EFEITO DE EXTRATOS DE PLANTAS NA MORTALIDADE DE LAGARTAS DE SPODOPTERA FRUGIPERDA (J. E. SMITH) (LEPIDOPTERA: NOCTUIDAE)

EFFECT OF PLANT EXTRACTS ON THE MORTALITY OF SPODOPTERA FRUGIPERDA (J. E. SMITH) (LEPIDOPTERA: NOCTUIDAE) CATERPILLARS

RESUMO

A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), é considerada a principal praga das gramíneas, especialmente da cultura do milho, responsável pelo intenso uso de inseticidas nas áreas agrícolas, ocasionando aumento nos custos e preocupações ambientais. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de vinte extratos de plantas, sobre a mortalidade larval de S. frugiperda. Os extratos foram obtidos por meio da mistura das folhas ou raízes das plantas numa proporção de 1:10. A infusão foi obtida pela adição de água aquecida a 90º C e o macerado preparado com água a 4º C. Nos bioensaios foram utilizadas 60 lagartas de segundo ínstar, por tratamento, onde foram aplicados 100 ?L dos extratos vegetais e, na testemunha, água destilada. Os extratos vegetais foram avaliados por espectofotometria e SDS-PAGE. Dentre as vinte espécies testadas, 7 apresentaram mortalidade para lagartas de S. frugiperda. Petiveria alliacea. Malva silvestris. Bacharis genistelloides. Zengiber officinale. Artemisia verlotorum. Cymbopogon citratus e Ruta graveolens. As taxas de mortalidade provocadas por esses extratos devem estar relacionadas às substâncias que ainda não foram avaliadas e que deverão ser alvo de futuros estudos.

PALAVRAS-CHAVE
Lagarta-do-cartucho; inseticida botânico; extratos de plantas

ABSTRACT

The armyworm, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), is considered the main pest of the maize crop, being responsible for the intense use of synthetic insecticide in agricultural areas and the consequent rise in costs and environmental concerns. The aim of this study was to evaluate the effect of 20 plant extracts on the larval mortality of S. frugiperda. Extracts were obtained through a mix of plant leaves or roots, in a 1:10 proportion. The infusion was obtained by the addition of hot water at 90ºC and the grinding was prepared with water at 4º C. Sixty second-instar caterpillars were used per treatment in the bioassays when 100 ?L of plant extracts were applied, while distilled water was applied in the control treatments. The plant extracts were assessed by spectrophotometry and SDS-PAGE. Of the 20 species tested, 7 showed mortality for caterpillars S. frugiperda. Petiveria alliacea. Malva sylvestris. Bacharis genistelloides,Zengiber officinale. Artemisia verlotorum,Cymbopogon citratus and Ruta graveolens. Mortality rates caused by these extracts must be related to substances that have not been evaluated and should be the target of future studies.

KEY WORDS
Armyworm; botanical insecticide; plant extract

INTRODUÇÃO

Estima-se que as perdas provocadas por pragas e doenças na agricultura correspondem a 37% da produção, das quais cerca de 13% devido a insetos (SILVA–FILHO; FALCO, 2003). Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) é considerada inseto-praga em diversas plantas cultivadas, especialmente gramíneas, onde em alguns casos é citada como a principal praga (VENDRAMIM; CASTIGLIONI, 2000). Os métodos de controle dos insetos-praga concentram-se basicamente na utilização de inseticidas sintéticos, geralmente de custo elevado, com altos riscos de toxicidade e de contaminação ambiental (VIANA; PRATES, 2003).

Dessa forma, têm sido desenvolvidas pesquisas voltadas para utilização de medidas de controle que proporcionem um menor impacto ambiental, nesse sentido as plantas aparecem como importante mecanismo que pode ser utilizado no manejo desta praga. Estas são fontes naturais de substâncias inseticidas, já que elas podem ser produzidas pelo vegetal em resposta a ataque de insetos (REGNAULT-ROGER, 1997; CARLINI et al., 1997).

O interesse em aplicar metabólitos secundários de plantas no manejo integrado de pragas é crescente, já que estes podem reduzir o custo de produção da lavoura, os riscos ambientais e a dependência dos inseticidas sintéticos (SINGH et al., 1997). Também pode ser considerada, outra razão para o interesse crescente em fitotoxinas, a ampla gama de novos sítios de ação nos organismos alvo. Nesse caso, mesmo que elas não sejam disponíveis para comercialização, podem indicar caminhos para a síntese de novos produtos (DUKE et al., 2000).

