Desenvolvimento de formulações de Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedrovirus (SfMNPV): efeito da radiação ultravioleta, do armazenamento e do substrato alimentar

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dc.contributor.advisor1Santos Junior, Hugo Jose Goncalves dos
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000267806610
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8499663924650322
dc.contributor.authorPaiva, Carlos Eduardo Costa
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-0598-7556
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7544068911776191
dc.contributor.referee1Xavier, Andre da Silva
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000292510301
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5661020509713522
dc.contributor.referee2Zago, Hugo Bolsoni
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000319753590
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6021586329353959
dc.contributor.referee3Carvalho, Jose Romario de
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-0757-7817
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4605461562432789
dc.contributor.referee4Valicente, Fernando Hercos
dc.date.accessioned2024-05-29T22:11:16Z
dc.date.available2024-05-29T22:11:16Z
dc.date.issued2019-10-23
dc.description.abstractRising is the industry's interest in the manufacture of microbial insecticides, including Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedrovirus (SfMNPV) -based products that are effective in controlling the fall armyworm, Spodoptera frugiperda J. E. Smith (Lepidoptera: Noctuidae). However, limiting factors for the production of baculovirusbased bioinsecticides are the high production cost and rapid inactivation by ultraviolet (UV) radiation, which reduces the persistence of viruses in the field and, consequently, the efficiency of the products. Moreover, the efficiency of these products is influenced by the food substrate and most of the time studies focus on determining the efficiency of a product on the pest when applied to the preferred pest crop, but in the case of polyphagous pests such as S. frugiperda, considered the main maize (Zea mays L.) crop in Brazil and which feeds on several other plant species, including cassava (Manihot esculenta Crantz), there are no studies on the effects of SfMNPV baculovirus application in cassava leaves on the mortality of S. frugiperda caterpillars. The works were divided into three types of bioassays, with different objectives: in the first, the objective was the formulation of products based on SfMNPV and the evaluation of the pathogenicity and virulence of these formulations on S. frugiperda caterpillars, and storage for 12 months in an uncontrolled environment, ie without temperature, humidity and photoperiod control; in the second, the effects of ultraviolet radiation (UV) on the quality of these formulations were studied; and, third, the feasibility of applying the SfMNPV virus to control cassava leaf-fed S. frugiperda caterpillars. In the first study nine formulations of SfMNPV were evaluated, six as wettable powder (WP) and three as emulsifiable oil (EO), which were compared with each other and with a commercial product. The inert materials tested were: kaolinite; commercial clay (clay soil); maize starch; coloral (annatto dye); commercial clay + corn starch (5%) + coloral (5%); corn meal; and corn oil. In the case of EO formulations, all were made with corn oil (50% of the formulation), but there was a treatment in which only corn oil was added, a treatment in which annatto essential oil was added (5% of the formulation) and another in which annatto and copaiba essential oils were added (5% and 0.5% of the formulation, respectively). Semiannual efficiency evaluations of baculovirus batches, applied on corn leaves as food substrate, were carried out to control S. frugiperda. Mortality, survival time, amount of virus present in the formulated during storage, percentage of original activity remaining (AOR) and efficiency of each formulated were evaluated. In the second study, all products mentioned in the first trial plus a viral suspension prepared with the unformulated virus (semi-purified SfMNPV isolate 6) were exposed to UV radiation (254 nm) for 30 minutes immediately after application to leaves of corn and offered to second instar S. frugiperda caterpillars (four days