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Thèse de Doctorat
DOI
Document
Auteur
Nom complet
José Bruno Malaquias
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2019
Directeur
Jury
Godoy, Wesley Augusto Conde (Président)
Ferreira, Cláudia Pio
Miranda, José Ednilson
Omoto, Celso
Titre en anglais
Ecological modelling of Spodoptera frugiperda genotypes larval dispersal as tool to understand and management resistance in Bt cotton landscapes
Mots-clés en anglais
Bt plant
Evolutionary dynamics
Fall armyworm
Larval movement
Resumé en anglais
The demand for information in a systematic way about ecology of target insect species of transgenic plants has increased in recent decades due to the growing interest in this new technology in pest management. Larval mobility in agricultural ecosystems when on occurrence of contamination of Bt crops, intentionally or unintentionally - has been subject of study by several researchers, however information about larval mobility in tropical conditions are still scarce. This scenario created opportunity for hypothesis testing on behavioural aspects of Spodoptera frugiperda (JE Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) in landscapes with spatial-temporal co-occurence of Bt and non-Bt cotton plants. The main objective of the current research was to study the larval dispersal of the pest in field and laboratory conditions in order to insert computational modelling components to describe the evolution of resistance to Bt cotton. In the first chapter of this thesis, it is presented a general introduction. In the second one, we studied the feeding behaviour associated with larval dispersal of S. frugiperda genotypes and possible effects on spatial distribution of the resistant individuals in Bt and non-Bt cotton fields. We analyzed in the third chapter the consequences to resistance progress of the dispersal pattern of susceptible, Cry1F-resistant and heterozygous genotypes of S. frugiperda in pure and contaminated artificial landscapes. In the fourth chapter we assessed the impact of the dispersal by ballooning combined with walking dispersal on resistance evolution in conditions of plant mixture with non-Bt and Bt cotton plants in events with high and non-high dose. In the last chapter, we compared the movement dynamics of S. frugiperda genotypes between 28oC and 32oC, and with an individual-based model we analyzed the possibility if one of the genotypes could persist and would lead the other to the exclusion on refuge areas with non-Bt cotton plants. In a general way, faced on the larval dispersal of S. frugiperda genotypes, the results found here highlight the importance of implementation of strategies to avoid contamination through inadequate agronomic practices such as destruction of cotton plants after harvest, volunteer plant control, and seed saving after harvest. All information generated in this thesis could contribute in the optimization of regional resistance management within a concept of insect population control in wide areas.
Titre en portugais
Modelagem Ecológica da Dispersão Larval de Genótipos de Spodoptera frugiperda como Ferramenta para Compreender e Manejar a Resistência em Paisagens do Algodão Bt
Mots-clés en portugais
Algodão transgênico
Dinâmica evolutiva
Lagarta militar
Movimento larval
Resumé en portugais
A demanda por informações de forma sistematizada sobre ecologia de insetos-praga alvos de plantas transgênicas tem crescido nas últimas décadas devido ao proeminente interesse nesta tecnologia no manejo de pragas. A mobilidade larval em ecossistemas agrícolas quando na ocorrência de contaminação de plantas Bt, de forma intencional ou não intencional, tem sido assunto de estudo por diversos Pesquisadores, entretanto informações sobre a mobilidade larval em condições tropicais são ainda escassas. Este cenário criou oportunidades para testes de hipóteses em aspectos comportamentais de Spodoptera frugiperda (JE Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) em paisagens com co-ocorrência espaço-temporal de plantas de algodão Bt e não Bt. O principal objetivo desta pesquisa foi estudar a dispersão larval da praga em condições de campo e de laboratório em ordem para inserir componentes de modelagem computacional para descrever a evolução da resistência ao algodão Bt. No primeiro capítulo desta tese, é apresentada uma introdução geral. No segundo capítulo, foi estudado o comportamento alimentar associado com a dispersão larval de genótipos de S. frugiperda e possíveis efeitos na distribuição espacial de indivíduos resistentes em campos de algodão Bt e não Bt. Foram analisadas no terceiro capítulo as consequências para o progresso da resistência do padrão de dispersão de genótipos suscetíveis, resistentes a Cry1F e heterozigotos de S. frugiperda em paisagens artificiais com pureza e com contaminação. No quarto capítulo, avaliou-se o impacto da dispersão por balonismo combinado dispersão por caminhamento na evolução da resistência em condições de mistura de plantas de algodão não Bt e algodão Bt em eventos com alta e baixa dose. No último capítulo, foi comparada a dinâmica de movimentação de genótipos de S. frugiperda entre as temperaturas de 28°C e 32°C, e com um modelo baseado no indivíduo analisou-se a possibilidade se um dos genótipos poderia persistir e levar o outro a exclusão em áreas de refúgio com plantas de algodão não Bt. Baseado na dispersão larval de genótipos de S. frugiperda, os resultados encontrados ressaltam a necessidade de implementação de estratégias para evitar contaminação por meio de práticas agronômicas inadequadas tais como destruição de plantas após a colheita, controle de plantas voluntárias, e o ato de se salvar as sementes após a colheita. Todas informações geradas nesta tese poderão contribuir para otimização de manejo da resistência regional dentro de um conceito de controle de insetos em grandes áreas.
 
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Date de Publication
2019-05-31
 
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