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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Morphological and molecular characterization of species of Diatraea ssp. (Lepidoptera: Crambidae) and elucidation of dispersal pattern in America continent : Caracterização morfológica e molecular de espécies de Diatraea ssp. (Lepidoptera: Crambidae) e elucidação dos padrões de dispersão no continente americano
Title Alternative: Caracterização morfológica e molecular de espécies de Diatraea ssp. (Lepidoptera: Crambidae) e elucidação dos padrões de dispersão no continente americano
Author: Francischini, Fabricio José Biasotto, 1977-
Advisor: Zucchi, Maria Imaculada
Abstract: Resumo: A broca-da-cana-de-açúcar ou broca-do-colmo-do-milho (Diatraea spp.) é um inseto polífago, considerada inseto-praga de culturas importantes como milho, sorgo e cana-de-açúcar. Prejuízos originados pelo ataque de espécies de Diatraea spp. têm se constituído em um sério problema, podendo acarretar perdas de 0,25% de açúcar, 0,20% de álcool e 0,77% de peso a cada 1% de infestação para a cultura da cana-de-açúcar e de até 21% na produção de milho. No Brasil, existem duas espécies principais desta praga: Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) e Diatraea flavipennella (Box, 1931) (Lepidoptera: Crambidae). Atualmente existem poucas informações sobre a presença de outras espécies causando injúria nas culturas da cana-de-açúcar e do milho. Além disso, pouco se sabe sobre a diversidade e estrutura genética e os padrões de dispersão desta espécies. Desta forma, os objetivos do presente trabalho foram identificar espécies de Diatraea que acarretam danos e prejuízos as culturas da cana-de-açúcar e do milho no Brasil, além de avaliar a estrutura genética de populações de D. saccharalis para realizar inferências sobre a dispersão da espécie no continente americano. A identificação das espécies foi realizada pela caracterização morfológica dos órgãos reprodutivos e do polimorfismo do gene mitocondrial citocromo c oxidase subunidade I (COI). Os padrões de estrutura e diversidade genética foram avaliados com marcadores microssatélites (SSR) e polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNP). Basedo na análise de 95 indivíduos coletados nas principais regiões produtoras do território brasileiro é possível afirmar que D. saccharalis e Diatraea impersonatella (Walker, 1863) são as únicas espécies responsáveis pelos ataques observados nestas culturas. Os resultados obtidos utilizando marcadores microsatelites demonstraram baixa conexão genética entre as populações, revelando uma estruturação geográfica e preferência em relação ao hospedeiro em populações de D. saccharalis. Estes resultados mostram um processo de fragmentação entre as regiões produtoras e consequente interrupção do fluxo gênico e aumento da endogamia intrapopulacional. Utilizando marcadores SNPs obtidos por genotipagem por sequenciamento (GBS) foi possível sugerir, com os resultados obtidos, duas hipóteses sobre a dispersão de D. saccharalis no continente Americano, ambas influenciadas pelas migrações humanas em dois momentos distintos da história. Os resultados obtidos com o presente projeto de pesquisa permitem refinar o entendimento sobre aspectos evolutivos de D. saccharalis a fim de se desenvolver práticas de manejo populacional mais eficaz e sustentável. Os resultados fornecem também informações importantes sobre a relação de espécies de Diatraea que ocorrem nas culturas agrícolas

Abstract: The Sugarcane borer or Corn Stalk borer, Diatraea spp. is a polyphagous insect pest of many important crops such as corn, sorghum and sugarcane. Losses arising from the attack of of Diatraea spp. have constituted a serious problem which may cause loss of 0.25% for sugar, 0.20% for alohol, and 0.77% of body weight every 1% of infestation in sugar cane plantations and up to 21 % in corn production. In Brazil, there are two major species of this pest: Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) and Diatraea flavipennella (Box, 1931) (Lepidoptera: Crambidae). Currently little information exists about the presence of other species causing injury to sugarcane and corn plantations. Moreover, little is known about the diversity and genetic structuring and dispersion patterns of Diatraea species. In this way, the objectives of the present work were to identify the species of Diatraea which cause damage in sugarcane and corn plantations in Brazil, as well as evaluating the genetic diversity and structuring of D. saccharalis populations to make inferences about the species¿ dispersion in the Americas. The species identification was performed through morphological characterization of the reproductive organs and the polymorphism of the mitochondrial gene cytochrome oxidase subunit I (COI). The patterns of genetic diversity and structuring were evaluated with microsatellite markers (SSR) and single nucleotide polymorphisms (SNP). Based on the analysis of 95 individuals collected in the main sugarcane and corn producing regions of Brazil, D. saccharalis and Diatraea impersonatella (Walker, 1863) are the only species responsible for the observed attacks on these crops. The results obtained using microsatellite markers demonstrated a low connection among populations, revealing a geographic structuring and preference in relation to the hosts in populations of D. saccharalis. These results clearly show a process of fragmentation among producing regions and consequent disruption of gene flow, which increases intrapopulation endogamy. Using SNP markers obtained with genotyping-by-sequencing (GBS) it was possible to suggest two hypothesis about the dispersion of D. saccharalis in the American continent, both influenced by human migrations in two different historical moments. The results obtained with the present research project allow understanding the evolutionary aspects of D. saccharalis in order to develop more effective and sustainable population management practices. The results also provide important information on the relationship of species of Diatraea occurring in the agricultural crops involved in this research
Subject: Broca-da-cana-de-açúcar
Genética de populações
Microssatélites (Genética)
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: FRANCISCHINI, Fabricio José Biasotto. Morphological and molecular characterization of species of Diatraea ssp. (Lepidoptera: Crambidae) and elucidation of dispersal pattern in America continent: Caracterização morfológica e molecular de espécies de Diatraea ssp. (Lepidoptera: Crambidae) e elucidação dos padrões de dispersão no continente americano. 2017. 1 recurso online (114 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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