Influence of Trichoderma harzianum and Bacillus thuringiensis with reducing rates of NPK on growth, physiology, and fruit quality of Citrus aurantifolia / Influência de Trichoderma harzianum e Bacillus thuringiensis na redução das taxas de NPK no crescimento, fisiologia e qualidade de frutos de Citrus aurantifolia

Continuous use of chemical fertilizers gradually shrinks the crop yield and quality, and these adverse effects can be reduced by adopting new sustainable practices such as the use of manure, biofertilizers, and nano fertilizers. Limited information is existed on the application of Trichoderma harzianum and Bacillus thuringiensis microbes to improve lemon seedlings growth, physiology, and fruit formation. Therefore, the current study is aimed to evaluate the effects of T. harzianum and B. thuringiensis microbes mixing with low levels of inorganic fertilizer (NPK) on the plant growth, development, and quality of limau nipis (key lemon) fruits. The lemon seedlings growing media were inoculated during transplanting with T. harzianum and B. thuringiensis at various NPK fertilizers under polybagged conditions. The seedlings were grown around eighteen (18) months after inoculation with biofertilizers followed by Randomized Complete Block Design (RCBD) with five (5) replications. The results showed that T. harzianum with 50 g of NPK treatment (T2) increased the seedling's height, branch number, leaf height, ground area, and absolute growth rate (AGR) plant height by 50.12%, 107.84%, 17.91%, 17.91%, 116.93%, and 56.02%, respectively, over the control treatment. The number of leaves (60.82%), leaf area (42.75%), stem diameter (27.34%), specific leaf area (SLA) (39.07%), leaf area index (LAI) (54.40%), and absolute growth rate for leaf number (73.86%), leaf area (306.85%) and stem diameter (46.8%) of lemon seedlings increased significantly with B. thuringiensis plus 50 g NPK treatment (T3). The applications of B. thuringiensis with 25 g NPK fertilizer treatment (T5) increased leaf fresh weight (LFW), leaf dry weight (LDW), leaf moisture content (LMC), specific leaf weight (SLW), leaf relative growth rate (RGR), and chlorophyll content by 96.45%, 56.78%, 13.60%, 24.76%, 45.45%, and 16.22%, respectively, over the control group. In addition, T5 treatment increased the fruits number, individual fruit weight, fruit diameter, fruit dimension, leaf total soluble solids (TSS), and fruit TSS content of lemon tress by 81.81%, 55.52%, 43.54%, 25.69%, 89.47%, and 70.78% compared to the control treatment. Furthermore, soil inoculation of B. thuringiensis significantly increased the pulp to peel ratio and juice content of lemon fruits. From this study, it can be concluded that soil inoculation of both T. harzianum and B. thuringiensis with 25-50% NPK during transplanting improved plant growth, physiology, and fruit quality of limau nipis trees.

O uso contínuo de fertilizantes químicos diminui gradualmente o rendimento e a qualidade das culturas, e esses efeitos adversos podem ser reduzidos com a adoção de novas práticas sustentáveis, como o uso de esterco, biofertilizantes e nanofertilizantes. A informação limitada existe sobre a aplicação de micróbios Trichoderma harzianum e Bacillus thuringiensis para melhorar o crescimento de mudas de limão, fisiologia e formação de frutos. Portanto, o presente estudo tem como objetivo avaliar os efeitos da mistura de micróbios T. harzianum e B. thuringiensis com baixo nível de fertilizante inorgânico (NPK) no crescimento, desenvolvimento e qualidade de frutos de limau nipis (limão-chave). Os meios de cultivo de mudas de limão foram inoculados durante o transplante com T. harzianum e B. thuringiensis em vários fertilizantes NPK sob condições de polybag. As mudas foram cultivadas em torno de 10 meses após a inoculação com biofertilizantes seguidas de delineamento em blocos completos randomizados (RCBD) com 5 repetições. Os resultados mostraram que T. harzianum com 50 g de tratamento NPK (T2) aumentou a altura de plântulas, número de ramos, altura de folha, área do solo e taxa de crescimento absoluto (AGR) em 50,12%, 107,84%, 17,91%, 17,91%, 116,93% e 56,02%, respectivamente, em relação ao tratamento controle. O número de folhas (60,82%), área foliar (42,75%), diâmetro do caule (27,34%), área foliar específica (SLA) (39,07%), índice de área foliar (IAF) (54,40%) e taxa absoluta de crescimento para número de folhas (73,86%), área foliar (306,85%) e diâmetro do caule (46,8%) das mudas de limão aumentaram significativamente com B. thuringiensis mais 50 g de tratamento NPK (T3). As aplicações de B. thuringiensis com 25 g de tratamento com fertilizante NPK (T5) aumentaram a massa fresca da folha (LFW), massa seca da folha (LDW), teor de umidade da folha (LMC), peso específico da folha (SLW), taxa de crescimento relativo da folha (RGR) e teor de clorofila em 96,45%, 56,78%, 13,60%, 24,76%, 45,45% e 16,22%, respectivamente, em relação ao grupo controle. Além disso, o tratamento T5 aumentou o número de frutos, peso individual do fruto, diâmetro do fruto, dimensão do fruto, sólidos solúveis totais foliares (SST) e teor de SST do fruto do limão em 81,81%, 55,52%, 43,54%, 25,69%, 89,47% e 70,78% em relação ao tratamento controle. Além disso, a inoculação no solo de B. thuringiensis aumentou significativamente a relação polpa/casca e o teor de suco de frutos de limão. A partir deste estudo, pode-se concluir que a inoculação no solo de T. harzianum e B. thuringiensis com 25-50% de NPK durante o transplante melhorou o crescimento das plantas, a fisiologia e a qualidade dos frutos de limau nipis.

Spodoptera frugiperda (Noctuidae) fed on transgenic maize can transfer Bt proteins to Podisus nigrispinus (Pentatomidae)

An important concern with the use of genetically modified (GM) plants expressing Bacillus thuringiensis (Bt) insecticidal toxins is the deleterious effect on non-target organisms. The predatory stink bug Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae) is used in biological control programs and may be exposed to Bt toxins. This study evaluated the indirect effects of different Cry proteins on P. nigrispinus with the prey Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), fed on simple or pyramided Bt maize genotypes. The experiment was carried out in a completely randomized design with three treatments: i) Isohybrid (not Bt), ii) Herculex® (transgenic maize encoding Cry1F protein) and iii) PowerCore® (pyramidal transgenic maize encoding the Cry1F, Cry1A.105, and Cry2Ab2 proteins), which were used to feed S. frugiperda for 48 h. The caterpillars were used as prey by P. nigrispinus females. We evaluated the presence of Cry proteins, consumed prey biomass (predation), oviposition period, number of postures, number of eggs, number of eggs per posture, number of nymphs, egg viability, embryonic period, female longevity and development, and survival rates of immature. The results show that different Cry proteins move through the food chain of P. nigrispinus and provide evidence that the ingestion of three different proteins does not lead to unexpected synergistic effects. However, Cry toxins promoted histopathological changes in midgut cells of P. nigrispinus.

