UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA ANIMAL

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1 UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA ANIMAL Interções Químics no Sistem Soj Percevejo Euschistus heros (Hemipter: Penttomide) Prsitóide de Ovos Telenomus podisi (Hymenopter: Scelionide) MIRIAN FERNANDES FURTADO MICHEREFF Brsíli DF Mrço de 2011

2 UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA ANIMAL Interções Químics no Sistem Soj Percevejo Euschistus heros (Hemipter: Penttomide) Prsitóide de Ovos Telenomus podisi (Hymenopter: Scelionide) MIRIAN FERNANDES FURTADO MICHEREFF Orientdor: Dr. Ivone Rezende Diniz Co-orientdor: Dr. Mri Crolin Blssioli Mores Tese presentd à Universidde de Brsíli, como prte ds exigêncis do Progrm de Pós-Grdução em Biologi Animl, pr obtenção do título de Doutor em Biologi Animl. Brsíli DF Mrço de 2011 ii

3 iii

4 Hoje desprendo o que tinh prendido té ontem e que mnhã recomeçrei prender. Cecíli Meireles iv

5 Aos meus mdos pis, Aos meus mdos esposo e filho, Aos meus mdos irmãos. v

6 Agrdecimentos À Universidde de Brsíli, em especil o Progrm de Pós-Grdução em Biologi Animl, pel oportunidde de relizção do doutordo; Ao Conselho Ncionl de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pel concessão d bols de estudo. À Fundção de Ampro à Pesquis (FAP-DF) pelo poio finnceiro pr execução do projeto; À Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi pelo suporte técnico e finnceiro pr o desenvolvimento do trblho; À professor Ivone Rezende Diniz, por ter ceitdo me orientr, pel confinç, pel dedicção e prestez n orientção e pels converss que muito me trnqüilizvm; À pesquisdor e co-orientdor nesse projeto Mri Crolin Blssioli Mores, pel solicitude em me tender, pelo incentivo constnte, pelo exemplo de entusismo no trblho e pel mizde; Ao pesquisdor Miguel Borges, pel oportunidde de trblhr com o grupo do Lbortório de Semioquímicos d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi, pelos conselhmentos e pel tenção sempre oferecid; Ao pesquisdor Rúl Alberto Lumnn, pelos conselhmentos, pel jud no cmpo e pel solicitude em me tender; Ao pesquisdor Austeclínio Lopes de Fris Neto, pelo envio ds sementes de soj utilizds durnte execução do trblho; Aos professores Cristin Schetino (UnB), Mrtín Prej (UFLA), Rosn Tidon e Reginldo Constntino (UnB), e à pesquisdor Crmen Pires (Embrp Cenrgen) pelo ceite em prticipr d bnc e pels contribuições dds o trblho; Aos funcionários do lbortório pelos uxílios, n crição dos insetos (Div Tiburcio); no mnuseio do equipmento de cromtogrfi (Márcio Oliveir) e n crição dos insetos, no cmpo e n confecção ds giols (Hélio Moreir); Ao pesquisdor Guy de Cpdeville e à nlist An Cristin Gomes (Embrp Cenrgen), pel oportunidde d relizção dos experimentos de microscopi eletrônic de vrredur. Ao pesquisdor Mrcelo Bemquerer (Embrp Cenrgen), pels sugestões dds o rtigo referente um dos cpítulos d tese; À pesquisdor Clr Betriz Hoffmnn-Cmpo (Embrp Soj), pelo uxílio ns nálises dos isoflvonóides; vi

7 À grnde mig Letíci de Almeid Gonçlves (UFG), pel jud n interpretção ds fotos de microscopi eletrônic de vrredur e pel torcid; Aos meus pis, Fusto Eustáquio Furtdo e An Fernndes Furtdo, por terem me ensindo ser gente, pelo mor, pelo zelo, pelo poio incondicionl, pelo incentivo, pel preocupção e pel torcid constnte, Ao meu esposo Miguel Michereff Filho, pelo compnheirismo, pel compreensão sem fim, pels noites em clro, pelos ensinmentos, pelo incentivo e pelo mor. Ao meu filho, meu pequeno, Ivo Furtdo Michereff, por sempre preencher minh vid com legri, por ser tão bonzinho e muits vezes ceitr minh usênci; Aos meus irmãos, Mrcelo e Crolin Fernndes Furtdo, pelo crinho e por fzerem dos nossos encontros, momentos felizes e grdáveis, cheios de bos recordções e de suddes; Às migs, An Pul Lopes, Lucine Xvier, Mgli Rodrigues, Michely Aquino e Pulin Ribeiro, por tods s converss científics, pelo crinho e pel presenç mrcnte, replet de bos lembrnçs; Aos meninos e menins do lbortório, Aline Dis, Jonts Ferreir e Smnth Silveir, pel jud no experimento de cmpo; Diego Mglhães, pel disponibilidde constnte de sempre judr; e junto com Cecíli Vieir, Kren Lim e Mri d Penh, por tornrem o mbiente de trblho grdável. Às velhs migs de cminhd, por sempre estrem por perto. E principlmente Deus, por me lembrr todos os dis do Seu mor, e que em Su infinit bondde, me permitiu cumprir est grnde e importnte etp d minh trjetóri cdêmic. vii

8 Sumário Resumo... Abstrct... Introdução... 1 xviii xx Cpítulo I - Preferênci de Oviposição e Biologi de Euschistus heros em Cultivres de Soj Resistente e Suscetível Introdução... 6 Mteril e Métodos... 9 Resultdos Discussão Cpítulo II - Voláteis Medidores d Interção Plnt-Herbívoro-Inimigo Nturl em Cultivres de Soj Resistente e Suscetível Introdução Mteril e Métodos Resultdos Discussão Cpítulo III - Efeito dos Compostos (E,E)-α-frneseno, slicilto de metil e (Z)-3- cetto de hexenil no Comportmento do Telenomus podisi, Prsitóide de Ovos do Euschistus heros Introdução Mteril e Métodos Resultdos Discussão viii

9 Cpítulo IV Interções Trófics entre Cultivres de Soj Resistente e Suscetível, Prsitóides de Ovos d Fmíli Scelionide e o Percevejo Euschistus heros Introdução Mteril e Métodos Resultdos Discussão Considerções Finis Referêncis Bibliográfics List de Tbels Cpítulo I Tbel 1. Vlores médios (± EPM) d durção do período ninfl, do segundo o quinto ínstr e do desenvolvimento de ovo dulto, de Euschistus heros limentdo com vgens ds cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni (27 ± 1 o C, UR 65 ± 10 % e fotofse de14 hr), no Lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF Tbel 2. Vlores médios (± EPM) d longevidde (dis) e do peso (mg) de fêmes e de mchos de Euschistus heros, provenientes ds ninfs limentds com vgens ds cultivres de soj IAC100 e Silvâni (27 ± 1 o C, UR 65 ± 10 % e fotofse de 14 hr) Tbel 3. Crcterístics biológics (médi ± EPM) de Euschistus heros provenientes ds ninfs limentds com vgens ds cultivres de soj, IAC100 e Silvâni (27 ± 1 o C, UR: 65 ± 10 % e fotofse de 14 hr) Tbel 4. Mortlidde dos diferentes ínstres de Euschistus heros limentdos com vgens ds cultivres de soj, Dowling, IAC100 e Silvâni (27 ± 1 o C, UR: 65 ± 10 % e fotofse de 14 hr) Tbel 5. Sobrevivênci (médi e medin), em dis, de Euschistus heros o longo de 32 dis de vid ns cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni. Vlores de P form ssocidos à comprção ds curvs de sobrevivênci pelo teste Log-Rnk Tbel 6. Análise de vriânci em esquem ftoril, d concentrção (µg/ml) de isoflvonóides, o longo do tempo, ns cultivres Dowling e Silvâni, sdi e com dno de herbivori cusdo por Euschistus heros ix

