Bioprospecção e avaliação do potencial de novas espécies de parasitoides para o controle biológico de lepidópteros na cultura da soja

Orientador: Prof. Phd. Luís Amilton Foerster

Coorientador: Prof. Dr. Cesar Augusto Marchioro

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Produção Vegetal. Defesa : Curitiba, 30/03/2021

Inclui referências

Área de concentração: Produção Vegetal

Resumo: A adoção de plantas geneticamente modificadas que expressam toxinas oriundas da bactéria Bacillus thuringiensis Berliner (Bt), ocasionam mudanças na dinâmica de pragas e consequentemente nos seus inimigos naturais. A ocorrência de insetos naturalmente tolerantes ou resistentes a proteínas Bt demandam da utilização de outras ferramentas de controle atuando em conjunto, como o controle biológico, tornando o manejo mais robusto e sustentável. No entanto, são necessárias pesquisas de prospecção para determinar quais os agentes de controle estão adaptados ao modelo de cultivo Bt, onde o perfil das espécies de lepidópteros é diferente daquele encontrado nos plantios convencionais. O presente estudo teve como objetivo determinar as espécies de parasitoides larvais e de ovos com potencial de controle de lepidópteros resistentes e/ou tolerantes a soja Bt que expressa a toxina Cry1Ac. No primeiro capítulo, lagartas foram amostradas em uma área com soja Bt que expressa Cry1Ac e outra não- Bt durante duas safras, registrando as espécies de lagartas e o parasitismo natural. Espécies do gênero Spodoptera Guenée (Lepidoptera: Noctuidae) predominaram na área Bt, além do primeiro relato da ocorrência de Peridroma saucia (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) em soja Bt e não-Bt. Na área não-Bt, predominou a subfamília Plusiinae. A média de parasitismo na área não-Bt foi de 25% e na área Bt de 22%. Proveniente dos parasitoides coletados, uma nova espécie de Aleiodes Wesmael (Hymenoptera: Braconidae) emergiu de lagartas do complexo Spodoptera, sendo um promissor agente de controle dessas espécies. No segundo capítulo, a ocorrência de parasitoides de ovos foi estudada durante três safras. A média do parasitismo natural na área Bt foi de 37,76% e na área não-Bt de 33,77%, sendo que a maior riqueza de espécies foi observada na área Bt. Foram coletados parasitoides pertencetes a três famílias: Aphelinidae (Encarsia sp.), Platygastridae (Telenomus spp.) e Trichogrammatidae (Trichogramma spp.). Do gênero Telenomus Haliday, seis espécies foram coletadas, das quais três são novas. Além disso, é relatada a primeira ocorrência de Telenomus remus Nixon no sul do Brasil. Sete espécies de Trichogramma Westwood (Hymenoptera: Trichogrammatidae) foram coletadas, sendo que Trichogramma foersteri Takahashi, é descrita no terceiro capítulo e detalhes do seu parasitismo em espécies que ocorrem em área Bt e não-Bt são fornecidos. E por fim, no quarto capítulo, os parâmetros biológicos de Aleiodes sp. nov., foram avaliados em lagartas de Spodoptera eridania (Stoll) alimentadas com soja Bt e soja não-Bt e a possível transferência tritrófica de Cry1Ac em um ensaio de imunoabsorção enzimática. Os resultados comprovam a eficiência de Aleiodes sp. nov., causando em poucos dias a morte do hospedeiro e completando o ciclo nas lagartas que se alimentaram das duas cultivares, não sendo detectada a presença do Bt no terceiro nível trófico. A biodiversidade de parasitoides encontradas neste estudo provavelmente é influenciada pelos fragmentos de paisagem natural presentes no entorno das áreas. As novas espécies de parasitoides podem contribuir no controle de espécies naturalmente tolerantes ou resistentes, retardando a resistência à tecnologia Bt.

Abstract: The adoption of genetically modified plants that express toxins from the bacterium Bacillus thuringiensis Berliner (Bt), cause changes in the dynamics of pests and consequently in their natural enemies. The occurrence of insects naturally tolerant or resistant to Bt proteins requires the use of other control tools acting together, such as biological control, making management more robust and sustainable. However, prospective research is needed to determine which control agents are adapted to the Bt cultivation model, where the profile of lepidopteran species is different from that found in conventional plantations. The present study aimed to determine the species of larval parasitoids and eggs with the potential to control resistant and / or tolerant Lepidoptera Bt that expresses the Cry1Ac toxin. In the first chapter, caterpillars were sampled in an area with Bt soy that expresses Cry1Ac and another non-Bt during two crop seasons, registering the species of caterpillars and the natural parasitism. Species of the genus Spodoptera Guenée (Lepidoptera: Noctuidae) predominated in the Bt area, in addition to the first report of the occurrence of Peridroma saucia (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) in Bt and non-Bt soybean. In the non-Bt area, the subfamily Plusiinae predominated. The average parasitism in the non-Bt area was 25% and in the Bt area was 22%. From the collected parasitoids, a new species of Aleiodes Wesmael (Hymenoptera: Braconidae) emerged from caterpillars of the Spodoptera complex, being a promising agent for controlling these species. In the second chapter, the occurrence of egg parasitoids was studied during three crop season. The average of natural parasitism in the Bt area was 37.76% and in the non-Bt area 33.77%, with the highest species richness observed in the Bt area. Parasitoids belonging to three families were collected: Aphelinidae (Encarsia sp.), Platygastridae (Telenomus spp.) And Trichogrammatidae (Trichogramma spp.). Of the genus Telenomus Haliday, six species were collected, of which three are new. In addition, the first occurrence of Telenomus remus Nixon in southern Brazil is reported. Seven species of Trichogramma Westwood (Hymenoptera: Trichogrammatidae) were collected, and Trichogramma foersteri Takahashi, is described in the third chapter and details of its parasitism in species that occur in Bt and non-Bt areas are provided. And finally, in the fourth chapter, the biological parameters of Aleiodes sp. nov., were evaluated in Spodoptera eridania (Stoll) caterpillars fed with Bt soybean and non-Bt soybean and the possible tritrophic transfer of Cry1Ac in an enzyme-linked immunosorbent assay. The results prove the efficiency of Aleiodes sp. nov., causing in a few days the death of the host and completing the cycle in the caterpillars that fed on the two cultivars, the presence of Bt in the third trophic level not being detected. The biodiversity of parasitoids found in this study is probably influenced by the fragments of natural landscape present around the evaluated areas. The new species of parasitoids can contribute to the control of species naturally tolerant or resistant, delaying resistance to Bt technology.