old). In the third study viral suspensions of the semi-purified SfMNPV isolate 6 and of the commercial formulation (CartuchoVit®) with different concentrations (2 x 105 , 2 x 106 and 2 x 107 OB/mL) were applied to the food substrates (maize leaves or cassava) which were then offered to second instar S. frugiperda caterpillars. In the first trial it was found that soon after manufacture, products formulated as PM caused the highest mortality (between 93 and 98%), especially commercial clay, which is the cheapest inert (R$ 0.01 per dose for one hectare), and with the exception of the commercial xii product which is also a WP and caused 86% mortality. However, virulence declined for all products, mainly after 12 months of storage. Considering the mortality variables at time 0 (soon after formulation), after storage for six and 12 months, applying a constant dose, or adjusting the dose to obtain a viral suspension containing 2.00 x 106 OB/mL, the virus loss observed in this period, the original remaining activity (AOR) and the virus efficiency during storage, the kaolinite formulated product presented the best performance, compared to the other formulated ones. In the second trial all products caused similar mortality of second instar S. frugiperda caterpillars in the absence of UV radiation exposure, ranging from 80 to 97%. Exposure to UV radiation (254 nm) for 30 minutes reduced virulence in all treatments, however the baculovirus formulation helped preserve virulence, especially those based on clay and/or annatto, which maintained the percentages remaining original activity (AOR) ranging from 67 to 70%, while the unformulated virus had 5% AOR. Results from the third trial indicated that mortality was higher when the caterpillars fed on SfMNPV-treated cassava leaves, considering the food substrates, cassava leaves and corn. Therefore, kaolinite is the most recommended inert material for the large-scale production of a SfMNPV-based bioinsecticide for storage at room temperature and should not exceed six months in these circumstances. However, commercial clay baculovirus (WP) formulation is also a viable alternative for large-scale production of SfMNPV, mainly due to its low cost and increased virus protection against the deleterious effects of UV radiation. Also, as there was no detrimental effect on the virulence of entomopathogenic virus based on the food substrate, it is possible to use SfMNPV as an alternative for management of S. frugiperda in areas that grow cassava and are infested with this pest species
dc.description.resumoCrescente é o interesse da indústria na fabricação de inseticidas microbianos, inclusive de formulados à base de Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedrovirus (SfMNPV), que é eficiente para controlar a lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda J. E. Smith (Lepidoptera: Noctuidae). Contudo, como fatores limitantes à produção de bioinseticidas à base de baculovírus estão o alto custo de produção e a rápida inativação pela radiação ultravioleta (UV), que reduz a persistência dos vírus no campo e, consequentemente, a eficiência dos formulados. Além disso, a eficiência destes formulados é influenciada pelo substrato alimentar. Os trabalhos foram divididos em três tipos de bioensaios, com objetivos distintos: no primeiro, objetivou-se a formulação de SfMNPV e a avaliação da patogenicidade e virulência destas formulações, sobre lagartas S. frugiperda, e o armazenamento por 12 meses em ambiente não controlado, ou seja, sem o controle de temperatura, umidade e fotoperíodo; no segundo, estudou-se os efeitos da radiação ultravioleta (UV) sobre a qualidade destas formulações; e, no terceiro, a viabilidade da aplicação do vírus SfMNPV para controlar lagartas S. frugiperda alimentadas com folhas de mandioca. No primeiro estudo foram avaliadas nove formulações de SfMNPV, seis na forma de pó molhável (PM) e três na forma de óleo emulsionável (OE), que foram comparadas entre si e com um formulado comercial. Os materiais inertes avaliados foram: caulinita; argila comercial (solo argiloso); amido de milho; coloral (corante de urucum); argila comercial + amido de milho (5%) + coloral (5%); fubá; e, óleo de milho. No caso das formulações OE, todas foram elaboradas com óleo de milho (50% da formulação), mas, houve um tratamento no qual foi adicionado apenas o óleo de milho, um tratamento no qual foi adicionado