Biological activity of Bt proteins expressed in different structures of transgenic corn against Spodoptera frugiperda / Atividade biológica de proteínas Bt expressas em diferentes estruturas de milho transgênico em Spodoptera frugiperda

Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) is the main target pest of Bt corn technologies, such as YieldGard VT PRO(tm) (Cry1A.105/Cry2Ab2) and PowerCore(tm) (Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry1F). In this study, it was evaluated the biological activity of Bt proteins expressed in different plant structures of YieldGard VT PRO(tm) and PowerCore(tm) corn against S. frugiperda . Complete mortality of S. frugiperda neonates was observed on leaf-disc of both Bt corn technologies. However, the mortality in silks and grains was lower than 50 and 6%, respectively. In addition, more than 49% of the surviving larvae in silks and grains completed the biological cycle. However, all life table parameters were negatively affected in insects that developed in silks and grains of both Bt corn events. In summary, the low biological activity of Bt proteins expressed on silks and grains of YieldGard VT PRO(tm) and PowerCore(tm) corn can contribute to the resistance evolution in S. frugiperda populations.

Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae ) é a principal praga-alvo dos eventos de milho YieldGard VT PRO(tm) (Cry1A.105/Cry2Ab2) e PowerCore(tm) (Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry1F). Para subsidiar o manejo de resistência, avaliou-se a atividade biológica das proteínas de Bt expressas em diferentes estruturas dessas tecnologias de milho Bt contra S. frugiperda . Em discos de folha de milho YieldGard VT PRO(tm) e PowerCore(tm), houve mortalidade completa de neonatas de S. frugiperda . No entanto, em estilo-estigmas e grãos, a mortalidade foi inferior a 50% e 6%, respectivamente. Em adição, mais de 49% das larvas sobreviventes em estilos-estigmas e grãos completaram o ciclo biológico. No entanto, todos os parâmetros de tabela de vida de fertilidade foram negativamente afetados nos insetos que se desenvolveram em estilos-estigmas e grãos de milho Bt. A baixa atividade biológica das proteínas Bt expressas em estilos-estigmas e grãos de milho YieldGard VT PRO(tm) e PowerCore(tm) pode contribuir para a evolução de resistência em populações de S. frugiperda.

Biological activity of Bt proteins expressed in different structures of transgenic corn against Spodoptera frugiperda / Atividade biológica de proteínas Bt expressas em diferentes estruturas de milho transgênico em Spodoptera frugiperda

Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) is the main target pest of Bt corn technologies, such as YieldGard VT PRO(tm) (Cry1A.105/Cry2Ab2) and PowerCore(tm) (Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry1F). In this study, it was evaluated the biological activity of Bt proteins expressed in different plant structures of YieldGard VT PRO(tm) and PowerCore(tm) corn against S. frugiperda . Complete mortality of S. frugiperda neonates was observed on leaf-disc of both Bt corn technologies. However, the mortality in silks and grains was lower than 50 and 6%, respectively. In addition, more than 49% of the surviving larvae in silks and grains completed the biological cycle. However, all life table parameters were negatively affected in insects that developed in silks and grains of both Bt corn events. In summary, the low biological activity of Bt proteins expressed on silks and grains of YieldGard VT PRO(tm) and PowerCore(tm) corn can contribute to the resistance evolution in S. frugiperda populations.(AU)

Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae ) é a principal praga-alvo dos eventos de milho YieldGard VT PRO(tm) (Cry1A.105/Cry2Ab2) e PowerCore(tm) (Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry1F). Para subsidiar o manejo de resistência, avaliou-se a atividade biológica das proteínas de Bt expressas em diferentes estruturas dessas tecnologias de milho Bt contra S. frugiperda . Em discos de folha de milho YieldGard VT PRO(tm) e PowerCore(tm), houve mortalidade completa de neonatas de S. frugiperda . No entanto, em estilo-estigmas e grãos, a mortalidade foi inferior a 50% e 6%, respectivamente. Em adição, mais de 49% das larvas sobreviventes em estilos-estigmas e grãos completaram o ciclo biológico. No entanto, todos os parâmetros de tabela de vida de fertilidade foram negativamente afetados nos insetos que se desenvolveram em estilos-estigmas e grãos de milho Bt. A baixa atividade biológica das proteínas Bt expressas em estilos-estigmas e grãos de milho YieldGard VT PRO(tm) e PowerCore(tm) pode contribuir para a evolução de resistência em populações de S. frugiperda.(AU)

Efeitos de doses subletais de inseticidas biológicos, administrados durante prenhez e lactação, sobre aspectos reprodutivos, hepático e renal em filhotes de ratas Wistar.

Devido à utilização em larga escala, os inseticidas estão entre os fatores de risco mais importantes para a saúde do homem, animais e meio ambiente. Como alternativa ao uso de inseticidas químicos, os bioinseticidas à base das proteínas Cry de Bacillus thuringiensis são uma estratégia significativa e muito utilizada contra insetos praga. Porém, apesar destas proteínas serem consideradas seguras para vertebrados, estudos tem apresentado resultados que discordam dessa afirmação. Sendo assim, esta pesquisa se propõe a investigar os possíveis efeitos na morfofisiologia reprodutiva, hepática e renal, em filhotes de ratas que receberam os inseticidas biológicos XenTari® WG e Dipel® durante prenhez e lactação. Foram utilizadas 20 ratas, Rattus norvegicus albinus da linhagem Wistar com 90 dias de idade, acasaladas e divididas nos seguintes grupos: GC Ratas prenhes; GX Ratas prenhes que receberam XenTari® WG (B. thuringiensis subsp. Aizawai); GDi Ratas prenhes que receberam Dipel® (B. thuringiensis var. Kurstaki); e GDe Ratas prenhes que receberam deltametrina (Keshet® 25EC). A administração dos inseticidas foi realizada por gavagem, na dosagem de 1mg/100g/dia (Grupos GX e GDi), e 2mg/Kg/dia (Grupo GDe), durante toda a gestação e lactação. Os resultados revelaram que a administração dos inseticidas biológicos e sintético reduziu o ganho de peso das matrizes quando comparados ao grupo controle. Os inseticidas biológicos também promoveram redução da prole, do peso, do comprimento, causaram malformação e mortalidade. Houve retardo no período de abertura vaginal, aumento do metaestro em relação as outras fases, redução do estrógeno, progesterona (fêmeas) e testosterona (machos), ovários com numerosos folículos terciários, atrésicos e poucos corpos lúteos na prole dos três grupos que receberam inseticidas e, apenas nos grupos XenTari® e Dipel® foi observado alterações histopatológicas nos testículos, com vacuolizações e descamação do epitélio seminífero. A análise quantitativa dos receptores de andrógeno e estrógeno revelou redução significativa para ambos nas gônadas da prole cujas ratas receberam os inseticidas biológicos e a deltametrina e, nestes mesmos grupos, a morfometria testicular revelou redução do diâmetro tubular, da altura do epitélio seminífero e do comprimento total tubular, e nos ovários observouse menor número de folículos primários, secundários e corpos lúteos, e aumento no número de folículos terciários e atrésicos. A administração dos inseticidas também reduziu os níveis dos biomarcadores de toxicidade alanina aminotransferase (ALT), aspartato aminotransferase (AST), ureia e creatinina, e os inseticidas biológicos promoveram alterações histopatológicas no fígado, com a presença de congestão de veia porta, centrolobular e nos capilares sinusóides, e no rim presença de congestão cortical e redução do espaço subcapsular. Houve redução significativa de glicogênio no fígado, e a morfometria revelou redução do parênquima lobular e aumento no parênquima não lobular, enquanto no rim observou-se redução do diâmetro e volume do glomérulo e da cápsula de Bowman na prole das ratas tratadas com os inseticidas. Assim, conclui-se que tanto os inseticidas biológicos XenTari® e Dipel®, quanto o inseticida sintético deltametrina, em doses subletais em ratas prenhes, promovem alterações reprodutivas, hepáticas, renais, e no desenvolvimento dos filhotes, que se prolongam até a fase adulta, sendo a maioria desses efeitos ainda mais expressivos nos grupos que receberam os inseticidas biológicos.