Atualmente, são várias as pesquisas envolvendo plantas inseticidas no controle de S. frugiperda, as quais apresentaram resultados promissores no controle dessa praga (RODRIGUEZ; VENDRAMIM, 1996; VENDRAMIM; SCAMPINI, 1997; VIANA; PRATES 2003; SANTIAGO et al., 2008).

Ao testar diversos extratos aquosos de meliáceas sobre S. frugiperda, GÓES et al. (2003), revelaram a existência de algumas com atividade tóxica, destacandose, entre elas, Trichilia pallida como uma das mais promissoras, além do extrato de nim, o qual impede a ecdise do inseto. Outros autores testando diferentes extratos vegetais no controle de S. frugiperda constataram que houve diferença entre as médias de mortalidade, e o extrato de nim (Azadirachta indica) mais eficiente no controle desse inseto-praga (RODRÍGUEZ; VENDRAMIM, 1996; TORRECILLAS; VENDRAMIM, 2001).

Sendo assim, objetivou-se, nesse trabalho, avaliar o efeito de vinte extratos de plantas, sobre a mortalidade larval de S. frugiperda. Das quais foram estudadas as famílias Zingiberaceae, Rutaceae, Compositae, Boraginaceae, Chenopodiaceae, Leguminosae, Phytolaccaceae, Labiateae, Verbenaceae, Malvaceae e Brassicaceae das quais cinco (Zingiberaceae, Rutaceae, Verbenaceae, Chenopodiaceae e Compositae) também foram avaliadas e consideradas inseticidas nos estudos desenvolvidos por VENDRAMIM; BOGORNI (2002).

MATERIAL E MÉTODOS

Este experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado com três repetições de 20 lagartas para cada tratamento. Nos ensaios de toxicidade foram utilizados 20 extratos de plantas obtidos das folhas de: hortelã [Mentha spp. (Lamiales: Lamiaceae)], arruda [Ruta graveolens (Sapindales: Rutaceae)], artemísia [Artemisia verlotorum (Asterales: Asteraceae)], capimcidreira [Cymbopogon citratus (Poales: Poaceae)], catinga-de-mulata [Tanacetum vulgare (Asterales: Asteraceae)], confrei [Symphitum officinalis (Lamiales: Boraginaceae)], lantana [Lantana camara (Lamiales: Verbenaceae)], losna [Artemisia absinthium (Asterales: Asteraceae)], malvasilvestre [Malva silvestris (Malvales: Malvaceae)], mentrasto [Ageratum conyzoides(Asterales: Asteraceae)], carqueja [Bacharis genistelloides (Asterales: Asteraceae)], feijão-de-porco [Canavalia ensiformes (Fabales: Phaseaceae)], erva santa maria [Chenopodium ambrosioides (Caryophyllales: Chenopodiaceae)], erva-baleeira [Cordia verbenacea (Lamiales:Boraginaceae)], mentruz [Lepidium sativum (Capparales: Brassicaceae)] e melissa [Melissa officinalis (Lamiales: Lamiaceae)]; assim como das raízes de guiné [Petiveria alliacea (Caryophyllales: Phytolaccaceae)], gengibre [Zingiber officinale (Zingiberales: Zingiberaceae)] e açafrão-da-terra [Curcuma zedoaria (Zingiberales: Zingiberaceae)]; além das sementes de feijão-de-porco. As plantas utilizadas foram cultivadas no Campus da UNISINOS (São Leopoldo, RS), em viveiros anuais e sistema de adubação orgânica, sendo as coletas efetuadas entre 8 e 9h do dia. Estas foram selecionadas tendo como base a disponibilidade o cultivo, além do uso empírico no controle de doenças humanas e de pragas, antes do advento dos produtos sintéticos.