óleo essencial de urucum (5% da formulação) e outro no qual foram adicionados os óleos essenciais de urucum e de copaíba (5% e 0,5% da formulação, respectivamente). Avaliações semestrais de mortalidade, tempo de sobrevivência, quantidade de vírus presente nos formulados durante o armazenamento, porcentagem de atividade original remanescente (AOR) e de eficiência dos formulados, aplicados sobre folhas de milho como substrato alimentar, para o controle de S. frugiperda foram realizadas. No segundo estudo, todos os formulados mencionados no primeiro ensaio, mais uma suspensão viral preparada com o vírus não formulado (isolado 6 de SfMNPV semipurificado) foram expostos à radiação UV (254 nm), por 30 minutos, logo após a aplicação sobre folhas de milho e ofertados para lagartas S. frugiperda de segundo instar (4 dias de idade). No terceiro estudo foram aplicadas suspensões virais do isolado 6 de SfMNPV semipurificado e também da formulação comercial (CartuchoVit®) com diferentes concentrações (2 x 105, 2 x 106 e 2 x 107 OB/mL) sobre os substratos alimentares (folhas de milho ou de mandioca) que, em seguida foram oferecidos às lagartas S. frugiperda de segundo instar. No primeiro ensaio constatou-se que logo após a fabricação, os formulados como PM causaram as maiores mortalidades (entre 93 e 98%), com destaque para a argila comercial, que é o inerte mais barato (R$ 0,01 por dose para um hectare), e à exceção do formulado comercial que também é um PM e causou 86% de mortalidade. Todavia, observou-se queda na virulência de todos os formulados, principalmente, após 12 meses de armazenamento. Considerando as variáveis mortalidade no tempo 0 (logo após a formulação), após o armazenamento por 6 e 12 meses, aplicando-se dose constante, ou ajustando-se à dose para a obtenção de uma suspensão viral contendo 2 x 106 OB/mL, a perda de vírus observada neste período, a atividade original remanescente (AOR) e a eficiência dos vírus durante o armazenamento, o formulado à base de caulinita foi o que apresentou o melhor desempenho, em relação aos demais formulados. No segundo ensaio todos os formulados causaram mortalidades semelhantes de lagartas S. frugiperda de segundo instar, na ausência de exposição à radiação UV, variando entre 80 e 97%. A exposição à radiação UV (254 nm) por 30 minutos reduziu a virulência em todos os tratamentos, mas a formulação do baculovírus ajudou a preservar a virulência, especialmente daqueles à base de argila e/ou coloral (urucum), que mantiveram as porcentagens de atividade original remanescente (AOR) variando de 67 a 70%, enquanto o vírus não formulado apresentou AOR de 5%. Os resultados do terceiro ensaio indicaram que a mortalidade foi maior quando as lagartas se alimentaram das folhas de mandioca tratadas com SfMNPV, considerando os substratos alimentares, folhas de mandioca e milho. Portanto, a caulinita é o material inerte mais recomendado para a produção em larga escala de um bioinseticida à base de SfMNPV, visando o seu armazenamento em temperatura ambiente e o tempo de armazenamento não deve ser superior a 6 meses nessas circunstâncias. Entretanto, a formulação de baculovírus com argila comercial (PM) também é uma alternativa viável para a produção em larga escala de SfMNPV, principalmente devido ao baixo custo e à maior proteção ao vírus contra os efeitos deletérios da radiação UV. Também, como não houve efeito prejudicial à virulência do vírus entomopatogênico com base no substrato alimentar, é possível utilizar SfMNPV como alternativa de manejo de S. frugiperda nas áreas que cultivam mandioca e estejam infestadas por essa espécie praga
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/13450
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Agronomia
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agronomia
dc.rightsopen access
dc.subjectBaculovírus
dc.subjectEntomopatógeno
dc.subjectFotoprotetores
dc.subjectManihot esculenta
dc.subjectSpodoptera
dc.subjectVirulência
dc.subjectPathogenicity
dc.subjectSpodoptera
dc.subjectEntomopathogen
dc.subjectVirulence
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqAgronomia
dc.titleDesenvolvimento de formulações de Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedrovirus (SfMNPV): efeito da radiação ultravioleta, do armazenamento e do substrato alimentar
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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