Due to their large-scale use, insecticides are among the most important risk factors for the health of man, animals, and the environment. As an alternative to the use of chemical insecticides, bioinsecticides based on the Cry proteins of Bacillus thuringiensis are a significant and widely used strategy against insect pests. However, although these proteins are considered safe for vertebrates, studies have shown results that disagree with this statement. Therefore, this research aims to investigate the possible effects on reproductive, hepatic and renal morphophysiology in puppies of rats that received the biological insecticides XenTari® WG and Dipel® during pregnancy and lactation. Twenty rats, Rattus norvegicus albinus of the Wistar strain, 90 days old, mated and divided into the following groups were used: CG - Pregnant rats; GX - Pregnant rats that received XenTari® WG (B. thuringiensis subsp. Aizawai); GDi - Pregnant rats that received Dipel® (B. thuringiensis var. Kurstaki); and GDe - Pregnant rats that received deltamethrin (Keshet® 25EC). Insecticides were administered by gavage, at a dosage of 1mg/100g/day (Groups GX and GDi), and 2mg/Kg/day (Group GDe), throughout pregnancy and lactation. The results revealed that the administration of biological and synthetic insecticides reduced the weight gain of the matrices when compared to the control group. Biological insecticides also promoted a reduction in offspring, weight, and length, causing malformation and mortality. There was a delay in the vaginal opening period, an increase in the metestrus about the other phases, a reduction in estrogen, progesterone (females) and testosterone (males), ovaries with numerous tertiary follicles, atresia and few corpus luteum in the offspring of the three groups that received insecticides and, only in the XenTari® and Dipel® groups, histopathological changes in the testicles were observed, with vacuolations and desquamation of the seminiferous epithelium. Quantitative analysis of androgen and estrogen receptors revealed a significant reduction for both offspring gonads whose rats received biological insecticides and deltamethrin, and in these same groups, testicular morphometry revealed a reduction in tubular diameter, height of seminiferous epithelium and tubular total length, and in the ovaries there was a smaller number of primary, secondary and corpus luteum follicles, and an increase in the number of tertiary and atretic follicles. The administration of insecticides also reduced the levels of biomarkers of toxicity alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), urea and creatinine, and the biological insecticides promoted histopathological changes in the liver, with the presence of portal vein, centrilobular and sinusoid capillaries congestion, and in the kidney, presence of cortical congestion and reduction of the subcapsular space. There was a significant reduction in glycogen in the liver, and the morphometry revealed a reduction in the lobular parenchyma and an increase in the non-lobular parenchyma, while in the kidney there was a reduction in the diameter and volume of the glomerulus and Bowman's capsule in the offspring of the rats treated with the insecticides. Thus, it is concluded that both the biological insecticides XenTari® and Dipel®, as well as the synthetic insecticide deltamethrin, in sublethal doses in pregnant rats, promote reproductive, hepatic and renal changes, and in the development of the puppies, being which last until the adult phase, most of these effects were even more expressive in the groups that received biological insecticides.

Application of statistical experimental design for optimisation of bioinsecticides production by sporeless Bacillus thuringiensis strain on cheap medium

In order to overproduce bioinsecticides production by a sporeless Bacillus thuringiensis strain, an optimal composition of a cheap medium was defined using a response surface methodology. In a first step, a Plackett-Burman design used to evaluate the effects of eight medium components on delta-endotoxin production showed that starch, soya bean and sodium chloride exhibited significant effects on bioinsecticides production. In a second step, these parameters were selected for further optimisation by central composite design. The obtained results revealed that the optimum culture medium for delta-endotoxin production consists of 30 g L-1 starch, 30 g L-1 soya bean and 9g L-1 sodium chloride. When compared to the basal production medium, an improvement in delta-endotoxin production up to 50% was noted. Moreover, relative toxin yield of sporeless Bacillus thuringiensis S22 was improved markedly by using optimised cheap medium (148.5 mg delta-endotoxins per g starch) when compared to the yield obtained in the basal medium (94.46 mg delta-endotoxins per g starch). Therefore, the use of optimised culture cheap medium appeared to be a good alternative for a low cost production of sporeless Bacillus thuringiensis bioinsecticides at industrial scale which is of great importance in practical point of view.(AU)

Bacillus thuringiensis monogenic strains: screening and interactions with insecticides used against rice pests

The screening of Bacillus thuringiensis (Bt) Cry proteins with high potential to control insect pests has been the goal of numerous research groups. In this study, we evaluated six monogenic Bt strains (Bt dendrolimus HD-37, Bt kurstaki HD-1, Bt kurstaki HD-73, Bt thuringiensis 4412, Bt kurstaki NRD-12 and Bt entomocidus 60.5, which codify the cry1Aa, cry1Ab, cry1Ac, cry1Ba, cry1C, cry2A genes respectively) as potential insecticides for the most important insect pests of irrigated rice: Spodoptera frugiperda, Diatraea saccharalis, Oryzophagus oryzae, Oebalus poecilus and Tibraca limbativentris. We also analyzed their compatibility with chemical insecticides (thiamethoxam, labdacyhalothrin, malathion and fipronil), which are extensively used in rice crops. The bioassay results showed that Bt thuringiensis 4412 and Bt entomocidus 60.5 were the most toxic for the lepidopterans, with a 93% and 82% mortality rate for S. frugiperda and D. saccharalis, respectively. For O. oryzae, the Bt kurstaki NRD-12 (64%) and Bt dendrolimus HD-37 (62%) strains were the most toxic. The Bt dendrolimus HD-37 strain also caused high mortality (82%) to O. poecilus, however the strains assessed to T. limbativentris caused a maximum rate of 5%. The assays for the Bt strains interaction with insecticides revealed the compatibility of the six strains with the four insecticides tested. The results from this study showed the high potential of cry1Aa and cry1Ba genes for genetic engineering of rice plants or the strains to biopesticide formulations.

Riqueza e composição de espécies de insetos visitantes florais de algodoeiro Bt e não-Bt / Richness and diversity of flower-visiting insect species in Bt and non-Bt cotton

O objetivo deste estudo foi verificar se existe diferença entre a comunidade de insetos visitantes florais do algodoeiro geneticamente modificado (Bt) e sua isolinha convencional (não-Bt). A pesquisa foi realizada em área de produção comercial no Município de Maracaju, MS, Brasil. A área amostral compreendeu dois campos, um de algodão não-Bt e outro de algodão Bt. As coletas dos insetos foram realizadas no período matutino com intervalo de três dias. Ao final da floração foram coletados 1.310 espécimes de visitantes florais, destes, 56,56% nas flores do algodoeiro Bt e 43,44% do não-Bt. Embora a abundância de insetos no cultivar Bt ter sido maior, a riqueza de espécies no cultivar não-Bt foi superior. Assim, apresentando diversidade de 73 espécies na cultivar Bt e 84 espécies na não-Bt. A riqueza de espécies variou entre os horários de coleta para ambos os tratamentos, entre os dias de floração onde no início e no final da floração, constatou-se a menor riqueza independentemente do cultivar de algodão. Por outro lado, a riqueza de espécies não variou entre os cultivares de algodão. Com relação à composição das espécies houve variação entre os horários de visitação, entre os tipos de algodão e também entre a interação, desses dois fatores. Também variou entre os dias de floração, mas não entre as classes da interação os dias e o tipo de algodão. Com base neste estudo, concluímos que houve diferença entre as espécies de insetos que visitaram as flores do algodoeiro Bt e sua isolinha convencional.