10 Cpítulo II Tbel 1. Médi ± EPM (em ng no intervlo entre 72 e 96 hr depois do início dos trtmentos) dos compostos voláteis coletdos de plnts não dnificds (Cont) ou submetids à Herbivori (Herb), Oviposição (Ovi) e Herbivoi+Oviposição (HerbOvi) pr s cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni. Experimento relizdo no Lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF Cpítulo IV Tbel 1. Ocorrênci de prsitóides em crtels com ovos sentinel de Euschistus heros em três cultivres de soj, em 12 vlições semnis, no cmpo experimentl d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF, no período de setembro dezembro de Tbel 2. Cptur de prsitóides Scelionide em rmdilhs desivs mrels instlds ns prcels de diferentes cultivres de soj, em sete vlições semnis, no cmpo experimentl d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF, no período de setembro dezembro de List de Figurs Cpítulo I Figur 1A) Percevejo mrrom Euschistus heros (Penttomide), considerdo prg d soj e modelo utilizdo nos experimentos e B) Sistem de crição do Euschistus heros mntido no lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF Figur 2. Plcs com ninfs utilizds nos experimentos d biologi do E. heros em cultivres de soj Figur 3A) Prsitóide de ovos, Telenomus podisi Ashmed, 1881 (Hymenopter: Scelionide), utilizdo nos experimentos e B) Sistem de crição do prsitóide de ovos Telenomus podisi mntido no lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF x

11 Figur 4. Arens, formds por um bse de mdeir (40 cm de diâmetro), utilizds pr os testes de preferênci de oviposição de Euschistus heros entre diferentes cultivres de soj Figur 5. Número de posturs e ovos (médi ± EPM) de Euschistus heros em folhs ds cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni, no teste sem chnce de escolh, em giols coberts. Os ddos form trnsformdos em log(x+1) pr s nálises. Brrs d vriável seguids pel mesm letr não diferirm significtivmente entre si, pelo teste Tukey (P>0.05) Figur 6. Curvs de sobrevivênci de Euschistus heros (ninfs+dultos) o longo de 32 dis de limentção com vgens ds cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni Figur 7. Isoflvonóides totis (médi ± EPM) extrídos de vgens de soj não tcds (controle) e tcds pelo Euschistus heros (herbivori) ds cultivres Dowling e Silvâni. Os ddos form trnsformdos em log(x+1) pr s nálises. Cixs seguids pel mesm letr, dentro de cd cultivr e entre s cultivres, não diferirm significtivmente entre si pelo teste de Tukey (P>0.05). CtDow: controle d cultivr Dowling, HbDow: cultivr Dowling submetid à herbivori, CtSil: controle d cultivr Silvâni, HbSil: cultivr Silvâni submetid à herbivori Figur 8. Compostos isoflvonóides (médi ± EPM) extrídos ds vgens sdis (controle) e tcds pelo Euschistus heros (herbivori) ds cultivres Dowling e Silvâni. Os ddos form trnsformdos em log(x+1) pr s nálises. Asterisco indic diferenç significtiv n concentrção de cd composto entre cultivres de soj, pelo teste F (P 0.05) Figur 9. Concentrção dos principis compostos isoflvonóides (µg/ml) (médi ± EPM) extrídos de vgens de soj não tcds (controle) e submetids o trtmento de herbivori pelo Euschistus heros por 24 hr, no Lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF. CtDow: controle d cultivr Dowling, HbDow: cultivr Dowling submetid à herbivori, CtSil: controle d cultivr Silvâni, HbSil: cultivr Silvâni submetid à herbivori. Os ddos form trnsformdos em log(x+1) pr s nálises. Cixs seguids pel mesm letr, dentro de cd cultivr e entre s cultivres, não diferirm significtivmente entre si pelo teste de Tukey xi

12 (P>0.05) Figur 10. Concentrção dos principis compostos isoflvonóides (µg/ml) (médi ± EPM) extrídos de vgens de soj não tcds (controle) e submetids o trtmento de herbivori pelo Euschistus heros por 48 hr, no Lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF. CtDow: controle d cultivr Dowling, HbDow: cultivr Dowling submetid à herbivori, CtSil: controle d cultivr Silvâni, HbSil: cultivr Silvâni submetid à herbivori. Os ddos form trnsformdos em log(x+1) pr s nálises. Cixs seguids pel mesm letr, dentro de cd cultivr e entre s cultivres não diferirm significtivmente entre si pelo teste de Tukey (P>0.05) Figur 11. Concentrção dos principis compostos isoflvonóides (µg/ml) (médi ± EPM) extrídos de vgens de soj não tcds (controle) e submetids o trtmento de herbivori pelo Euschistus heros por 72 hr, no Lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF. CtDow: controle d cultivr Dowling, HbDow: cultivr Dowling submetid à herbivori, CtSil: controle d cultivr Silvâni, HbSil: cultivr Silvâni submetid à herbivori. Os ddos form trnsformdos em log(x+1) pr s nálises. Cixs seguids pel mesm letr, dentro de cd cultivr e entre s cultivres não diferirm significtivmente entre si pelo teste de Tukey (P>0.05) Cpítulo II Figur 1. Sistem de bioensio com o olftômetro em form de Y utilizdo no Lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF Figur 2. Sistem de bioensio com o olftômetro de qutro escolhs do Lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF Figur 3. Sistem de colet de voláteis (erção) do Lbortório de Semioquímicos Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF Figur 4. Aspecto, em microscopi eletrônic de vrredur, d injúri de xii

