50 Gy nas mesmas condições apresentaram recuperação média de ovo-pupário-adulto de 0,1%. Sob normóxia, a dose estabelecida para induzir 99% de esterilidade nos machos da GSS foi de 51,5 Gy. A radiação sob normóxia influenciou negativamente o desempenho de sobrevivência sob estresse e a taxa de voadores. A avaliação da influência da hipóxia durante o transporte mostrou que, na ausência de hipóxia, o percentual de machos férteis voadores não foi significativamente afetado pelo tempo de transporte, enquanto o percentual de voadores nos machos estéreis diminuiu significativamente após 48 horas de transporte. Sob hipóxia, o percentual de emergência de machos férteis e estéreis permaneceu inalterado. Nos testes de compatibilidade e competitividade sexual, a linhagem GSS mostrou-se compatível com as linhagens de Vacaria. Entretanto, a linhagem Piracicaba apresentou incompatibilidade sexual com as linhagens VAC, WV e selvagem Pelotas (WP), tornando-a inadequada para a Técnica do Inseto Estéril. Foi detectada dificuldade de competição dos machos da GSS, tanto estéreis quanto férteis, com os machos WP, sendo recomendada a introgressão de genes selvagens no background genético da GSS e a renovação da colônia com machos WP.Anastrepha fraterculus (Wiedemann, 1830) (sensu lato) (Diptera: Tephritidae) is an important pest with restricted control. Thus, a mutant genetic sexing strain named GSS-89 was developed, showing dimorphism in pupal color, allowing a more efficient application of the Sterile Insect Technique. The aim of this study was to perform morphological and molecular identification of this strain, establish its colony at CENA/USP with local artificial diets, and to determine the sterilizing doses for the strain (with and without hypoxia). Additionally, the influence of hypoxia during air transport on the quality of sterile males was evaluated, and the mating compatibility and sexual competitiveness of the GSS with other A. fraterculus strains from southern and southeastern Brazil were determined. Morphological characterization revealed divergences in the color of GSS females compared to laboratory (VAC) and wild (WV) Vacaria strains. Wing morphometric analysis showed significant differences between the GSS strain and the VAC and WV strains in both males and females. Mitochondrial COI marker analyses indicated that the GSS strain has a very close genetic relationship with the Vacaria strains, with individuals sharing the same haplotype. A GSS colony was established at CENA/USP using an artificial diet of cornmeal with carrageenan. During the adaptation period, different proportions of eggs per kilogram of diet were tested, with a density of 2.0 mL of eggs/L of diet and 4g of carrageenan/L of diet showing the best results. The GSS presented recombinants at the beginning, requiring a constant filter rearing system to maintain the translocation pattern. Sterility-inducing doses for the GSS strain were determined under hypoxic and normoxic conditions. The dose of 74 Gy applied under hypoxia induced 99% sterility in males of both tested strains (GSS and VAC). Females irradiated with 50 Gy under the same conditions showed an average egg-pupa-adult recovery of 0.1%. Under normoxia, the established dose to induce 99% sterility in GSS males was 51.5 Gy. Radiation under normoxia negatively influenced survival performance under stress and the rate of fliers. Evaluation of the influence of hypoxia during transport showed that, in the absence of hypoxia, the percentage of fertile male fliers was not significantly affected by transport time, while the percentage of fliers in sterile males decreased significantly after 48 hours of transport. Under hypoxic conditions, the emergence percentage of fertile and sterile males remained unchanged. In mating compatibility and sexual competitiveness tests, the GSS strain was compatible with the Vacaria strains. However, the Piracicaba strain showed sexual incompatibility with the VAC, WV, and wild Pelotas (WP) strains, making it unsuitable for the Sterile Insect Technique. Difficulty in competition was detected for GSS males, both sterile and fertile, against WP males, and it is recommendable the introgression of wild genes into the GSS genetic background and the renewal of the colony with WP males.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMastrangelo, Thiago de AraújoGiustina, Paloma Guazzelli Della2024-08-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64134/tde-22052025-112157/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-23T09:45:02Zoai:teses.usp.br:tde-22052025-112157Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-23T09:45:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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