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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Diversidade genética e estrutura populacional da praga Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) recentemente introduzida na América do Sul
Title Alternative: Genetic diversity and population structure of the bollworm Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) recently introduced in South America
Author: Gonçalves, Rogério Martins, 1983-
Advisor: Azeredo-Espin, Ana Maria Lima de, 1955-
Abstract: Resumo: Dentre as 18 espécies que compõe o gênero Helicoverpa (Lepidoptera: Noctuidae), destaca-se a espécie H. armigera (Hübner, 1808), considerada a mais impactante praga agrícola do Velho Mundo. Essa espécie era considerada inexistente no continente americano até que, no início de 2013, foi identificada atacando culturas de soja e algodão no Brasil, causando importantes perdas econômicas para a agricultura. Posteriormente, o registro de sua ocorrência foi ampliado no território nacional e também em países vizinhos. Entre as características que a tornam uma importante praga agrícola, destaca-se o fato de ser uma espécie altamente polífaga, com mais de 180 diferentes plantas hospedeiras. As fêmeas adultas apresentam alta fecundidade e as lagartas infestam preferencialmente estruturas reprodutivas afetando diretamente a produção agrícola. Indivíduos dessa espécie também podem migrar por grandes distâncias, além de apresentar altos níveis de resistência à inseticidas. Em regiões tropicais, as populações podem apresentar até 11 gerações por ano. O tamanho populacional e o número de gerações são determinados, principalmente, pelo clima quente e pela disponibilidade de hospedeiros. Estes fatores se encontram em suas condições ótimas em grande parte das regiões cultivadas brasileiras. Em razão da grande semelhança morfológica, outras espécies da família Noctuidae como Heliothis virescens, Helicoverpa assulta, H. punctigera e H. zea podem ser confundidas com H. armigera, o que compromete as políticas de manejo. Nesse contexto, se torna fundamental a correta identificação de indivíduos da espécie, além da compreensão sobre a sua diversidade genética, dinâmica populacional e demográfica nas regiões recentemente invadidas da América do Sul. A região barcode do gene mitocondrial COI de 387 espécimes de diferentes localidades da América do Sul foi sequenciada. Desse total, 266 sequências foram 98-100% correspondentes às sequências de referência de H. armigera depositadas em bancos públicos de dados de sequenciamento. As sequências foram alinhadas com outras espécies da família Noctuidae e a árvore filogenética foi inferida pelos seguintes métodos: Neighbor-joining, usando os modelos K2P e p-distance, Inferência Bayesiana e Máxima Verossimilhança, o que reforçou a identidade dos indivíduos. Haplótipos do gene COI e Cyt b foram comparados com os haplótipos encontrados em outros países ao redor do mundo, porém não foi encontrada nenhuma correlação que indicasse uma fonte da introdução. As redes de haplótipos do gene COI, COII, Cyt b e desses genes concatenados mostraram alta diversidade genética, o que não seria esperado para uma população que teria passado recentemente por um gargalo em decorrência de um efeito fundador. Parâmetros populacionais mostraram ausência de estruturação além de haplótipos amplamente distribuídos. Parâmetros demográficos indicaram população em expansão. A modelagem de nicho mostrou que a região Nordeste e Centro-Oeste são as que possuem as condições climáticas e ambientais mais favoráveis ao estabelecimento da H. armigera. Essa análise suporta os resultados que indicam que as populações dessas regiões sofrem uma expansão mais intensa e recebem um maior número de migrantes vindos de outras regiões. Os resultados desse trabalho contribuem para uma melhor compreensão sobre o comportamento dessa espécie no continente americano recém-invadido, podendo subsidiar estratégias mais eficientes de controle dessa importante praga agrícola

Abstract: Among the 18 species that comprise the genus Helicoverpa (Lepidoptera: Noctuidae), H. armigera (Hübner, 1808) stands out as the most impactful agricultural pest in the Old World. This species was considered nonexistent in the Americas when, in early 2013, it was identified parasitizing soybean and cotton in Brazil. Subsequently, the record of their occurrence was expanded in the country and also in neighboring countries, leading to agricultural and economic losses. H. armigera is a highly polyphagous species, with more than 180 different host plants. Adult females have high fertility and caterpillars prefer to infest reproductive structures of the plant, directly affecting agricultural production. Individuals of this species can also migrate great distances and are highly resistant to insecticides. In tropical regions, populations produce as many as 11 generations per year. The population size and the number of generations are influenced mainly by the hot climate and the availability of hosts. Optimal conditions can be found in most of the cultivated regions of Brazil. Due to the great morphological similarity, other species from Noctuidae family like Heliothis virescens, Helicoverpa assulta, H. punctigera and H. zea may be mistaken for H. armigera, what compromises pest management policies. Thus, proper identification of the species is essential to agriculture. Beyond economic considerations, we are interested in the comprehension of genetic diversity and population and demographic dynamics in the regions recently invaded of South America. 387 specimens from different localities in South America had a region from mitochondrial gene COI sequenced, of which 266 matched 98-100% with H. armigera reference sequences deposited in public databases. Sequences were aligned with other species of Noctuidae family and the phylogenetic tree was inferred by the following methods: Neighbor-joining, using K2P and p-distance models, Bayesian Inference and Maximum Likelihood Modelling. The COI and Cyt b gene haplotypes were compared with other haplotypes found in other countries around the world, however it a correlation was not observed that could indicate a source of introduction. Haplotypes networks of COI, COII, Cyt b gene and these concatenated genes showed a high genetic diversity, which would not be expected for a population that had recently undergone a bottleneck due to a founder effect. Population parameters showed no structure and haplotypes widely distributed. Demographic parameters indicated a population in expansion. The niche modeling showed that the Northeast and Midwest regions are those with climactic and environmental conditions suitable for H. armigera establishment. This analysis supported the results that indicate that the populations of these regions suffer a more intense expansion and receive a greater number of migrants from other regions. The findings of this study contribute to a better understanding of this species' behavior in the newly invaded American continent and they can support more efficient strategies for control of this costly agricultural pest
Subject: Genética de populações
DNA mitocondrial
Helicoverpa armigera
Praga quarentenária
Editor: [s.n.]
Citation: GONÇALVES, Rogério Martins. Diversidade genética e estrutura populacional da praga Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) recentemente introduzida na América do Sul. 2016. 1 recurso online ( 118 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/321605>. Acesso em: 30 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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