13 herbivori cusd pelo Euschistus heros em folhs de soj. A) Probóscide do percevejo inserid n folh d cultivr IAC100 B) Injúri obtid sob mior umento e C) Perfurção deixd n folh d cultivr Dowling pós retird d probóscide, com exposição dos tecidos internos Figur 5. Aspecto, em microscopi eletrônic de vrredur, d injúri de oviposição cusd pelo Euschistus heros em folhs de soj. A) Sítio de oviposição n cultivr IAC100, mostrndo s céluls deformds e presenç d col utilizd n fixção dos ovos à folh B) Sítio de oviposição, sob mior umento, mostrndo o destcmento d epiderme e exposição do mesofilo (prênquim clorofilino) e C) Destcmento dos ovos junto com epiderme d folh d cultivr Silvâni Figur 6. Resposts de fêmes de Telenomus podisi no olftômetro em Y pr cultivr de soj Dowling submetid diferentes trtmentos. Cont: plnt não dnificd, Ovi: com oviposição, HerbOvip: com herbivori+oviposição e Herb: com herbivori. 24, 48, 72, 96 e 120 hr = tempo depois do início dos trtmentos (indução d plnt). Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste de qui-qudrdo (c 2 ), 5% de probbilidde. Números entre prênteses representm os insetos que não responderm nenhum dos trtmentos Figur 7. Resposts ds fêmes de Telenomus podisi no olftômetro em Y pr cultivr de soj IAC100 submetid diferentes trtmentos. Cont: plnt não dnificd, Ovi: com oviposição, HerbOvip: com herbivori+oviposição e Herb: com herbivori. 24, 48, 72, 96 e 120 hr = tempo depois do início do dno (indução d plnt). Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste c 2, 5% de probbilidde. Números entre prênteses representm os insetos que não responderm nenhum dos trtmentos Figur 8. Tempo de residênci (em segundos) ds fêmes de E. heros no olftômetro de qutro escolhs pr plnts não dnificds de soj ds cultivres Dowling, IAC100 e Silvâni. Brrs seguids d mesm letr não diferirm significtivmente entre si pelo teste de Kruskl-Wllis, 5% de probbilidde Figur 9. Resposts ds fêmes cslds e limentds de Euschistus heros no olftômetro em Y pr plnts não dnificds ds cultivres Dowling, xiii

14 IAC100 e Silvâni. Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste c 2, 5% de probbilidde. Números entre prênteses representm os insetos que não responderm nenhum dos trtmentos Figur 10. Tempo de residênci (em segundos) ds fêmes de E. heros no olftômetro em Y pr plnts não dnificds ds cultivres Dowling, IAC100 e Silvâni. Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste t predo, 5% de probbilidde Figur 11. Voláteis totis (médi±epm) obtidos ds plnts não dnificds (controle) e submetids os trtmentos de herbivori, oviposição e herbivori+oviposição ds cultivres Dowling, IAC100 e Silvâni. O umento dos voláteis liberdos por plnts dnificds d cultivr Dowling foi significtivo depois de 48 hr. Pr s cultivres IAC100 e Silvâni não houve diferenç significtiv entre os trtmentos e ns interções com o tempo (Mnov pr medids repetids, P>0.05). Médis seguids pel mesm letr dentro de cd hor não diferirm significtivmente entre si pelo teste de Tukey, 5% de probbilidde Figur 12. Digrm de PRC e peso ds vriáveis (b k ), bsedo n mistur dos voláteis liberdos por plnts d cultivr Dowling, em sete dis de mostrgem. As linhs representm o pdrão de respost ds plnts de soj os diferentes trtmentos no tempo. O vlor de P indic significânci do primeiro eixo do digrm de PRC sobre tods s hors, bsed no teste de permutção de Monte Crlo, com esttístic semelhnte o teste F. Em cd hor, o vlor de C dt difere significtivmente entre os trtmentos que não possuem mesm letr (-c); letrs repetids ou usênci dels, dentro de cd tempo, mostrm contrstes que não diferirm significtivmente pelo teste de permutção de Monte Crlo, 5% de probbilidde. Qunto mior (vlor bsoluto) o peso d vriável (no cso, composto volátil), mior contribuição dest no pdrão de respost dos trtmentos que diverge em relção o comportmento do trtmento controle (no controle, linh C dt = 0) indicdo n PRC Figur 13. Principis voláteis liberdos (médi±epm) por plnts não tcds (controle) e submetids os trtmentos de herbivori, oviposição e herbivori+oviposição d cultivr Dowling. As brrs representm o erro pdrão d médi. Asterisco indic diferenç significtiv no contrste entre plnts xiv

15 sdis e induzids dentro de cd hor, pelo teste t, 5% de probbilidde Cpítulo III Figur 1. Resposts ds fêmes de Telenomus podisi no olftômetro em Y pr diferentes concentrções do composto (E,E)-α-frneseno ou hexno (controle). Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste de qui-qudrdo (c 2 ), 1% de probbilidde. Números entre prênteses representm os insetos que não responderm nenhum dos trtmentos Figur 2. Tempo de residênci (em segundos) ds fêmes de Telenomus podisi no olftômetro em Y pr s diferentes concentrções do composto (E,E)-αfrneseno. Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste t predo, 1% de probbilidde Figur 3. Tempo de residênci (em segundos) ds fêmes de T. podisi no olftômetro em Y pr s diferentes concentrções do composto slicilto de metil. Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste t predo, 5% de probbilidde Figur 4. Tempo de residênci (em segundos) ds fêmes de T. podisi no olftômetro em Y pr s diferentes misturs dos compostos F: (E,E)-αfrneseno, Ms: slicilto de metil e Ah: (Z)-3-cetto de hexenil; controle: hexno. Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste t predo, 5% de probbilidde Figur 5. Resposts ds fêmes de T. podisi no olftômetro em Y pr plnt sdi ou com dno de herbivori; controle: (E,E)-α-frneseno n concentrção de 1x10-5 M. Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste de qui-qudrdo (c 2 ), 0.1% de probbilidde. Números entre prênteses representm os insetos que não responderm nenhum dos trtmentos Figur 6. Tempo de residênci (em segundos) ds fêmes de T. podisi no olftômetro em Y pr plnt não tcd ou com herbivori; controle: (E,E)- α-frneseno n concentrção de 1x10-5 M. Asterisco indic diferenç significtiv entre os trtmentos pelo teste t predo, 5% de probbilidde xv

16 Cpítulo IV Figur 1. Desenho esquemático do rrnjo ds prcels com plnts de soj ds cultivres Dowling (D1 D5), IAC100 (I1 I5) e Silvâni (S1 S5), loclizds n áre experimentl d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi, Brsíli, DF, utilizds ns vlições d flutução populcionl do percevejo E. heros e dos prsitóides de ovos d fmíli Scelionide Figur 2. Giols de mdeir utilizds pr proteção ds plnts de soj ds cultivres Dowling, IAC100 e Silvâni, durnte o período de setembro dezembro de 2010, Embrp Recusros Genéticos e Biotecnologi, Brsíli, DF Figur 3. A) Crtels (4cm x 4cm) com 50 ovos de Euschistus heros, coldos com gom rábic e recobertos com filó (mlh de 4 mm) e B) Crtels com ovos sentinel presos n plnt de soj no cmpo experimentl d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF, no período de setembro dezembro de Figur 4. Giol instld em prcel d cultivr de soj Dowling com rmdilhs desivs mrels em seu interior (Biotrp, Biocontrole Método de Controle de Prgs Ltd) pr cptur dos prsitóides, no cmpo experimentl d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF, no período de setembro dezembro de Figur 5. Densidde de A) ninfs+dultos e B) ovos do percevejo Euschistus heros por plnt. C) Porcentgem de ovos prsitdos ns cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni, no cmpo experimentl d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF, no período de setembro dezembro de Figur 6. Prsitismo em crtels com ovos (sentinel) de E. heros colocds ns cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni, no cmpo experimentl d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF, no período de setembro dezembro de A) Todos os prsitóides emergidos dos ovos e B) Pdrão de prsitismo o longo do tempo. Brrs seguids pel mesm letr não diferirm significtivmente entre si pelo teste Tukey (P<0.05) Figur 7. Prsitismo em crtels com ovos (sentinel) de E. heros colocds xvi

