Pheromone blend and sexual attraction in Bt-susceptible and resistant fall armyworm (Spodoptera frugiperda).

Abstract

Location and attraction of sexual partner is a necessary condition for sexual reproduction in insects. Among moths, chemical signals called sex pheromones are used to find a potential mate. Female moths produce pheromones active over long distances, which induce mate-location and mating. Biotic and abiotic factors influence production and emission of female sex pheromones, and male responsiveness. Age, pathogens, con- specific pheromones, mating status, temperature, day length, light inten- sity, relative humidity, wind speed, atmospheric conditions, geographic variations, host plants, and insecticide resistance affect sexual communication. In this thesis, we focused on the changes in sex communication of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) caused by the resistance to maize hybrids expressing Bt toxins (Cry1Fa). First, we evaluated the sex pheromone production of resistant and susceptible (homozygous and heterozygous) individuals. We observed differences among the genotypes in the amount of major component (Z9-14: Ac) and the relative proportion of the minor component during calling days and hours of scotophase. The main changes were observed in the titer of crucial minor component (Z7-12: Ac). The variations in the minor sex pheromone component can generate differences in sexual partner attraction. Second, we evaluated the male response to the calling female in the laboratory and the field. We showed that susceptible males respond less to resistant females both in the laboratory and field. Our results showed that Bt-resistance modify the sexual communication variables including pheromone production and male response. Both the pheromone variations and differences in male responsiveness can generate assortative mating among the insect genotypes. Assortative mating between resistant females and resistant males increasexii the resistance allele in the population favoring field resistance development to the Bt crops. Finally, the assortative mating negatively affects the high dose/refuge strategy proposed to delay the resistance in the field.Localizar e atrair o parceiro é uma condição necessária para a reprodução sexual em insetos. Em mariposas, sinais químicos denominados feromônios sexuais são usados para encontrar o potencial parceiro. Fêmeas de mariposas produzem feromônios que, em ação a longas distâncias, atraem machos para as proximidades e agem a longas distâncias localizando parceiros e desencadeam comportamentos de cópula. A produção e emissão de fer- omônio sexual nas fêmeas, e a resposta de machos são influenciadas por fatores bióticos e abióticos. A idade, patógenos, feromônios coespecíficos, status de acasalamento, temperatura, horas de luz, intensidade luminosa, umidade relativa do ar, velocidade do vento, condições atmosféricas, variações geográficas, plantas hospedeiras e resistência a inseticidas afetam a comunicação sexual. Neste trabalho, estudou-se as variações da comunicação sexual de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) causadas pela resistência a culturas de milho que expressam toxinas Bt (Cry1Fa). Primeiro, avaliou-se a produção de feromônio sexual de indivíduos resistentes e suscetíveis (homozigotos e heterozigotos). Foram observadas diferenças na quantidade do componente principal (Z9-14: Ac) e na proporção relativa do componente minoritário nos dias de chamamento e nas horas da escotofase. As principais alterações foram observadas na proporção do componente minoritário (Z7-12: Ac), que é indispensável para a atração de machos. As variações encontradas no componente minoritário do feromônio sexual podem gerar diferenças na atração e resposta do parceiro. Em seguida, avaliou-se a resposta de machos a fêmeas chamando no laboratório e no campo. Mostrou-se que os machos suscetíveis respondem menos as fêmeas resistentes tanto no laboratório quanto no campo. Os resultados mostraram que a resistência à toxina Bt pode modificar asxiv variáveis da comunicação sexual incluindo a produção de feromônio e a resposta de machos. Tanto as variações de feromônio quanto as diferenças na resposta do macho podem contribuir para acasalamentos não aleatórios entre os genotipos. O acasalamento seletivo entre fêmeas resistentes e ma- chos resistentes aumenta a presença dos alelos resistentes na população, favorecendo o desenvolvimento da resistência nas culturas Bt presentes no campo. Finalmente, neste caso o acasalamento seletivo afeta negativamente a estratégia de alta dose e refúgio proposta para retardar a resistência no campo.