Bioatividade de óleos essenciais como estratégia no controle para Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae)

Abstract

Resumo: Várias famílias botânicas produzem óleos essenciais (OEs) com atividades biológicas para fins agrícolas. Spodoptera frugiperda J.E. Smith, 1797 (Lepidoptera: Noctuidae) é uma praga importante em culturas de milho, por causar perdas significativas de produtividade quando manejada de forma inadequada, por algumas populações do inseto apresentarem alta resistência a inseticidas sintéticos. Os OEs são substâncias naturais conhecidas por sua atividade inseticida contra várias pragas agrícolas. Diante do exposto, o objetivo da pesquisa foi analisar e avaliar a eficiência dos OEs de Drimys brasiliensis (Canellales: Winteraceae), Elionurus muticus (Poales: Poaceae), Baccharis articulata, Baccharis calvescens, Baccharis dracunculifolia, Baccharis milleflora e Baccharis uncinella (Asterales: Asteraceae) no manejo de S. frugiperda. Os OEs foram extraídos pelo método de arraste a vapor em dorna, e analisados por cromatografia gasosa acoplado a espectrometria de massas. No Capítulo 01, foi avaliada a composição química do OE de D. brasiliensis, a atividade inseticida do OE pelo método de contato, para determinar a concentração letal (CL50 e CL90) e o efeito em marcadores bioquímicos de lagartas de terceiro instar de S. frugiperda. Foram identificados 29 compostos por CG-MS. O OE de D. brasiliensis resultou em 100% de mortalidade na concentração de 2.5%, com valores de CL50 e CL90 de 0.90% e 1.40%, respectivamente. Ambas as CLs aumentaram a atividade enzimática de AChE e LPO, enquanto apenas a CL90 afetou as enzimas de EST-a e EST-ß. No Capítulo 02, foi avaliada a composição química do OE de E. muticus, a atividade inseticida do OE pelo método de contato, para determinar a concentração letal (CL50 e CL90) e o efeito em marcadores bioquímicos de lagartas de terceiro instar de S. frugiperda. Foram identificados 14 compostos por CG-MS. O OE de E. muticus resultou em 99.3% de mortalidade na concentração de 2.5%, com valores de CL50 e CL90 de 1.26% e 2.25%, respectivamente. Ambas as CLs causaram um aumento na LPO, diferindo do controle e a CL90 provocou a redução de importantes enzimas de desintoxicação. O Capítulo 03 objetivou avaliar a composição química do OE de 5 espécies de plantas do gênero Baccharis, a atividade inseticida desses óleos sobre lagartas de terceiro instar de S. frugiperda pelos métodos de contato e ingestão, a toxicidade dos OEs sobre os marcadores bioquímicos e o efeito dos OEs em diferentes fases de desenvolvimento do parasitoide de ovos Telenomus remus (Hymenoptera: Scelionidae). O número de compostos identificados nos OEs avaliados variou entre 7 para B. articulata e 27 para B. milleflora. Houve variação na toxicidade dos OEs de Baccharis em S. frugiperda, com efeito neurotóxico e danos por peroxidação lipídica. As espécies B. calvescens e B. milleflora não causaram mortalidade em ovos e pupas de T. remus, mas demonstraram repelência variando entre 40 a 55%. Nossos resultados demonstram que os OEs estudados nessa pesquisa apresentam potencial inseticida, demonstrando ser um possível método de controle no manejo de S. frugiperda, visando modelos de produção agrícola sustentáveis.

Abstract: Several botanical families produce essential oils (EOs) with biological activities for agricultural purposes. Spodoptera frugiperda J.E. Smith, 1797 (Lepidoptera: Noctuidae) is a major pest in corn crops, causing significant yield losses and exhibiting high resistance to synthetic insecticides. EOs are natural substances known for their insecticidal activity against several agricultural pests. Thus, the objective of this research was to analyze and evaluate the efficiency of EOs from Drimys brasiliensis (Canellales: Winteraceae), Elionurus muticus (Poales: Poaceae), Baccharis articulata, Baccharis calvescens, Baccharis dracunculifolia, Baccharis milleflora and Baccharis uncinella (Asterales: Asteraceae) in the management of S. frugiperda. The EOs were extracted by the steam distillation method in a vat, and analyzed by gas chromatography coupled with mass spectrometry. In Chapter 01, the chemical composition of D. brasiliensis EO and its insecticidal activity by the contact method were evaluated to determine the lethal concentration (LC50 and LC90) and the effect on biochemical markers of third-instar caterpillars of S. frugiperda. Twenty-nine compounds were identified by GC-MS. The EO of D. brasiliensis resulted in 100% mortality at a concentration of 2.5%, with LC50 and LC90 values of 0.90% and 1.40%, respectively. Both LCs increased the enzymatic activity of AChE and LPO, while only LC90 affected the EST-a and EST-ß enzymes. In Chapter 02, the chemical composition of E. muticus EO and its insecticidal activity by the contact method were evaluated to determine the lethal concentration (LC50 and LC90) and the effect on biochemical markers of third-instar caterpillars of S. frugiperda. Fourteen compounds were identified by GC-MS. E. muticus EO resulted in 99.3% mortality at a concentration of 2.5%, with LC50 and LC90 values of 1.26% and 2.25%, respectively. Both LCs caused an increase in LPO, differing from the control, and LC90 caused a reduction in important detoxification enzymes. Chapter 03 aimed to evaluate the chemical composition of EOs from 5 species of plants of the genus Baccharis, the insecticidal activity of these oils on third-instar caterpillars of S. frugiperda by contact and ingestion, the toxicity of EOs on biochemical markers and the effect of EOs on different stages of development of the egg parasitoid Telenomus remus. The number of compounds identified in the evaluated EOs ranged from 7 for B. articulata to 27 for B. milleflora. There was variation in the toxicity of Baccharis oils on S. frugiperda, with neurotoxic effect and damage by lipid peroxidation. The species B. calvescens and B. milleflora did not cause mortality in eggs and pupae of T. remus, but had a repelente effect ranging from 40 to 55%. Our results demonstrate that the EOs studied in this research have insecticidal potential, proving to be a possible control method in the management of S. frugiperda, aiming at sustainable agricultural production models.