Os extratos das plantas foram obtidos por maceração e infusão em água destilada, na proporção de 1:10. A infusão foi obtida pela adição de água aquecida a 90ºC sobre cada extrato de planta, o qual foi mantido durante 24 horas. O macerado foi preparado com água a 4º C, no momento de aplicação dos tratamentos. As suspensões foram filtradas e os extratos utilizados por meio de ensaios biológicos em condições controladas (25 ± 1° C, 70% de U.R. e 12h de fotofase), utilizando lagartas de 2° ínstar de S. frugiperda, obtidas da criação mantida em dieta artificial POITOUT; BUES (1970) no Laboratório de Microbiologia da Universidade do Rio dos Sinos.

Nos bioensaios foram aplicados 100 μL dos diferentes extratos das plantas na superfície da dieta artificial (30 mm de diâmetro) de POITOUT; BUES (1970), preliminarmente acondicionados em miniplacas de acrílico, onde lagartas de S. frugiperda foram individualizadas. Para a testemunha foi aplicado o volume de água destilada equivalente aos tratamentos. A mortalidade foi avaliada até o 7° dia após a aplicação dos tratamentos (DAAT) e até o completo desenvolvimento da fase larval. A mortalidade foi corrigida pela fórmula de ABBOTT (1925). As variáveis avaliadas foram: mortalidade até o 7° DAAT, mortalidade total da fase larval e duração larval. Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

A concentração proteica presente nos extratos vegetais foi estimada por espectrofotometria, de acordo com o método descrito por BRADFORD (1976). O perfil proteico dos extratos foi avaliado em SDS-PAGE a 10%, de acordo com o método de LAEMMLI (1970).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os dados de mortalidade corrigida (Tabela 1) de S. frugiperda, quando avaliada até o 7º dia após o tratamento (DAAT), evidenciam que os extratos de Z. officinale, B. genistelloides, L. camara, T. vulgare, P. alliacea, C. zedoaria, C. ensiformes (semente) obtidos pela maceração das plantas apresentaram maior toxicidade, com valores variando de 12 a 38%. Entre os extratos obtidos por infusão, destacam-se Z. officinale, B. genistelloides, C. ensiformes (semente), C. zedoaria e L. sativum, com mortalidades entre 12 e 35%. Os demais extratos causaram mortalidade inferior a 10%.

Tabela 1
Mortalidade Corrigida (MC) de lagartas de Spodoptera frugiperda, submetidas aos tratamentos com extratos vegetais.

Tratamentos		MC 7 DAAT (%)				MC Total (%)
		M		I		M		I
Ruta graveolens (F)		5,0b		3bc		51cd		43c
Curcuma zedoaria (R)		12c		12e		35bc		46c
Artemisia verlotorum (F)		0a		0a		43c		88,3e
Cymbopogon citratus (F)		7b		3bc		58d		56d
Bacharis genistelloides (F)		19d		19e		70d		58d
Tanacetum vulgare (F)		15d		3bc		31b		40c
Symphitum officinalis (F)		3b		2b		48cd		38c
Cordia verbenacea (F)		7b		3bc		38bc		40c
Chenopodium ambrosioides (F)		7b		5bc		31bc		38c
Canavalia ensiformes (S)		12c		13e		41c		38c
Canavalia ensiformes (F)		3b		7cd		20b		15b
Zingiber officinale (R)		38e		35f		66d		87e
Petiveria alliacea (R)		12c		10e		98e		90e
Mentha sp. (F)		8b		10e		36bc		27b
Lantana camara (F)		14cd		0a		35bc		25b
Artemisia absinthium (F)		8b		2b		21b		15b
Malva silvestris (F)		5b		2b		98e		80e
Melissa officinalis (F)		7b		3bc		22b		15b
Ageratum conyzoides (F)		2b		2b		22b		23b
Lepidium sativum (F)		9bc		12e		33bc		28b
Testemunha		0a		0a		0a		0a

• DAAT= dias após a aplicação dos tratamentos; F = folhas, R = raízes; S = sementes; M = macerado; I = infusão. Médias seguidas de mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P ≤ 0,05).

Considerando a mortalidade larval acumulada (Tabela 1), todos os extratos obtidos por maceração e infusão apresentaram toxicidade às lagartas quando comparados à testemunha. Porém, a maceração de P. alliacea (98%), M. silvestris (90%), B. genistelloides (80%), Z. officinale (70%), C. citratus (60%) e R. graveolens (58%), assim como a infusão de A. verlotorum (90%), Z. officinale (87%), P. alliacea (87%), M. silvestris (83%), B. genistelloides (63%) e C. citratus (56%), provocaram altos percentuais de mortalidade larval.