17 ns cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni. A) Todos os prsitóides d fmíli Scelionide e B) Exclusivmente espécie Telenomus podisi. Asterisco indic diferenç significtiv entre s cultivres, dentro de dt, pelo teste Tukey (P<0.05) Figur 8. Cptur de vesps prsitóides em rmdilhs desivs mrels instlds ns prcels ds cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni, entre os estádios reprodutivos R1 e R8, no cmpo experimentl d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF, no período de setembro dezembro de A) Totl de prsitóides B) Todos os prsitóides d fmíli Scelionide C) Gênero Telenomus e D) Gênero Trissolcus. Asterisco indic diferenç significtiv entre s cultivres, dentro de dt, pelo teste Tukey (P<0.05) Anexos Anexo 1. Procedênci dos Compostos Químicos e Curvs de Clibrção Pr Quntificção dos Flvonóides d Soj Anexo 2. Mnuscrito Referente à Prte dos Resultdos Apresentdos no Cpítulo II, ceito pr Publicção no Periódico Journl of Chemicl Ecology Anexo 3. Figurs Cujos Resultdos Não Form Significtivos - Cpítulo II Voláteis Medidores d Interção Plnt-Herbívoro-Inimigo Nturl em Cultivres de Soj Resistente e Suscetível Anexo 4. Perfis Cromtográficos ds Cultivres de Soj Dowling, IAC100 e Silvâni Submetids à Herbivori, Herbivori+Oviposição e Oviposição e Plnts Sdis Anexo 5. Figurs Cujos Resultdos Não Form Significtivos - Cpítulo III - Efeito dos Compostos (E,E)-α-frneseno, slicilto de metil e (Z)-3-cetto de hexenil no Comportmento do Telenomus podisi, Prsitóide de Ovos do Euschistus heros xvii

18 Resumo Interções Químics no Sistem Soj Percevejo Euschistus heros (Hemipter: Penttomide) Prsitóide de Ovos Telenomus podisi (Hymenopter: Scelionide) O controle biológico ssocido o uso de cultivres resistentes o tque de insetos present interesse e potencil pr ser utilizdo no mnejo de prgs. Os objetivos do trblho form investigr os mecnismos envolvidos n resistênci ds cultivres de soj Dowling e IAC100 o percevejo Euschistus heros, em comprção com cultivr suscetível Silvâni; vlir trção do prsitóide de ovos, Telenomus podisi, e do percevejo esss cultivres com diferentes tipos de injúris (herbivori, herbivori+oviposição e oviposição); vlir respost do prsitóide os compostos induzidos pel herbivori, ssim como investigr distribuição de ninfs e dultos do percevejo e os prsitóide de ovos de E. heros ns diferentes cultivres em condições de cmpo. No teste de oviposição do percevejo, com escolh entre s cultivres, não houve diferenç significtiv no número de posturs e ovos entre s cultivres, enqunto no teste sem chnce de escolh, o número de ovos deixdos n cultivr Silvâni foi mior do que ns demis. As cultivres resistentes fetrm o desenvolvimento do percevejo. As ninfs mntids n cultivr Dowling não completrm seu ciclo biológico. Houve diferenç nos pesos médios e n longevidde dos dultos do percevejo pr s cultivres IAC100 e Silvâni. A fecundidde foi mior pr fêmes limentds n cultivr Silvâni, porém não houve diferenç n vibilidde dos ovos. A sobrevivênci do percevejo d fse ninfl té dulto diferiu significtivmente entre os trtmentos. Houve mior produção dos isoflvonóides n cultivr Silvâni, sendo que pens o composto genisteín, 48hr pós herbivori, foi produzido em mior quntidde. Nos bioensios com olftômetro em Y, os prsitóides form trídos pr s plnts injurids pel herbivori e pel ssocição de herbivori+oviposição qundo comprds com plnts não tcds de soj ns cultivres resistentes, ms não mostrou preferênci pr cultivr Silvâni em nenhum dos trtmentos. Os voláteis d plnt emitidos ns três cultivres pós oviposição não trírm o prsitóide. Nos bioensios com o olftômetro de qutro escolhs, fêmes de E. heros não mostrrm preferênci pr os odores ds plnts de soj tcds ou não prs s três cultivres. Porém, com o olftômetro em Y, o percevejo foi trído pr plnts não tcds qundo comprds com o controle (somente r). As nálises de Curvs de Resposts Principis (PRC) mostrrm que houve diferenç entre os trtmentos o longo do tempo no perfil químico dos voláteis entre os trtmentos pr cultivr Dowling. Os xviii

19 compostos que mis contribuírm pr diferenç ente plnts de soj injurids comprds com plnts não tcds form (E,E)--frneseno, slicilto de metil, (Z)-3-cetto de hexenil e (E)-2-octen-1-ol. O prsitóide foi trído somente pr o (E,E)-α-frneseno 1x10-5 M nos testes no olftômetro em Y, feitos com cd um dos compostos, com exeção do (E)-2-octen-1-ol, e comprdos o controle (hexno). Porém, houve diferenç no tempo de residênci pr o composto slicilto de metil ns concentrções 1x10-4 e 1x10-5 M. Não houve diferenç significtiv n primeir escolh, nem no tempo que o prsitóide permneceu nos brços do olftômetro, trtmento e controle, qundo s misturs: (1) (E,E)-α-frneseno+slicilto de metil+(z)-3-cetto de hexenil; (2) (E,E)-α-frneseno+ slicilto de metil; (3) (E,E)-α-frneseno+(Z)-3- cetto de hexenil e (4) slicilto de metil+(z)-3-cetto de hexenil form testds contr o controle (E,E)-α-frneseno 1x10-5 M. O prsitóide tmbém não mostrou preferênci pels misturs testds, com o hexno como controle. Entretnto, o tempo de residênci no brço com mistur 2, especificd cim, foi esttisticmente diferente. Telenomus podisi foi trído pr s plnts com herbivori, permnecendo tmbém mior prte do tempo no brço do olftômetro com o trtmento, nos bioensios utilizndo plnts tcds e não tcds pelo E. heros, pós 96 hr, comprdo com o (E,E)-α-frneseno 1x10-5 M. Não houve diferenç entre s cultivres n distribuição do percevejo ns plnts do cmpo. A mior populção foi observd no finl do ciclo d soj, porém, o mior número de ovos nturis e prsitismo form encontrdos entre os estágios reprodutivos R1 e R5. Os prsitóides T. podisi, Trissolcus teretis, Tr. urichi e Tr. brochymene emergirm dos ovos sentinel de E. heros, sendo T. podisi o mis freqüente e com mior ocorrênci prtir do estágio reprodutivo R6. Os resultdos sugerem que s cultivres IAC100 e Dowling possuem defes diret (constitutiv) contr E. heros e que não houve indução d produção dos isoflvonóides n cultivr de soj resistente Dowling pel injúri de herbivori. As plnts ds cultivres resistentes dnificds pelo percevejo presentrm defes induzid indiret. Os compostos (E,E)--frneseno, slicilto de metil, (Z)-3-cetto de hexenil estão, provvelmente, envolvidos n trção do prsitóide T. podisi. O prsitóide T. podisi foi trído pel cultivr de soj resistente Dowling em condições de cmpo. xix