RICHNESS AND DIVERSITY OF FLOWER-VISITING INSECT SPECIES IN BT AND NON-BT COTTON. This study aimed to verify the difference between flower-visiting insect communities in genetically modified cotton (Bt) and conventional cotton (non-Bt). The study was conducted in a commercial cotton field in the municipality of Maracaju, Mato Grosso do Sul, Brazil. The collections of flower visitors were performed every 3 days in the morning during the reproductive period of cotton and employed 2 treatments: Bt cotton and non-Bt cotton. By the end of flowering, 1,310 specimens were collected, 56.56% on Bt cotton flowers and 43.44% on non-Bt cotton flowers. Even though the abundance of collected insects on Bt cotton was higher, species richness in non-Bt was higher than Bt, with a diversity of 73 species on Bt cotton and 84 species on non-Bt. Species richness of flower visitors varied between sampling times for both treatments and between the days of flowering, therefore, the species richness was lower at the beginning and the end of flowering in both cotton cultivars. But the species richness did not vary between cultivars of cotton. Species composition of insects was different during the periods of flower visitation, between cotton cultivars as well as between the interaction of these two factors. There was also a variation between the days of flowering but not between days and cotton cultivars. Based on this study, it was concluded that there are differences between the species of insects that visit flowers of Bt cotton and non-Bt cotton.

Riqueza e composição de espécies de insetos visitantes florais de algodoeiro Bt e não-Bt / Richness and diversity of flower-visiting insect species in Bt and non-Bt cotton

O objetivo deste estudo foi verificar se existe diferença entre a comunidade de insetos visitantes florais do algodoeiro geneticamente modificado (Bt) e sua isolinha convencional (não-Bt). A pesquisa foi realizada em área de produção comercial no Município de Maracaju, MS, Brasil. A área amostral compreendeu dois campos, um de algodão não-Bt e outro de algodão Bt. As coletas dos insetos foram realizadas no período matutino com intervalo de três dias. Ao final da floração foram coletados 1.310 espécimes de visitantes florais, destes, 56,56% nas flores do algodoeiro Bt e 43,44% do não-Bt. Embora a abundância de insetos no cultivar Bt ter sido maior, a riqueza de espécies no cultivar não-Bt foi superior. Assim, apresentando diversidade de 73 espécies na cultivar Bt e 84 espécies na não-Bt. A riqueza de espécies variou entre os horários de coleta para ambos os tratamentos, entre os dias de floração onde no início e no final da floração, constatou-se a menor riqueza independentemente do cultivar de algodão. Por outro lado, a riqueza de espécies não variou entre os cultivares de algodão. Com relação à composição das espécies houve variação entre os horários de visitação, entre os tipos de algodão e também entre a interação, desses dois fatores. Também variou entre os dias de floração, mas não entre as classes da interação os dias e o tipo de algodão. Com base neste estudo, concluímos que houve diferença entre as espécies de insetos que visitaram as flores do algodoeiro Bt e sua isolinha convencional. (AU)

RICHNESS AND DIVERSITY OF FLOWER-VISITING INSECT SPECIES IN BT AND NON-BT COTTON. This study aimed to verify the difference between flower-visiting insect communities in genetically modified cotton (Bt) and conventional cotton (non-Bt). The study was conducted in a commercial cotton field in the municipality of Maracaju, Mato Grosso do Sul, Brazil. The collections of flower visitors were performed every 3 days in the morning during the reproductive period of cotton and employed 2 treatments: Bt cotton and non-Bt cotton. By the end of flowering, 1,310 specimens were collected, 56.56% on Bt cotton flowers and 43.44% on non-Bt cotton flowers. Even though the abundance of collected insects on Bt cotton was higher, species richness in non-Bt was higher than Bt, with a diversity of 73 species on Bt cotton and 84 species on non-Bt. Species richness of flower visitors varied between sampling times for both treatments and between the days of flowering, therefore, the species richness was lower at the beginning and the end of flowering in both cotton cultivars. But the species richness did not vary between cultivars of cotton. Species composition of insects was different during the periods of flower visitation, between cotton cultivars as well as between the interaction of these two factors. There was also a variation between the days of flowering but not between days and cotton cultivars. Based on this study, it was concluded that there are differences between the species of insects that visit flowers of Bt cotton and non-Bt cotton. (AU)

Two new Brazilian isolates of Bacillus thuringiensis toxic to Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Noctuidae)

Bacillus thuringiensis is a bacterium used for biopesticides production and pest-resistant plants due to the synthesis of protein crystals by cry genes, which are effective in controlling several insect orders such as Lepidoptera. This work aimed at the evaluation and characterisation of two new B. thuringiensis isolates active against A. gemmatalis (Hübner 1818) larvae, which is the soybean major pest. The results showed that Bt117-4 isolate amplified fragments corresponding to cry2 and cry9 genes, and synthesised protein fragments equivalent to 130, 90 and 45 kDa. The Bt3146-4 isolate amplified DNA fragments corresponding to cry9 gene and synthesised protein fragments of 70, 58 and 38 kDa. Transmission electron microscopy revealed the presence of protein crystals in both isolates. CL50 with Cry purified proteins from Bt117-4 and Bt3146-4, corresponded to 0.195 and 0.191 µg larvae-1, respectively. The two B. thuringiensis isolates selected in this study were effective to control velvetbean caterpillar at laboratory conditions. Field tests should be carried on to develop new biopesticides formulation as well for cry genes resource for Anticarsia gemmatalis resistant transgenic plants.

Bacillus thuringiensis é uma bactéria utilizada na produção de biopesticidas e de plantas resistentes às pragas por causa da síntese de cristais proteicos pelos genes cry, os quais são eficazes no controle de diversas ordens de insetos, como os lepidópteros. O presente trabalho objetivou a avaliação e a caracterização de dois novos isolados de B. thuringiensis ativos contra lagartas de A. gemmatalis (Hübner 1818), que é a principal praga da cultura da soja. Os resultados obtidos revelaram que o isolado Bt117-4 amplificou fragmentos correspondentes aos genes cry2 e cry9, sendo que os fragmentos proteicos sintetizados foram equivalentes a 130, 90 e 45 kDa. O isolado Bt3146-4 amplificou fragmentos de DNA que correspondem ao gene cry9 e sintetizou fragmentos proteicos de 70, 58, e 38 kDa. Os dados de microscopia eletrônica de transmissão revelam a presença de cristais proteicos em ambos os isolados. A CL50, com proteínas Cry purificadas de Bt117-4 e Bt3146-4, correspondeu a 0,195 e 0,191 µg lagarta-1, respectivamente. Os dois isolados de B. thuringiensis selecionados neste trabalho mostraram-se eficientes no controle da lagarta-da-soja em laboratório, sendo recomendada sua avaliação a campo para posterior aplicação na formulação de biopesticidas ou como fonte de genes cry para a obtenção de plantas geneticamente modificadas resistentes à Anticarsia gemmatalis.