Em linha de pesquisa semelhante, RODRIGUEZ; VENDRAMIM (1997) testaram diferentes extratos de meliáceas e observaram que apenas os extratos de Trichilia pallida, Melia azedarach e Cabralea canjerana, incorporados em dieta artificial, causaram 100% de mortalidade de S. frugiperda. MARTINEZ (2001) relatou que Cymbopogon winterianus causa repelência e mortalidade deS. frugiperda. A maior mortalidade larval foi observada com o extrato de P. alliacea, cujo valor foi de 98%.

Os limonoides são metabólicos secundários representativos da ordem Rutales, incluindo as famílias Rutaceae e Meliaceae. Esses metabólitos mostram uma ampla variação de atividade biológica, incluindo fagoinibição em insetos, bem como ação antibacteriana, portanto apresentando potencial de desenvolvimento como pesticida natural. Conforme RUBERTO et al. (2002), a atividade do limonoide limonina presente em Citrus foi avaliada como importante agente no controle de S. frugiperda. CESPEDES et al. (2000) relataram a Azadiractina como um dos melhores exemplos de limonoides isolados da Azadirachta indica e M. azedarach. Esses componentes são eficientes contra a alimentação dos insetos, sendo também inibidores de ecdise.

Sendo assim, os dados desse estudo estão de acordo com as afirmações de RODRIGUEZ; VENDRAMIM (1996), destacando que o efeito das plantas inseticidas na sobrevivência dos insetos é mais eficiente na fase larval, pois é nessa fase que o inseto ingere as substâncias químicas presentes no alimento tratado com o extrato.

O macerado e infusão de M. silvestris provocaram elevados percentuais na mortalidade, mas não apresentaram ação tóxica rápida, pelo contrário, nesse tratamento ocorreu um alongamento da duração da fase larval (Fig. 1). Também a infusão de C. verbenacea e as sementes de C. ensiformes prolongaram a fase larval, enquanto que a infusão e o macerado de A. verlotorum reduziram a fase larval de S. frugiperda. A maior duração da fase larval em campo pode deixar o inseto por mais tempo ao ataque de parasitoides, predadores e entomopatógenos. Os adultos emergidos poderiam estar em assincronia com a população normal e, consequentemente, a cópula poderia ser dificultada ou, quando existir, poderia levar a consanguinidade pelo acasalamento de indivíduos da mesma geração. O atraso no desenvolvimento pode também ser decorrente da menor eficiência de conversão alimentar, causada pelo desvio de parte dos nutrientes a degradação de substâncias tóxicas presentes no alimento (RODRÍGUEZ; VENDRAMIM, 1996).

Fig. 1
Mortalidade larval acumulada de Spodoptera frugiperda tratadas com extratos de macerados (A) e infusão (I) de: Artemisia obsinthium (Ao), folhas de Canavalia ensiformes (Cef), Cordia verbenacea (Cv), Ageratum conyzoides (Ag), Ruta graveolens (Rt), Artemisia verlotorum (Av), Lantana camara (Lc), Lepidium sativum (Ls), Tanacetum vulgare (Tv), Chenopodium ambrosioides (Ca), semente de Canavalia ensiformes (Ces), Curcuma zedoaria (Cz), Cymbopogon citratus (Cc), Baccharis genistelloides (Bg), Symphitum officinalis (So), Zingiber officinale (Zo), Petiveria alliacea (Pa), Mentha sp. (M), Malva silvestri (Ms), Melissa officinalis (Mo), Lepidium sativum (Ls).

De acordo com MARTINEZ; EMDEM (2001), a inibição de crescimento é função da reduzida ingestão de alimentos, pouca habilidade da conversão de nutrientes em crescimento, enquanto o alongamento da duração da fase larval verifica-se em geral pela reduzida ingestão de alimentos em razão da existência de um inibidor ou vários inibidores no alimento, ou uma inadequação nutricional do substrato alimentar.

A partir da análise do perfil proteico em SDSPAGE -10% (Fig. 2), observam-se vários peptídeos do extrato da semente de C. ensiformes que apresentaram baixo efeito inseticida (12 a 13% de mortalidade) às lagartas de S. frugiperda, quando tratadas com dose aguda.