20 Abstrct - Chemicl Interctions on System Soyben stink bug Euschistus heros (Hemipter: Penttomide) Egg Prsitoid Telenomus podisi (Hymenopter: Scelionide) The ssocition of resistnt vrieties nd biologicl control hs gret interest nd potentil to be used for pest mngement. The ims of this work were to evlute the mechnisms involved in resistnce of the soyben cultivrs Dowling nd IAC100 for the stinkbug Euschistus heros, in contrst with the suscetible Silvâni; the ttrction of Telenomus podisi nd the stinkbug to different types of dmge (herbivory, herbivory+oviposition nd oviposition) to these cultivrs; the response of the prsitoid to compounds induced by herbivory dmge nd the distribution of nymphs nd dults of the stinkbug nd the egg prsitoid on different cultivrs under field conditions. In choice tests, there ws no difference in the number of clutches nd the number of eggs between the cultivrs, but the cultivr Silvâni received more eggs in the test without choice. The nymphs rered on cv Dowling did not complete their biologicl cycle. The men weight nd the longevity of dults on the different cultivrs were different. Femle fecundity on cultivr Silvâni ws higher thn on cultivr IAC100, however the egg fertility ws not different. The survivorship of nymphs until dults differed significntly between tretments. Totl mount of isoflvonoids compounds ws higher in cultivr Silvâni, nd only the compound genistein t 48 hr fter dmge, ws produced in greter quntity in the herbivory tretment. In Y-tube olfctometer, the prsitoids were ttrcted to herbivory nd herbivory+oviposition dmged soyben plnts when compred to undmged soyben plnts for the resistnt cultivrs, but did not show preference for the susceptible cultivr Silvâni in ny of the dmge tretments. The plnt voltiles emitted by oviposition dmged plnts in the three cultivrs did not ttrct the egg prsitoid. In four-rm-olfctometer biossys E. heros femles did not show preference for odors of dmged or undmged soyben plnts of the three cultivrs studied. In Y-tube olfctometer, the stink bug ws ttrcted to undmged soyben plnts for ll cultivrs compred with ir. The Principl Response Curves (PRC) nlysis showed consistent vribility over time in the chemicl profile of voltiles between tretments for the cultivr Dowling. The compounds tht most contributed to the divergence between dmged soyben plnts compred to undmged plnts were (E,E)--frnesene, methyl slicylte, (Z)-3-hexenyl cette nd (E)-2-octen- 1-ol. Testing the compounds in Y-tube olfctometer, the prsitoids were ttrcted only to (E,E)-α-frnesene t 1x10-5 M, when both individul compounds nd hexne xx

21 were contrsted. However, the residence time ws different to methyl slicylte t concentrtions of 1x10-4 e 1x10-5 M. No difference ws observed on the initil choice neither on the time tht the prsitoid remined in the rms of the olfctometer, tretment nd control, when the blends of voltiles: (1) (E,E)-α-frnesene+methyl slicylte+(z)-3-hexenyl cette; (2) (E,E)-α-frnesene+methyl slicylte; (3) (E,E)-αfrnesene+(Z)-3-hexenyl cette nd (4) methyl slicylte+(z)-3-hexenyl cette were tested ginst (E,E)-α-frnesene t 1x10-5 M. Testing hexne s control, the prsitoid did not show preference to the blends tested, but the residence time in the rm supplied with the blend 2 ws sttisticlly different. In the biossys with 96 hr herbivory dmge cused by E. heros, nd undmged soyben plnts ginst (E,E)-α-frnesene t 1x10-5 M, T. podisi ws ttrcted to herbivory dmged soyben plnts, lso remining long of time in the olfctometer rm supplied with the odor of herbivory dmged plnts. There ws no difference between cultivrs in stink bug distribution in the field; the highest popultion ws observed in the finl stges of crop, however, more nturl eggs nd prsitism were found mong the reproductive stges R1 nd R5. The prsitoids T. podisi, Trissolcus teretis, Tr. urichi e Tr. brochymene emerged from the sentinel eggs of E. heros, where T. podisi ws the most common nd occured more from the reproductive stge R6. These results suggest tht the cv IAC100 nd Dowling present direct defense (constitutive) ginst E. heros; tht the herbivory dmge did not induce isoflvonoids production on resistnt soyben cultivr Dowling; the plnts of the resistnt cultivrs dmged by the stinkbug hve indirect induced defense; the compounds (E,E)--frnesene, methyl slicylte, (Z)-3-hexenyl cette re probbly involved in the ttrction of the egg prsitoid T. podisi nd tht the prsitoid T. podisi is ttrcted by the cultivr Dowling in field conditions. xxi

22 Introdução Atulmente soj, Glycine mx (L.) Merrill, 1917 (Fbles: Fbcee), é oleginos mis produzid e consumid no mundo (Wilcox 2004). Seu cultivo no Brsil teve início n região sul e, tulmente, é produzid do norte o sul do pís, com s miores áres n região Centro-Oeste, principlmente no biom Cerrdo (Portugl, 1999; Conb, 2010). O Brsil é o segundo mior produtor e exportdor de soj, com áre cultivd de 23.2 milhões de hectres, com produtividde nul em torno de 2.9 t/hectre e produção totl de 68.7 milhões de tonelds n sfr (Conb, 2010). Dentre os grndes produtores, o Brsil possui o mior potencil de expnsão d áre cultivd, podendo, depender ds necessiddes de consumo, mis do que duplicr su produção, e em curto przo, constituir-se no mior produtor e exportdor mundil de soj e seus derivdos (Dll Agnol et l., 2008). Milhões de tonelds de soj são perdids, nulmente, pelo tque de insetosprg, com destque pr o complexo de espécies de percevejos d fmíli Penttomide (Pnizzi, 1997; Pnizzi et l., 2007). O percevejo-mrrom Euschistus heros (Fbricius, 1794), o percevejo-verde-pequeno Piezodorus guildinii (Westwood, 1837) e o percevejo-verde Nezr viridul (Linneus, 1758), são considerdos s prgs mis importntes pr cultur d soj no Brsil (Pnizzi e Slnsky, 1985; Corrê- Ferreir e Pnizzi, 1999) e, dentre estes, E. heros se destc por ser um ds principis espécies que ocorre do norte do Estdo do Prná o Centro-Oeste brsileiro (Corrê- Ferreir e Pnizzi, 1999). A colonizção d lvour de soj pelos percevejos penttomídeos ocorre no período vegettivo (V que vi de V1 V7), especificmente entre o finl do estádio V6 e o início do estádio V7 (Borges et l., 2011) ou logo pós florção, período reprodutivo (R que vi de R1 R5), especificmente prtir do finl do estádio R1 o início do R2. A prtir do precimento ds vgens (R3), inici-se reprodução d prg n lvour e o surgimento ds ninfs. No finl do desenvolvimento ds vgens (R4) e início do enchimento dos grãos (R5), ocorre o umento rápido d populção, período no qul soj se torn mis suscetível o tque desses insetos (Corrê-Ferreir e Pnizzi, 1999). Durnte limentção, o prelho bucl do percevejo é introduzido ns vgens, e o tingirem s sementes, dnificm diretmente os tecidos, tornndo-s chochs e enrugds, levndo perds significtivs no rendimento, n qulidde e no potencil 1