Riqueza e composição de espécies de insetos visitantes florais de algodoeiro Bt e não-Bt

This study aimed to verify the difference between flower-visiting insect communities in genetically modified cotton (Bt) and conventional cotton (non-Bt). The study was conducted in a commercial cotton field in the municipality of Maracaju, Mato Grosso do Sul, Brazil. The collections of flower visitors were performed every 3 days in the morning during the reproductive period of cotton and employed 2 treatments: Bt cotton and non-Bt cotton. By the end of flowering, 1,310 specimens were collected, 56.56% on Bt cotton flowers and 43.44% on non-Bt cotton flowers. Even though the abundance of collected insects on Bt cotton was higher, species richness in non-Bt was higher than Bt, with a diversity of 73 species on Bt cotton and 84 species on non-Bt. Species richness of flower visitors varied between sampling times for both treatments and between the days of flowering, therefore, the species richness was lower at the beginning and the end of flowering in both cotton cultivars. But the species richness did not vary between cultivars of cotton. Species composition of insects was different during the periods of flower visitation, between cotton cultivars as well as between the interaction of these two factors. There was also a variation between the days of flowering but not between days and cotton cultivars. Based on this study, it was concluded that there are differences between the species of insects that visit flowers of Bt cotton and non-Bt cotton.

O objetivo deste estudo foi verificar se existe diferença entre a comunidade de insetos visitantes florais do algodoeirogeneticamente modificado (Bt) e sua isolinha convencional (não-Bt). A pesquisa foi realizada em área de produção comercial no Município de Maracaju, MS, Brasil. A área amostral compreendeu dois campos, um de algodão não-Bt e outro de algodão Bt. As coletas dos insetos foram realizadas no período matutino com intervalo de três dias. Ao final da floração foram coletados 1.310 espécimes de visitantes florais, destes, 56,56% nas flores do algodoeiro Bt e 43,44% do não-Bt. Embora a abundância de insetos no cultivar Bt ter sido maior, a riqueza de espécies no cultivar não-Bt foi superior. Assim, apresentando diversidade de 73 espécies na cultivar Bt e 84 espécies na não-Bt. A riqueza de espécies variou entre os horários de coleta para ambos os tratamentos, entre os dias de floração onde no início e no final da floração, constatou-se a menor riqueza independentemente do cultivar de algodão. Por outro lado, a riqueza de espécies não variou entre os cultivares de algodão. Com relação à composição das espécies houve variação entre os horários de visitação, entre os tipos de algodão e também entre a interação, desses dois fatores. Também variou entre os dias de floração, mas não entre as classes da interação os dias e o tipo de algodão. Com base neste estudo, concluímos que houve diferença entre as espécies de insetos que visitaram as flores do algodoeiro Bt e sua isolinha convencional.

Interação entre transgênicos (Bt) e inseticidas no controle de pragas-chave em híbridos de milho-safrinha / Interaction between transgenics and insecticides in the control of key pests on off-season maize hybrids

A cultura do milho é atacada por diversos lepidópteros-praga. Recentemente, foi liberada no Brasil a comercialização de híbridos de milho Bt, integrando em seu genoma o gene Cry1Ab, proveniente de Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, que codifica a proteína com efeito tóxico sobre insetos da ordem Lepidooptera. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar, em condições de campo, a eficácia de híbridos de milho convencionais e transgênicos para o controle de pragas, submetidos ou não à pulverização com inseticidas. O ensaio foi realizado em área experimental do Polo Apta Centro Norte, em Pindorama, Estado de São Paulo. Foram avaliados cinco híbridos de milho convencionais em comparação com os respectivos híbridos isogênicos Bt. A avaliação dos danos visuais de Spodoptera frugiperda (Smith) foi realizada a cada 10 dias, em 20 plantas das duas linhas centrais da parcela, e para Helicoverpa zea (Bod.) e Diatraea saccharalis (Fab.) na pré-colheita. As interações entre os híbridos e a transgenia ocorreram em todas as avaliações a partir dos 40 dia após emergência (DAE). Os híbridos transgênicos (Bt) avaliados apresentaram as menores notas de danos visuais de S. frugiperda em todas as avaliações. A transgenia também proporcionou menor percentagem de espigas danificadas por H. zea e S. frugiperda e de colmos atacados por D. saccharalis. Conclui-se que a transgenia proporciona redução nos danos visuais ocasionados pelas pragas, embora apresente desempenho diferente entre os híbridos.

Diverse lepidopteran pests attack the maize crop. The commercialization of hybrids of transgenic Bt maize, integrating in its genome the gene Cry1Ab, from Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, which codifies the protein with toxic effect on insects of the Lepidoptera order, has been recently introduced in Brazil. The objective of this work was to evaluate, under field conditions, the effectiveness of conventional and transgenic maize hybrids for the control of pests, sprayed or not with insecticides. The assay was carried out in an experimental area of the Polo Apta Centro Norte, in Pindorama, São Paulo State, Brazil. Five conventional maize hybrids were evaluated in comparison with the respective isogenic Bt hybrids. The evaluation was carried out every 10 days, in 20 plants of the 2 central lines of the parcel for Spodoptera frugiperda (Smith) damage. For damages of Helicoverpa zea (Bod.) and Diatraea saccharalis (Fab.) the evaluations were carried out in the pre-harvest. The interactions between the hybrids and the transgeny occurred in all evaluations starting at the 40th day after emergence (DAE). The Bt hybrids evaluated presented the lowest scores for visual S. frugiperda damages in all the evaluations. The transgenic maize also provided the lowest percentage of cobs damaged by H. zea and S. frugiperda, and of stalks attacked by D. saccharalis. In conclusion, the transgenic maize provided reduction in visual damages caused by the pests, however, it presented different performance among the hybrids.

INTERAÇÃO ENTRE TRANSGÊNICOS (BT) E INSETICIDAS NO CONTROLE DE PRAGAS-CHAVE EM HÍBRIDOS DE MILHO-SAFRINHA

ABSTRACT Diverse lepidopteran pests attack the maize crop. The commercialization of hybrids of transgenic Bt maize, integrating in its genome the gene Cry1Ab, from Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, which codifies the protein with toxic effect on insects of the Lepidoptera order, has been recently introduced in Brazil. The objective of this work was to evaluate, under field conditions, the effectiveness of conventional and transgenic maize hybrids for the control of pests, sprayed or not with insecticides. The assay was carried out in an experimental area of the Polo Apta Centro Norte, in Pindorama, São Paulo State, Brazil. Five conventional maize hybrids were evaluated in comparison with the respective isogenic Bt hybrids. The evaluation was carried out every 10 days, in 20 plants of the 2 central lines of the parcel for Spodoptera frugiperda (Smith) damage. For damages of Helicoverpa zea (Bod.) and Diatraea saccharalis (Fab.) the evaluations were carried out in the pre-harvest. The interactions between the hybrids and the transgeny occurred in all evaluations starting at the 40th day after emergence (DAE). The Bt hybrids evaluated presented the lowest scores for visual S. frugiperda damages in all the evaluations. The transgenic maize also provided the lowest percentage of cobs damaged by H. zea and S. frugiperda, and of stalks attacked by D. saccharalis. In conclusion, the transgenic maize provided reduction in visual damages caused by the pests, however, it presented different performance among the hybrids.

