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O USO DE GEOTECNOLOGIAS NA ANÁLISE DE DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL E DE VARIÁVEIS AMBIENTAIS SOBRE A OCORRÊNCIA DE FUNGOS ENTOMOPATOGÊNICOS DOS GÊNEROS Metarhizium e Beauveria

PAMELLA FERNANDA MOREIRA.
Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-221662

Resumo

O uso de fungos entomopatogênicos tem se mostrado promissor no controle de artrópodes, tendo sido objeto de extensa pesquisa focada no uso principalmente de Metarhizium anisopliae e Beauveria bassiana como biopesticidas. O intenso uso de inseticidas químicos tem causado contaminação ambiental e seleção de populações de artrópodes resistentes. Medidas de controle biológico tornam-se desejáveis por não serem nocivas ao aplicador e ao microbioma do solo, serem sustentáveis e relativamente de baixo custo. Os usos eficazes destes fungos dependem, no entanto, de fatores bióticos e abióticos. A temperatura, a umidade e a radiação ultravioleta influenciam diretamente na sua capacidade de reprodução e sobrevivência. Esta pesquisa científica teve como obejtivo utilizar uma abordagem de correlação espacial para explicar a ocorrência e distribuição entre gêneros fúngicos Metarhizium e Beauveria, a partir de fatores ambientais determinantes. A realização deste estudo seguiu diferentes etapas de arranjo e manipulação das informações. Baseou-se na correlação de um banco de dados de 2005 a 2013 de 38.074 amostras de solos coletadas na parte Oeste dos Estados Unidos da América, que após triagem foi reduzido a 25.484 amostras, todas oriundas de um projeto colaborativo da USU (Utah State University) com o USDA (United States Department of Agriculture). O banco de dados foi checado e compilado, e em seguida foi feita a verificação da correspondência entre distribuição do número de espécies fúngicas identificadas e os fatores ambientais a partir do cruzamento das informações levantadas e mapeadas. As análises dos dados e estrutura organizacional foi feita com o uso do Sistema de Informações Geográficas (SIG), software ArcGIS 10®, próprio para análises, para processamento dos dados e produção de mapas temáticos. O banco de dados também foi exportado para um programa de análise estatística, software R®, por meio do qual foram realizadas análises estatísticas e a modelagem de nicho ecológico. Das 25.484 amostras de solo analisadas observou-se ocorrência de Metarhizium em 496 amostras (1.9%; IC 95%: 1.8- 2.1%) e Beauveria em 1.263 amostras (5.0%; IC 95%: 4.7-5.3%). Foram sequenciados e analisados 345 isolados de Metarhizium, com diferentes clados filogenéticos representados por sete espécies. As ocorrências dos gêneros Metarhizium e Beauveria foram relacionadas significativamente com a latitude e a longitude. Neste estudo, a ocorrência de Metarhizium foi associada às maiores médias de temperatura ao contrário de Beauveria, que foi associada à temperaturas mais frias. Além disso, a ocorrência de Metarhizium está associada a maiores índices de precipitação. Foi possível demonstrar a influência das variáveis preditoras no desempenho do modelo ecológico e suas previsões de distribuição. Além disso também foram correlacionadas as características de distribuição das espécies alvo aos diferentes algoritmos utilizados na modelagem. Os usos das geotecnologias permitiu indicar a preferência dos gêneros e espécies fúngicas de Metarhizium e Beauveria para serem usados no controle biológico de modo a sugerir as condições mais adequadas para a sobrevivência e persistência destes no ambiente.
The use of entomopathogenic fungi has been shown to be promising results for the control of arthropods, with extensive research in the use mainly of Metarhizium anisopliae and Beauveria bassiana as the main biopesticides. The intensive use of insecticides has caused environmental contamination and selection of resistant arthropod populations. Biological control measures are desirable because they are not harmful to the applicator, are sustainable and relatively inexpensive. The effective uses of these fungi depends on biotic and abiotic factors. Temperature, humidity and ultraviolet radiation directly influence their ability to reproduce and survive in the environment. This research aimed to use a spatial correlation approach to explain the occurrence and distribution of the fungal genera Metarhizium and Beauveria, based on the determining environmental factors. This study followed different stages of information arrangement and manipulation. Our results based on the correlation of a database from 2005 to 2013 of 38,074 soil samples collected from the western part of the United States of America, which after screening was reduced to 25,484 samples after being screened. All the samples were collected from a collaborative project of the USU (Utah State University ) with the USDA (United States Department of Agriculture). The database was checked and compiled, and then the correspondence between the distribution of the number of identified fungal species and the environmental factors was checked from the crossing of the collected and mapped information. The analysis of the data and organizational structure was done using the Geographic Information System (GIS), ArcGIS 10TM software, suitable for analysis, for data processing and production of thematic maps. The database was also exported to a statistical analysis program, RTM software, by using statistical analysis and ecological niche modeling. Out of the 25,484 soil samples analyzed, Metarhizium occurred in 496 samples (1.9%; 95% CI: 1.8-2.1%) and Beauveria in 1,263 samples (5.0%; 95% CI: 4.7- 5.3%). All 345 Metarhizium isolates were sequenced and analyzed, with different phylogenetic clades represented by seven species. The occurrences of the genera Metarhizium and Beauveria were significantly related to latitude and longitude. In this study, the occurrence of Metarhizium was associated with higher temperature averages as opposed to Beauveria, which was associated with colder temperatures. In addition, the occurrence of Metarhizium is associated with higher levels of precipitation. It was possible to demonstrate the influence of the predictive variables on the performance of the ecological model and its spatial complexity of its distribution forecasts. Furthermore, the distribution characteristics of the target species were also correlated to the different algorithms used in the modeling. The use of these tools allowed to indicate the preference of the both genera Metarhizium and Beauveria to be used in biological control in order to suggest the most suitable conditions for their survival and persistence in the environment.
Biblioteca responsável: BR68.1