23 germintivo d soj (Pnizzi e Slnsky, 1985; Pnizzi, 2000). Pode ocorrer ind redução no teor de óleo, umento n percentgem de proteíns e ácidos grxos livres ns sementes, distúrbios fisiológicos como retenção folir e umento n trnsmissão de ptógenos (Vills-Bôs et l., 1990; Sos-Gómez e Moscrdi, 1995; Boethel et l., 2000). Apesr dos prejuízos cusdos pelos percevejos, não é recomendável plicção preventiv de grotóxicos, pois lém do grve problem de poluição mbientl, o uso desnecessário e excessivo de produtos químicos pode tmbém elevr os custos d produção, umentr resistênci dos insetos os produtos utilizdos, invibilizr produção d cultur e fetr os inimigos nturis (Pedigo 1996). O controle químico só deveri ser efetudo qundo s prgs tingissem o nível de controle, dois percevejos/m 2 (Embrp, 2008). Entretnto, não é o que contece no Brsil onde produção de soj é, tipicmente, dependente de grotóxicos e fertilizntes solúveis (Gzzoni et l., 1994; Corrê-Ferreir e Moscrdi, 1996). Dentre os métodos lterntivos, o controle biológico possui vntgem de proteger diversidde biológic, porque tu no ecossistem sobre s populções lvo, com lt especificidde; present menor probbilidde de cusr desequilíbrio o meio mbiente; não deix resíduos no solo, n águ ou no limento e, ind, present mior sustentbilidde (Gllo et l., 2002). O uso de gentes de controle biológico mostr-se potencilmente promissor em progrms de mnejo integrdo de prgs d soj (Orr 1988), especilmente os prsitóides de ovos dos gêneros Telenomus e Trissolcus (Hymenopter: Scelionide), que são os inimigos nturis mis comuns dos percevejos e que ocorrem nturlmente em diverss regiões do Brsil, inclusive no Distrito Federl (Corrê-Ferreir e Moscrdi, 1995; Medeiros et l., 1997; Corrê-Ferreir, 2002). A espécie Telenomus podisi Ashmed, 1881 se destc devido à lt freqüênci com que é encontrdo prsitndo os ovos de E. heros nos cultivos de soj (Medeiros et l., 1997, 1998; Pcheco e Corrê-Ferreir, 2000). Devido o tmnho bstnte pequeno d miori dos prsitóides de ovos e complexidde estruturl do mbiente onde hbitm, um dos miores desfios pr o prsitóide é encontrr o hospedeiro dequdo. Alguns estudos sugerem que pr trnspor ess brreir, eles desenvolverm mecnismos que os guim pr seus hospedeiros, utilizndo váris pists como sinis visuis, físicos e químicos provenientes destes ou ssocidos eles. Entre esses estão os sinis emitidos pels plnts hospedeirs (Vet e Dicke, 1992; Ftouros et l., 2008; Vinson, 1998). 2

24 O prsitóide T. podisi responde diferentes pists, como feromônio sexul do E. heros (Borges et l., 1999), trços deixdos no substrto por fêmes de E. heros (Borges et l., 2003), voláteis induzidos por herbivori (Mores et l., 2005), sinis vibrtórios produzidos durnte comunicção sexul do E. heros (Lumnn et l., 2007), compostos defensivos (Lumnn et l., 2009) e voláteis induzidos pelo fitormônio (Z)- jsmone em plnts de soj (Mores et l., 2009). A respost ds plnts à herbivori é extremmente complex e envolve estrtégis que permitem o escpe, defes ou tolerânci o tque do herbívoro (Rusher, 1992). As plnts possuem mecnismos de defes que podem tur n proteção contr herbívoros, fitoptógenos ou ftores bióticos, como estresse hídrico, podendo ser ind de nturez constitutiv ou induzid. A defes constitutiv ocorre de form contínu e não depende d presenç ou d ção do gente gressor, enqunto induzid se express somente pós ocorrênci d injúri. Em lguns csos, mbs podem ocorrer em conjunto em um mesm plnt (Pieterse e Dicke, 2007; Chen, 2008). As defess constitutivs e induzids podem ser direts, sendo formds por crcterístics morfológics, que incluem estruturs d plnt como tricoms, espinhos, superfícies ceross e folhgem endurecid e que tum de form negtiv sobre o inseto, de modo preservr plnt de injúris mis séris; ou por crcterístics químics que envolvem produção de toxins, de repelentes, supressores de limentção ou oviposição, deterrentes e redutores de digestibilidde (Lr, 1991; Dicke, 1994; Cortesero et l., 2000). Os isoflvonóides são compostos secundários fenólicos produzidos pels plnts, envolvidos n defes ds mesms contr herbívoros e fitoptógenos (Chen, 2008), que estão envolvidos n resistênci d soj contr N. viridul e Anticrsi gemmtlis Hübner, 1818 (Lepidopter: Noctuide) em diferentes cultivres de soj (Piubelli et l., 2003, 2005). A defes constitutiv pode ser indiret, com presenç de nectários extrfloris ou domáces, que trem inimigos nturis pr s plnts que possuem (Schoonhoven et l., 2005; Heil, 2008). A defes induzid tmbém pode ser indiret, onde plnt tcd pelo herbívoro pode liberr compostos orgânicos voláteis (COVs) que tum n trção dos seus inimigos nturis, como prsitóides ou preddores (Price, 1997; Kessler e Bldwin, 2002; Heil, 2008; Krbn, 2011). Vários estudos já mostrrm que os prsitóides usm os COVs liberdos pós injúri cusd pelo herbívoro pr loclizrem os seus hospedeiros. O prsitóide Trissolcus bslis (Wollston, 1858) 3