RESUMO A cultura do milho é atacada por diversos lepidópteros-praga. Recentemente, foi liberada no Brasil a comercialização de híbridos de milho Bt, integrando em seu genoma o gene Cry1Ab, proveniente de Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, que codifica a proteína com efeito tóxico sobre insetos da ordem Lepidooptera. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar, em condições de campo, a eficácia de híbridos de milho convencionais e transgênicos para o controle de pragas, submetidos ou não à pulverização com inseticidas. O ensaio foi realizado em área experimental do Polo Apta Centro Norte, em Pindorama, Estado de São Paulo. Foram avaliados cinco híbridos de milho convencionais em comparação com os respectivos híbridos isogênicos Bt. A avaliação dos danos visuais de Spodoptera frugiperda (Smith) foi realizada a cada 10 dias, em 20 plantas das duas linhas centrais da parcela, e para Helicoverpa zea (Bod.) e Diatraea saccharalis (Fab.) na pré-colheita. As interações entre os híbridos e a transgenia ocorreram em todas as avaliações a partir dos 40 dia após emergência (DAE). Os híbridos transgênicos (Bt) avaliados apresentaram as menores notas de danos visuais de S. frugiperda em todas as avaliações. A transgenia também proporcionou menor percentagem de espigas danificadas por H. zea e S. frugiperda e de colmos atacados por D. saccharalis. Conclui-se que a transgenia proporciona redução nos danos visuais ocasionados pelas pragas, embora apresente desempenho diferente entre os híbridos.

EFEITOS SUBLETAIS DO INSETICIDA BIOLÓGICO XENTARI, SOBRE A TOXICIDADE RENAL E HEPÁTICA EM RATAS

No Brasil o número de trabalhadores rurais expostos a inseticidas é bastante expressivo, o que concorre para intoxicações agudas e doenças crônicas. Assim, testou-se a hipótese se a administração do inseticida biológico Xentari® WG (B. thuringiensis subsp. Aizawai), em concentrações subletais, pode interferir na função hepática e renal em ratas. Utilizaram-se 40 ratas albinas, Rattus norvegicus albinus, distribuídas em quatro grupos constituídos por cinco animais: I: Ratas que receberam placebo (Controle); II, III e IV, que receberam 1,0; 10 e 20 mg de Xentari®/100g, respectivamente. Os animais foram pesados aos 20 e 30 dias de administração do inseticida. Foram realizadas dosagens bioquímicas de ALT, AST, HDL, LDL, VLDL, albumina, creatinina e uréia. Para as análises histopatológicas e histoquímica utilizou-se a técnica H.E e P.A.S., respectivamente. Na morfométria do fígado mensurou-se os hepatócitos, capilares sinusoides, ducto bilífero, espaço porta-hepático, veia hepática e veia centro-lobular e no rim mensurou-se diâmetro e volume do glomérulo e da cápsula de Bowman. A eutanásia dos animais ocorreu logo após o término da administração do inseticida, que durou o período de 20 ou 30 dias após aplicação do inseticida. Os resultados mostraram que o Xentari® WG, promoveu uma redução no peso dos animais, além de uma alteração nos níveis de triglicerídeos aos 20 dias, colesterol total aos 30 dias, HDL, LDL e VLDL aos 20 dias. Já a ALT foi alterada com 20 e 30 dias, enquanto que o AST apenas aos 20 dias, também promoveu alterações nos níveis de ureia e albumina aos 30 dias de tratamento. A histopatologia do fígado e do rim mostrou tumefação e vacuolização celular e baixa reação ao P.A.S no fígado, a análise morfométrica do fígado demonstrou um aumento dos hepatócitos e capilares sinusoides em relação ao espaço porta-hepático, veia hepática e centro-lobular, e uma diminuição do volume e diâmetro glomerular, caracterizando atrofia glomerular e glomérulonefrite membranosa no rim para ambos os períodos analisados. Conclui-se que o Xentari® em doses subletais, interfere na função hepática e renal de ratas, sendo mais expressivo no período de aplicação agudo (20 dias). Assim, sugere-se que sejam realizadas mais pesquisas que revelem os efeitos crônicos da exposição a este inseticida biológico.

In Brazil the number of rural workers exposed to pesticides is very expressive, which contributes to acute poisoning and chronic diseases. Thus, we tested the hypothesis that the administration of the biological insecticidal Xentari® WG (B. thuringiensis subsp. Aizawai), at sublethal concentrations may interfere with the hepatic and renal function in rats. They were used 40 albino rats, Rattus norvegicus albinos, divided into four groups consisting of five animals: I: rats who received placebo (control); II, III and IV, which received 1.0; 10 and 20 mg of Xentari® / 100g, respectively. Animals were weighed after 20 and 30 days of administration of the insecticide. biochemical measurements were performed in ALT, AST, HDL, LDL, VLDL, albumin, creatinine and urea. For the histopathologic and histochemical analysis was used to H.E and P.A.S. technique, respectively. Morphometry In the liver measured to hepatocytes, sinusoidal capillaries, bilífero duct, the portal-hepatic space, hepatic vein and central lobular and kidney is measured diameter and volume of the glomerulus and Bowman's capsule. Euthanasia of animals took place shortly after the pesticide administration, which lasted a period of 20 or 30 days after insecticide application. The results showed that the Xentari® WG, promoted a reduction in the weight of animals, as well as a change in triglyceride levels at 20 days, 30 days total cholesterol, HDL, LDL and VLDL at 20 days. Since the ALT was changed to 20 and 30 days, whereas only 20 days AST also promoted changes in urea and albumin levels after 30 days of treatment. The histopathology of liver and kidney showed swelling and cellular vacuolization and low reaction to PAS in the liver, the morphometric analysis of the liver showed an increase in hepatocytes and sinusoidal capillaries relative to the portal-hepatic space, hepatic vein and central lobular, and decreased volume and glomerular diameter, featuring glomerular atrophy and membranous glomerulonephritis kidney for both periods analyzed. It follows that the Xentari® at sublethal doses, interfere with hepatic and renal function of rats, and stronger in the Acute application period (20 days). Thus, it is suggested that further research be conducted to reveal the chronic effects of exposure to this biological insecticide.

Characterization of cry2-type genes of Bacillus thuringiensis strains from soil-isolated of Sichuan basin, China

Sichuan basin, situated in the west of China, is the fourth biggest basin in China. In order to describe a systematic study of the cry2-type genes resources from Bacillus thuringiensis strains of Sichuan basin, a total of 791 Bacillus thuringiensis strains have been screened from 2650 soil samples in different ecological regions. The method of PCR-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) was used to identify the type of cry2 genes. The results showed that 322 Bacillus thuringiensis strains harbored cry2-type genes and four different RFLP patterns were found. The combination of cry2Aa/cry2Ab genes was the most frequent (90.4%), followed by cry2Aa (6.8%) and cry2Ab alone (2.5%), and only one novel type of cry2 gene was cloned from one isolate (JF19-2). The full-length of this novel gene was obtained by the method of thermal asymmetric interlaced PCR (Tail-PCR), which was designated as cry2Ag1 (GenBank No. ACH91610) by the Bt Pesticide Crystal Protein Nomenclature Committee. In addition, the result of scanning electron microscopic (SEM) observation showed that these strains had erose, spherical, bipyramidal, and square crystal. And the results of sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) demonstrated that these strains harbored about one to three major proteins. These strains exhibited a wide range of insecticidal spectrum toxic to Aedes aegypti (Diptera) and Pieris rapae Linnaeus, 1758 (Lepidoptera). Particularly, JF19-2 contained cry2Ag gene had the highest insecticidal activity. All these researches mentioned above revealed the diversity and particularity of cry2-type gene resources from Bacillus thuringiensis strains in Sichuan basin.