Fig. 2
Perfil proteico em SDS-PAGE (10%) dos extratos vegetais de (1) macerado de Artemisia obsinthium, (2) infusão de Artemisia obsinthium, (3) macerado de folhas de Canavalia ensiformes, (4) infusão de folhas de Canavalia ensiformes, (5) macerado de Cordia verbenacea, (6) infusão de Cordia verbenacea, (7) macerado de Ageratum conyzoides, (8) infusão de Ageratum conyzoides, (9) macerado de Ruta graveolens, (10) infusão de Ruta graveolens, (11) macerado de Artemisia verlotorum, (12) infusão de Artemisia verlotorum, (13) macerado de Lantana camara, (14) infusão de Lantana camara, (15) macerado de Lepidium sativum, (16) infusão de Lepidium sativum, (17) macerado de Tanacetum vulgare, (18) infusão deTanacetum vulgare, (19) macerado de Chenopodium ambrosioides, (20) infusão de Chenopodium ambrosioides, (21) macerado de semente de Canavalia ensiformes; (22) infusão de semente de Canavalia ensiformes, (M) marcador.

Os extratos obtidos das folhas de C. ensiformes, R. graveolens, L. sativum e C. verbenacea apresentaram bandas entre 29 e 43 kDa, mas nas concentrações avaliadas (Tabela 2) foram pouco tóxicas à espécie-alvo, sendo assim pode-se sugerir que o ingrediente ativo de origem proteica não é específico a S. frugiperda ou que sejam necessárias aplicações de concentrações superiores às utilizadas nesses bioensaios.

Tabela 2
Concentração proteica presente nos extratos vegetais estimada por espectrofotometria.

Tratamentos		Proteína ug/mL
		M		I
Ruta graveolens -F-		162,45		0,00
Curcuma zedoaria -R-		68,12		44,96
Artemisia verlotorum -F-		789,06		283,35
Cymbopogon citratus -F-		47,03		23,05
Bacharis genistelloides -F-		1.011,50		1.187,50
Tanacetum vulgare -F-		203,66		83,83
Symphitum officinalis -F-		973,78		1.225,22
Cordia verbenacea -F-		94,42		330,24
Chenopodium ambrosioides -F-		168,89		17,29
Canavalia ensiformes -S-		9,08		6,28
Canavalia ensiformes -F-		203,27		0,00
Zingiber officinalis -R-		265,16		245,04
Petiveria alliacea -R-		172,12		91,66
Mentha sp. -F-		174,18		235,44
Lantana camara -F-		128,12		82,87
Artemisia absinthium -F-		329,62		65,84
Malva silvestris -F-		282,86		24,48
Melissa officinalis -F-		144,65		350,92
Ageratum conyzoides -F-		126,59		12,00
Lepidium sativum -F-		94,86		0,00

• F=folha, S=semente, R=raiz, M=macerado, I=infusão.

Para os extratos de C. zedoaria, A. verlotorum, C. citratus, B. genistelloides, T. vulgare, S. officinalis, C. ambrosioides, Z. officinale, P. alliacea, Mentha sp., L. camara, A. obsinthium, M. silvestris, M. officinalis e A. conyzoides, tóxicos à S. frugiperda, mas que não revelaram bandas proteicas no gel de poliacrilamida (Fig. 2), cujas toxinas podem corresponder a outros compostos químicos, como: tanino, terpenoides, flavonóides, entre outros.

Dentre os extratos vegetais avaliados, os macerados de P. alliacea, M. silvestris, B. genistelloides, Z. officinale, C. citratus e R. graveolens, assim como a infusão de A. verlotorum, Z. officinale, P. alliacea, M. silvestris, B. genistelloides e C. citratus, apresentaram maior efeito sobre as larvas de S. frugiperda. As taxas de mortalidade provocadas por estes extratos devem estar relacionadas às substâncias que ainda não foram avaliadas e que deverão ser alvo de futuros estudos.

REFERÊNCIAS

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  16 Nov 2020
• Data do Fascículo
  Apr-Jun 2010

Histórico

• Recebido
  10 Fev 2009
• Aceito
  22 Abr 2010