25 respondeu os voláteis induzidos de plnts de feijão dnificds por herbivori+oviposição pelo percevejo N. viridul (Colzz et l. 2004) e o prsitóide T. podisi respondeu os voláteis ds plnts de soj induzids pel herbivori do E. heros (Mores et l., 2005, 2008). Os voláteis induzidos lém de trírem os inimigos nturis podem, ind, sinlizr loclizção do limento pr os herbívoros, indicr os insetos presenç de orgnismos competidores, como tmbém indicr o decréscimo qulittivo d plnt (Dicke, 2009). Por exemplo, seleção de um plnt com presenç de defes já induzid por um herbívoro pode expor o herbívoro os efeitos prejudiciis ds sus substâncis defensivs ou trir os seus inimigos nturis (Crrol et l., 2008; Hlitschke et l., 2008). A pesquis d comunicção químic entre plnts e insetos pode gerr um série de ferrments com potencilidde de utilizção no mnejo integrdo de prgs. A identificção dos compostos responsáveis pel defes químic d plnt e su ção ns interções com insetos de diferentes níveis tróficos, poderi ser usd pr trir ou mnter os inimigos nturis n cultur ou pr repelir os herbívoros (Gtehouse, 2002) e, ind, pr uxilir no desenvolvimento de cultivres com genes que produzm esses compostos nturlmente, ntes mesmo de sofrerem injúri e que serim resistentes às prgs (Piubelli et l., 2005). Outro método lterntivo de controle seri o uso de cultivres resistentes. Pode-se considerr um cultivr resistente, quel que devido su constituição genotípic, é menos dnificd que outrs por um prg em condições de iguldde (Pinter, 1951; Lr, 1991; Gllo et l., 2002). Deve-se considerr ind que, resistênci, é reltiv e específic, hvendo sempre necessidde de comprção com outrs cultivres, sendo muits vezes resistente um prg e suscetível outrs (Gllo et l., 2002). Em gerl os estudos de resistênci vrietl em soj envolvem principlmente os efeitos diretos nos herbívoros (Li et l., 2004, 2008; Piubelli et l., 2005). Diferentes trblhos têm mostrdo crcterístics de resistênci d cultivr IAC100 os percevejos e à lgrt d mripos A. gemmtlis n fse reprodutiv ds plnts (Fernndes et l., 1994; Lourenção et l., 1997; Mchdo et l., 1999). A cultivr Dowling presentou efeitos de ntibiose e não-preferênci o pulgão Aphis glycines Mtsumur, 1917 (Hemipter: Aphidide), que prrm de se limentr e morrerm depois de 48 hr em um diet com est cultivr (Li et l. 2004, 2008). 4

26 O emprego de plnts resistentes insetos tem sido considerdo um método promissor de controle devido à possibilidde de permitir mnutenção d prg em níveis inferiores o de dno econômico, sem cusr prejuízos o mbiente e sem ônus dicionl o gricultor. Além disso, por su comptibilidde com os demis métodos de controle, é um técnic idel pr ser utilizd em progrms de mnejo de prgs (Gllo et l., 2002; Vendrmim e Guzzo, 2009). Apesr ds informções sobre fontes de resistênci n soj os herbívoros, não há estudos que vlim se plnts que possuem resistênci durnte o estágio reprodutivo, que envolve primeirmente s defess direts, presentm tmbém defes indiret nos estágios vegettivos, e se há interção de cultivres resistentes com os inimigos nturis. Pr o mnejo integrdo de prgs n cultur d soj, tem sido proposto que os inimigos nturis poderim ser liberdos ou trídos pr o cmpo ntes d chegd dos percevejos (Borges et l., 1998). Pr isso, é importnte que o desenvolvimento ds cultivres resistentes não ltere respost d plnt os herbívoros e liberção de voláteis induzidos pel herbivori que trem os inimigos nturis. O estudo d ecologi químic d interção plnt - herbívoro - inimigo nturl mostr-se como um ferrment útil n elucidção dos mecnismos que governm os comportmentos de procur do hospedeiro e oviposição pelo prsitóide, n identificção dos metbólitos secundários (voláteis e não-voláteis) relevntes o sistem tritrófico e n prospecção dos tributos desfvoráveis d cultivr de soj o prsitóide. Esss resposts podem subsidir futuros progrms de melhormento genético vegetl e mnejo de inimigos nturis n cultur. Dus cultivres de soj conhecids por presentrem resistênci contr herbívoros (Dowling e IAC100) e um cultivr (Silvâni) reltd como suscetível os percevejos (Lumnn et l., 2008) form selecionds pr esse estudo, com o objetivo de investigr quis os mecnismos de defes envolvidos n interção soj-e. heros-t. podisi. A tese vers sobre ecologi químic dess interção e foi orgnizd em qutro cpítulos: o primeiro, intituldo Preferênci de Oviposição e Biologi de Euschistus heros em Cultivres de Soj Resistente e Suscetível, foi desenvolvido com o objetivo de vlir os efeitos ds cultivres resistentes, Dowling e IAC100 e d suscetível Silvâni, n biologi de E. heros, em condições de lbortório. O segundo cpítulo Voláteis Medidores d Interção Plnt-Herbívoro-Inimigo Nturl em Cultivres de Soj Resistente e Suscetível, trtou ds resposts do prsitóide T. podisi às cultivres de soj resistente e suscetível, pós os dnos cusdos pel herbivori, pel 5

27 herbivori+oviposição e pel oviposição por fêmes de E. heros; d trtividde ds fêmes do percevejo pr os voláteis liberdos por plnts de soj sdis ou dnificds e d identificção do perfil químico dos voláteis liberdos pels diferentes cultivres sdis ou dnificds. O terceiro cpítulo Efeito dos Compostos (E,E)-α-frneseno, slicilto de metil e (Z)-3-cetto de hexenil no Comportmento do Telenomus podisi, Prsitóide de Ovos do Euschistus heros, trtou d vlição d respost do prsitóide os principis compostos liberdos pel soj pós s injúris cusds pelo percevejo. O qurto e último cpítulo Interções Trófics entre Cultivres de Soj Resistente e Suscetível, Prsitóides de Ovos d Fmíli Scelionide e o Percevejo Euschistus heros, foi desenvolvido pr vlir como s ninfs e os dultos do percevejo e os prsitóides de ovos de E. heros distribuem-se ns diferentes cultivres em condições de cmpo. As citções dos utores o longo do texto, s referêncis bibliográfics, citção de uniddes de medid ns descrições d metodologi e dos resultdos, seguirm s norms de publicção do periódico Journl of Chemicl Ecology. Cpítulo I Preferênci de Oviposição e Biologi de Euschistus heros em Cultivres de soj Resistente e Suscetível Introdução As plnts possuem tributos físicos e químicos que podem tur como defess constitutivs, presentes ntes mesmo de sofrerem injúri; ou induzids, que se mnifestm pós injúri, e que podem fvorecê-ls n defes contr de herbívoros, fitoptógenos e condições desfvoráveis do mbiente (Pieterse e Dicke, 2007; Chen, 2008). A defes induzid pode ser indiret, crcterizd pel trção dos inimigos nturis; e diret, onde s plnts expressm mecnismos que reduzem o potencil reprodutivo e longevidde d populção dos herbívoros (Cortesero et l., 2000; Dicke e Hilker, 2003; Chen, 2008). As defess direts ds plnts podem tur sobre os herbívoros produzindo brreirs morfológics pr limentção e/ou oviposição, como espinhos e tricoms, 6