Histopathology and the lethal effect of Cry proteins and strains of Bacillus thuringiensis Berliner in Spodoptera frugiperda J.E. Smith Caterpillars (Lepidoptera, Noctuidae) / Histopatologia e efeito letal de cepas e proteínas Cry de Bacillus thuringiensis Berliner para lagartas de Spodoptera frugiperda J.E. Smith (Lepidoptera, Noctuidae)

Among the phytophagous insects which attack crops, the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera, Noctuidae) is particularly harmful in the initial growth phase of rice plants. As a potential means of controlling this pest, and considering that the entomopathogen Bacillus thuringiensis Berliner demonstrates toxicity due to synthesis of the Cry protein, the present study was undertaken to evaluate this toxic effect of B. thuringiensis thuringiensis 407 (pH 408) and B. thuringiensis kurstaki HD-73 on S. frugiperda. The following method was used. Both bacterial strains were evaluated in vitro in 1st instar S. frugiperda caterpillars, by means of histopathological assays. The Cry1Ab and Cry1Ac proteins, codified by the respective strains of B. thuringiensis, were evaluated in vivo by bioassays of 1st instar S. frugiperda caterpillars in order to determine the Mean Lethal Concentration (LC50). The results of the histopathological analysis of the midget of S. frugiperda caterpillars demonstrate that treatment with the B. thuringiensis thuringiensis strain was more efficient, because the degradations of the microvilosities started 9 hours after treatment application (HAT), while in the B. thuringiensis kurstaki the same effect was noticed only after 12 HAT. Toxicity data of the Cry1Ab and Cry1Ac proteins presented for the target-species LC50 levels of 9.29 and 1.79 μg.cm-2 respectively. The strains and proteins synthesised by B. thuringiensis thuringiensis and B. thuringiensis kurstaki are effective in controlling S. frugiperda, and may be used to produce new biopesticides or the genes may be utilised in the genetic transformation of Oryza sativa L.(AU)

Entre os insetos fitófagos que atacam as culturas, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera, Noctuidae) destaca-se como uma praga polífaga que causa prejuízos na fase inicial da cultura do arroz. No seu controle, o entomopatógeno Bacillus thuringiensis Berliner revela-se tóxico devido à síntese de proteínas Cry. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a toxicidade das cepas e proteínas Cry de B. thuringiensis thuringiensis 407 (pH 408) e B. thuringiensis kurstaki HD-73 sobre S. frugiperda. As duas cepas bacterianas foram avaliadas, in vitro, em lagartas de 1º instar de S. frugiperda, através de ensaios de histopatologia. As proteínas Cry1Ab e Cry1Ac, codificadas pelas respectivas cepas de B. thuringiensis, foram avaliadas in vivo, através de bioensaios com lagartas de 1º instar de S. frugiperda para determinação da Concentração Letal Média (CL50). Os resultados da análise histopatológica do intestino médio das lagartas S. frugiperda mostram que o tratamento com a cepa B. thuringiensis thuringiensis foi mais eficiente e a degradação das microvilosidade iniciou-se 9 horas após a aplicação dos tratamentos (HAT). Para B. thuringiensis kurstaki, o mesmo efeito foi observado, 12 HAT. Os dados de toxicidade das proteínas de Cry1Ab e Cry1Ac revelaram para a espécie-alvo uma CL50 de 9,29 e 1,79 μg.cm-2, respectivamente. As cepas e proteínas sintetizadas por B. thuringiensis thuringiensis e B. thuringiensis kurstaki são eficientes no controle de S. frugiperda, e poderão ser usadas na produção de novos biopesticidas ou a utilização dos genes na transformação genética de Oryza sativa L.(AU)

Bacillus thuringiensis isolates entomopathogenic for Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae) and Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Noctuidae) / Isolados de Bacillus thuringiensis entomopatogênicos para Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae) e Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Noctuidae)

Samples of the Bacillus thuringiensis (Bt) were collected from soil and insects. Eight isolates were selected from rural soil, 15 from urban soil and 11 from insects. These were evaluated for entomopathogenicity against larvae of Anticarsia gemmatalis and Culex quinquefasciatus. The pathogenicity tests showed that a higher percentage of isolates were active against A. gemmatalis (60 percent) compared to C. quinquefasciatus (31 percent). Probit analysis (LC50) indicated that against A. gemmatalis four of the isolates presented values similar to the reference strain against A. gemmatalis, while against C. quinquefasciatus one isolate showed an LC50 similar to the reference strain (IPS-82). SDS-PAGE characterisation of two isolates showed a 27 kDa protein fraction related to the Bt subspecies israelensis cytolytic toxin (cyt) gene. One 130 kDa protein, possibly related to the Bt crystal inclusions (cry1) gene, was identified in the other two isolates, which were more toxic for lepidoptera; another isolate presented a protein of 100 kDa. Some new local Bt isolates had similar LC50 probit values to the reference strains.

Amostras de Bacillus thuringiensis (Bt) foram coletadas do solo e de insetos. Oito isolados foram coletados de solo rural, 15 de solo urbano e 11 de insetos, os quais foram avaliados quanto a sua entomopatogenicidade contra larvas de Anticarsia gemmatalis e Culex quinquefasciatus. Os testes de patogenicidade mostraram uma alta porcentagem de isolados ativos contra A. gemmatalis (60 por cento), comparado a C. quinquefasciatus (31 por cento). Por análise de probit (CL50), verificou-se que quatro isolados apresentaram valores similares aos da estirpe de referência contra A. gemmatalis, enquanto somente um isolado mostrou CL50 similar à estirpe de referência (IPS 82) contra C.quinquefasciatus. A caracterização por SDS-PAGE de dois isolados mostrou uma proteína de 27 kDa relativa à toxina citolítica (Cyt) de B. thuringiensis subespécie israelensis. Uma proteína de 130 kDa, possivelmente relacionada à família do gene cry 1, foi identificada em outros dois isolados, os quais foram mais tóxicos para lepidópteros, enquanto que os outros dois isolados apresentaram uma proteína de 100 kDa. Alguns novos isolados locais de B. thuringiensis apresentaram valores de CL50 similares às estirpes de referência.

Histopatologia da interação de Bacillus thuringiensis e extratos vegetais no intestino médio de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) / Histopathology of the interaction of Bacillus thuringiensis and plant extracts in the midgut of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae)

Plantas são fontes naturais de substâncias inseticidas, já que podem ser produzidas pelo vegetal em resposta a ataques de insetos podendo representar uma alternativa no manejo de insetos-praga, como Spodoptera frugiperda. Dessa forma, o presente trabalho objetivou a análise histopatológica do intestino médio de lagartas de S. frugiperda, após a ingestão dos extratos obtidos por maceração e infusão de Petiveria alliacea. Zingiber officinale. Cymbopogon citratus. Malva silvestris. Baccharis genistelloides e Ruta graveolens, assim como a associação desses extratos com Bacillus thuringiensis aizawai. As lagartas foram tratadas in vivo com cada extrato e a bactéria, mais a associação desses extratos com B. thuringiensis e após, uma reação de cinética entre 3 e 27 horas, foram fixadas para o preparo de cortes histológicos, os quais foram corados e analisados comparativamente às testemunhas em microscopia óptica. Os resultados mostraram mudanças na histologia do intestino médio das lagartas de S. frugiperda, 3 horas após a aplicação dos tratamentos à base de alliacea. Z. officinale. C. citratus e M. silvestris, enquanto que para B. genistelloides e R. graveolens só foram observados alterações após 6h. Na interação dos extratos com B. thuringiensis observou-se alterações nas microvilosidades, desorganização do intestino médio e a hipertrofia das células epiteliais que projetaram-se para o lúmen. Os resultados desse trabalho mostram que o efeito histopatológico de Z. officinale. M. silvestris. R. graveolens e B. genistelloides, foram mais ativos quando comparados aos extratos de P. alliacea e C. citratus, os quais apresentaram uma interação positiva com B. thuringiensis.