28 ou brreirs químics, os metbólitos secundários, tis como lclóides, terpenóides, esteróides e flvonóides (Kogn, 1986; Arimur et l., 2005; Chen, 2008). Esses compostos desempenhm função importnte não somente n escolh inicil do herbívoro, como tmbém n determinção d quntidde de limento que o inseto vi ingerir (Beck, 1965; Frenkel, 1969; Srivstv et l., 1999). Por exemplo, os isoflvonóides são compostos fenólicos que podem tur como deterrentes d limentção e/ou levr o espessmento d prede celulr, desempenhndo ppel importnte no mecnismo de resistênci por ntibiose contr os insetos (Treutter, 2006; Chen, 2008; O Neil et l., 2010). São derivdos d rot do ácido chiquímico, prtir d vi dos fenilpropnóides, e podem se presentr em qutro forms químics: s glicons, exemplo dos compostos didzeín e genisteín; s glicons, didzin e genistin; os derivdos glicolisdos cetildos e os mlonildos (Mnn, 1994; Lee et l., 2003). A resistênci ds plnts envolve crcterístics que s tornm menos suscetíveis o tque do herbívoro, dependendo ds condições em que são mnifestds. Existem três ctegoris de resistênci de plnts os insetos: 1) não- preferênci, qundo plnt não present s crcterístics dequds o desenvolvimento do inseto herbívoro, ocorrendo um reção negtiv durnte o processo de seleção d plnt, sendo plnt, nesse cso, pouco utilizd pr oviposição, limentção ou como brigo pelo hospedeiro; 2) ntibiose, qundo o inseto se liment normlmente d plnt, ms est fet negtivmente o crescimento e/ou desenvolvimento do inseto; e 3) tolerânci, qundo plnt present hbilidde pr se desenvolver, reproduzir e recuperr-se d injúri, suportndo um populção proximdmente igul àquel que dnific um hospedeiro suscetível (Pinter, 1951; Schoonhoven et l., 2005; Vendrmim e Guzzo, 2009). As cuss de não-preferênci incluem repelentes e restringentes químicos vegetis, pubescênci (um cobertur de tricoms simples ou glndulres), cers superficiis e espessur ou durez ds folhs - todos os quis podem impedir colonizção d plnt pelos insetos. Os efeitos de ntibiose sobre os insetos vrim de leves letis, e os ftores incluem toxins, inibidores de crescimento, níveis reduzidos de nutrientes, exsuddos viscosos de tricoms (pêlos) glndulres e lts concentrções de compostos vegetis indigeríveis (Gulln e Crnston, 2008). Estudos de resistênci ns cultivres de soj envolverm primeirmente s defess direts contr os herbívoros durnte o estágio reprodutivo d soj (Piubelli et l., 2005; 7

29 Li et l., 2004, 2008). Alguns estudos têm sugerido que resistênci no estágio reprodutivo d soj pr percevejos e lgrts poderi estr relciond à concentrção dos isoflvonóides ns sementes (Ro et l., 1990; Hoffmnn-Cmpo, et l., 2001; Piubelli et l., 2003). A cultivr IAC100 tem lts concentrções de isoflvonóides qundo comprd outrs cultivres de soj e confere tmbém lt resistênci pr os percevejos (Crrão-Pnizzi e Kitmur, 1995). A resistênci de IAC100 tem efeito de ntibiose pr Anticrsi gemmtlis Hübner, 1818 (Lepidopter: Noctuide) (Piubelli et l., 2005; McPherson e Buss, 2007). As ctegoris de defes, ntibiose e nãopreferênci precem estr envolvids n resistênci d cv Dowling contr os pulgões. Nesse cso, houve um interrupção d limentção com conseqüente morte pós 48 hr do início do experimento em lbortório (Li et l., 2004, 2008). Por outro ldo, cultivr Silvâni present lt suscetibilidde o tque dos percevejos, ms fltm estudos pr verificr o que torn suscetível, qundo comprd outrs cultivres (Lumnn et l., 2008). A redução d preferênci por um hospedeiro e do tempo de desenvolvimento dos herbívoros, devido às defess direts d plnt, pode fetr o crescimento ds populções e estrutur ds comuniddes de herbívoros e inimigos nturis (Agrwl, 2005). Deste modo, os objetivos do trblho form: (i) vlir se há preferênci pr oviposição de fêmes de Euschistus heros ns cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni; (ii) vlir o efeito ds diferentes cultivres de soj no desenvolvimento ds ninfs, n fecundidde ds fêmes, n fertilidde dos ovos e n sobrevivênci dos dultos de E. heros e (iii) investigr influênci d herbivori cusd por fêmes de E. heros n produção dos isoflvonóides ns cultivres de soj resistentes e suscetível. As hipóteses testds form: (i) s cultivres de soj Dowling, IAC100 e Silvâni, influencim escolh do sítio de oviposição pels fêmes de E. heros; (ii) o desenvolvimento dos percevejos é influencido pelo tipo de limento em que ele é crido e (iii) produção dos isoflvonóides é induzid pós o tque do percevejo e est produção ocorre de mneir diferencid entre s cultivres testds. Os resultdos esperdos são que s fêmes de E. heros preferirão ovipositr n cultivr Silvâni; os insetos cridos ns cultivres Dowling e IAC100, terão os ciclos de vid mis prolongdos do que queles cridos n cultivr Silvâni e, ind, que herbivori induzirá um mior produção dos isoflvonóides ns vgens d cultivr Dowling. 8

30 Mteril e Métodos As crições dos insetos e os experimentos form conduzidos nos lbortórios de Bioecologi e Semioquímicos d Embrp Recursos Genéticos e Biotecnologi (Cenrgen), Brsíli, DF, Brsil (15 o 47 S, 47 o 55 W), sob tempertur de 27 ± 1 o C, umidde reltiv de 65 ± 10 % e fotoperíodo de 14L:10E. As sementes e s vgens ds cultivres (cv) Dowling e IAC100 (considerds como resistentes), e Silvâni (suscetível), utilizds nos experimentos form obtids d Embrp Cerrdos, Brsíli, DF. Crição dos Insetos As colônis do percevejo E. heros (Fig. 1A) form estbelecids prtir de insetos coletdos em cmpos de soj, próximos o Cenrgen, Brsíli, DF. Os insetos form mntidos em sl de crição, em giols plástics de 8 l (22 cm diâmetro x 26 cm de ltur) (Fig. 1B) forrds com ppel e limentdos com sementes de mendoim [Archis hypoge L., 1758 (Fbles: Fbcee)], soj Conquist [Glycine mx (L.) Merrill, 1917 (Fbles: Fbcee)], girssol [Helinthus nnuus L., 1758 (Asterles: Astercee)] e vgens de feijão [Phseolus vulgris L., 1758 (Fbles: Fbcee)]. Um pote plástico (7 cm de diâmetro x 5 cm de ltur), contendo águ, com um tmp contendo um furo no meio e um chumço de lgodão, foi colocdo dentro ds giols pr suprimento de diet líquid e pr mnutenção d umidde do meio. As giols, águ e o limento form trocdos dus vezes por semn. 9