The natural insecticidal substances produced by plants in response to insect attack may represent an alternative for the management of pest insects such as Spodoptera frugiperda. This study was therefore aimed to histopathologically analyze the midgut of larvae of S. frugiperda, after ingestion of extracts obtained by maceration and infusion of Petiveria alliacea. Zingiber officinale. Cymbopogon citratus. Malva silvestris. Baccharis genistelloides and Ruta graveolens, and the association of these extracts with Bacillus thuringiensis aizawai. The larvae were treated in vivo with each extract, B. thuringiensis, and the combination of these extracts with the bacteria, and after a reaction kinetics of between 3 to 27 hours they were fixed for the preparation of histological sections, which were stained and analyzed in comparison to the controls with light microscopy. The results showed changes in the histology of the midgut of the larvae of S. frugiperda, 3 hours after application of treatments based on P. alliacea. Z. officinale. C. citratus and M. silvestris, while for B. genistelloides and R. graveolens changes were observed only after 6h. In the interaction of extracts with B. thuringiensis the analysis revealed changes in microvilli, disorganization of the midgut and hypertrophy of epithelial cells that projected into the lumen. The findings show that the histopathological effects of Z. officinale. M. silvestris. R. graveolens and B. genistelloides were more active when compared to extracts of P. alliacea and C. citratus, which showed a positive interaction with B. thuringiensis.

HISTOPATOLOGIA DA INTERAÇÃO DE BACILLUS THURINGIENSIS E EXTRATOS VEGETAIS NO INTESTINO MÉDIO DE SPODOPTERA FRUGIPERDA (LEPIDOPTERA: NOCTUIDAE)

ABSTRACT The natural insecticidal substances produced by plants in response to insect attack may represent an alternative for the management of pest insects such as Spodoptera frugiperda. This study was therefore aimed to histopathologically analyze the midgut of larvae of S. frugiperda, after ingestion of extracts obtained by maceration and infusion of Petiveria alliacea. Zingiber officinale. Cymbopogon citratus. Malva silvestris. Baccharis genistelloides and Ruta graveolens, and the association of these extracts with Bacillus thuringiensis aizawai. The larvae were treated in vivo with each extract, B. thuringiensis, and the combination of these extracts with the bacteria, and after a reaction kinetics of between 3 to 27 hours they were fixed for the preparation of histological sections, which were stained and analyzed in comparison to the controls with light microscopy. The results showed changes in the histology of the midgut of the larvae of S. frugiperda, 3 hours after application of treatments based on P. alliacea. Z. officinale. C. citratus and M. silvestris, while for B. genistelloides and R. graveolens changes were observed only after 6h. In the interaction of extracts with B. thuringiensis the analysis revealed changes in microvilli, disorganization of the midgut and hypertrophy of epithelial cells that projected into the lumen. The findings show that the histopathological effects of Z. officinale. M. silvestris. R. graveolens and B. genistelloides were more active when compared to extracts of P. alliacea and C. citratus, which showed a positive interaction with B. thuringiensis.

RESUMO Plantas são fontes naturais de substâncias inseticidas, já que podem ser produzidas pelo vegetal em resposta a ataques de insetos podendo representar uma alternativa no manejo de insetos-praga, como Spodoptera frugiperda. Dessa forma, o presente trabalho objetivou a análise histopatológica do intestino médio de lagartas de S. frugiperda, após a ingestão dos extratos obtidos por maceração e infusão de Petiveria alliacea. Zingiber officinale. Cymbopogon citratus. Malva silvestris. Baccharis genistelloides e Ruta graveolens, assim como a associação desses extratos com Bacillus thuringiensis aizawai. As lagartas foram tratadas in vivo com cada extrato e a bactéria, mais a associação desses extratos com B. thuringiensis e após, uma reação de cinética entre 3 e 27 horas, foram fixadas para o preparo de cortes histológicos, os quais foram corados e analisados comparativamente às testemunhas em microscopia óptica. Os resultados mostraram mudanças na histologia do intestino médio das lagartas de S. frugiperda, 3 horas após a aplicação dos tratamentos à base de alliacea. Z. officinale. C. citratus e M. silvestris, enquanto que para B. genistelloides e R. graveolens só foram observados alterações após 6h. Na interação dos extratos com B. thuringiensis observou-se alterações nas microvilosidades, desorganização do intestino médio e a hipertrofia das células epiteliais que projetaram-se para o lúmen. Os resultados desse trabalho mostram que o efeito histopatológico de Z. officinale. M. silvestris. R. graveolens e B. genistelloides, foram mais ativos quando comparados aos extratos de P. alliacea e C. citratus, os quais apresentaram uma interação positiva com B. thuringiensis.

Bacillus thuringiensis isolates entomopathogenic for Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae) and Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Noctuidae)

Samples of the Bacillus thuringiensis (Bt) were collected from soil and insects. Eight isolates were selected from rural soil, 15 from urban soil and 11 from insects. These were evaluated for entomopathogenicity against larvae of Anticarsia gemmatalis and Culex quinquefasciatus. The pathogenicity tests showed that a higher percentage of isolates were active against A. gemmatalis (60%) compared to C. quinquefasciatus (31%). Probit analysis (LC50) indicated that against A. gemmatalis four of the isolates presented values similar to the reference strain against A. gemmatalis, while against C. quinquefasciatus one isolate showed an LC50 similar to the reference strain (IPS-82). SDS-PAGE characterisation of two isolates showed a 27 kDa protein fraction related to the Bt subspecies israelensis cytolytic toxin (cyt) gene. One 130 kDa protein, possibly related to the Bt crystal inclusions (cry1) gene, was identified in the other two isolates, which were more toxic for lepidoptera; another isolate presented a protein of 100 kDa. Some new local Bt isolates had similar LC50 probit values to the reference strains.

Amostras de Bacillus thuringiensis (Bt) foram coletadas do solo e de insetos. Oito isolados foram coletados de solo rural, 15 de solo urbano e 11 de insetos, os quais foram avaliados quanto a sua entomopatogenicidade contra larvas de Anticarsia gemmatalis e Culex quinquefasciatus. Os testes de patogenicidade mostraram uma alta porcentagem de isolados ativos contra A. gemmatalis (60%), comparado a C. quinquefasciatus (31%). Por análise de probit (CL50), verificou-se que quatro isolados apresentaram valores similares aos da estirpe de referência contra A. gemmatalis, enquanto somente um isolado mostrou CL50 similar à estirpe de referência (IPS 82) contra C.quinquefasciatus. A caracterização por SDS-PAGE de dois isolados mostrou uma proteína de 27 kDa relativa à toxina citolítica (Cyt) de B. thuringiensis subespécie israelensis. Uma proteína de 130 kDa, possivelmente relacionada à família do gene cry 1, foi identificada em outros dois isolados, os quais foram mais tóxicos para lepidópteros, enquanto que os outros dois isolados apresentaram uma proteína de 100 kDa. Alguns novos isolados locais de B. thuringiensis apresentaram valores de CL50 similares às estirpes de referência.