Histophysiology of the food channel and hemocytes of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera : Noctuidae) treated with neem (Azadirachta indica A.Juss)

Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) é a principal praga da cultura do milho. Seu controle demanda elevado número de aplicações de inseticidas sintéticos, podendo ocasionar seleção de populações resistentes e contaminação ambiental. Uma alternativa promissora para o controle deste inseto é a utilização de substâncias com ação inseticida oriundas de plantas como o nim, Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae). Contudo, os aspectos relacionados às reações imunológicas e histofisiológicas de lagartas de S. frugiperda, promovidos pela interação com o nim, ainda são pouco estudados. Assim, a presente pesquisa teve como objetivos: (a) caracterizar e realizar a contagem diferencial dos hemócitos de lagartas de S. frugiperda, antes e após o tratamento com nim (Neemseto®) nas concentrações 0,5 e 1,0%, nos intervalos de 48, 96, 144, 192 e 240h; (b )descrever, histologicamente, o canal alimentar dessas lagartas; (c) caracterizar o efeito das concentrações 0,5 e 1,0% do nim, nos mesmos intervalos deavaliação após tratamento, sobre a histofisiologia do mesêntero; (d) quantificar as células regenerativas e; (e) analisar, histoquimicamente, o produto de secreção do mesêntero. Na hemolinfa das lagartas de S. frugiperda foram identificados seis tipos de hemócitos: Adipohemócitos, Esferulócitos, Granulócitos, Oenocitóides, Plasmatócitos e Prohemócitos, sendoos Granulócitos e Plasmatócitos mais freqüentes. A contagem diferencial dos hemócitos revelou um efeito concentração-dependente do nim, afetando a dinâmica hemocitária e possivelmente os eventos endócrinos, contribuindo para a mortalidade e anormalidades morfológicas observadas. Apesar da mortalidade e dos efeitos ocorrerem de forma mais expressiva no tratamento com nim a 1,0%, ambas as concentrações (0,5 e 1,0%) alteraram a imunidade celular das lagartas. Foram observadas alterações histofisiológicas que variaram de intensidade de acordo com o tempo e as concentrações, tais como: degeneração do epitélio e da musculatura do mesêntero, redução de células regenerativas e da atividade secretora desta região, nas duas concentrações do nim. Porém, estas alterações foram observadas nas lagartas tratadas com nim a 1,0% já a partir de 96h após o tratamento. Esses resultados demonstram a atividade inseticida da formulação comercial de nim(Neemseto) em ambas as concentrações testadas, na histofisiologia do mesêntero e nas reações imunológicas de lagartas de S. frugiperda.Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) is the main pest of corn crops. The control of S. frugiperda requires various insecticide applications that might result on selection of resistant populations and environmental contamination. A promising alternative toward the control of this pest is the use of vegetal insecticides such as neem, Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae). Few data exist related to the immunologic and histophysiologic reactions of S. frugiperda larvae under neem treatment. Thus, the present research had as objectives: (a) to characterize and to quantify the hemocytes of S. frugiperda larvae pre- and post-treatment with concentrations 0.5 and 1.0% of neem (Neemseto®) on the intervals of 48, 96, 144, 192 and 240h; (b) to describe, histologically, the food channel of the larvae; (c) to characterize the effect of the concentrations 0.5 and 1.0% of neem, in the same evaluation intervals after treatment, on the histophysiology of midgut; (d) to quantify the regenerative cells and; (e) to analyze,histochemically, the secretion product of midgut. Six types of hemocytes were identified in the hemolymph of S. frugiperda larvae: Adipohemocytes, Spherulocytes, Granulocytes, Eonocytoids, Plasmatocytes and Prohemocytes. And, the most abundant hemocytes were Granulocytes and Plasmatocytes. The counting of hemocytes showed effects as function of neem concentrations onthe hemocytary dynamics and possivelmente the endocrine events, contributing for mortality and observed morphologic abnormalities. Despite of expressive larval mortality and of effects with neem at concentration 1.0%, both concentrations (0.5 and 1.0%) modified the cellular immunity of the larvae. Histophysiological alterations occurred as function of tested neem concentrations and time after treatment observed as: degeneration of the epithelium and musculature of the midgut, reduction of regenerative cells and the secretory activity of this region, in the two concentrations of neem. These alterations, however, were observed for larvae treated with neem at concentration 1.0% already from 96h after treatment. These results demonstrate the insecticide activity of the commercial formulation neem (Neemseto®) in both tested concentrations, on thehistophysiology of midgut and on the immunologic reactions of S. frugiperda larvae.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPE

Evaluation of insecticides on Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) biology and embryology and the effect in Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae), egg parasitoid

Na busca de alternativas eficientes e de baixo impacto ambiental para controle de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), principal praga do milho, o uso de inseticidas botânicos e reguladores de crescimento associados ou não ao controle biológico vêm se destacando. Assim, a presente pesquisa testou diferentes concentrações dos inseticidas lufenurom (Match®), metoxifenozide (Intrepid®), azadiractina (AzaMax®), espinosade (Tracer®) e deltametrina (Decis®), visando avaliar os efeitos sobre a biologia e embriologia de S. frugiperda e no parasitóide de ovos, Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Todos os inseticidas apresentaram-se promissores no controle de S. frugiperda. Uma vez que, em geral, ocasionaram mortalidade; redução no período larval, período pupal, peso das pupas, longevidade, fecundidade e fertilidade. Além disso, as lagartas de S. frugiperda apresentaram deformidades e anormalidades morfológicas, como retenção dos caracteres morfológicos larvais e constricções dos segmentos abdominais. Azadiractina, lufenurom e deltametrina, mesmo em baixas concentrações, apresentaram efeito sobre o desenvolvimento embrionário de S. frugiperda e no parasitóide de ovos T. pretiosum. Eles reduziram a quantidade de ovos de S. frugiperda parasitados, porcentagem de parasitismo, emergência e longevidade dos parasitóides. Porém, a duração do ciclo ovo-adulto e a razão sexual de T. pretiosum não foram afetadas. A avaliação em microscopia de luz e eletrônica de varredura mostrou ovos de S. frugiperda com formato esférico, ligeiramente achatado nos polos, com córion, vitelo, membrana vitelínica e formação do embrião. No entanto, em ambas as análises microscópicas, após tratamento com azadiractina, lufenurom e deltametrina, os ovos apresentaram-se deformados e inviáveis, impedindo a formação do embrião. Azadiractina, lufenurom, metoxifenozide e espinosade, mesmo em concentrações abaixo do recomendado, podem ser alternativas ao uso dos piretróides, no controle de S. frugiperda. Todavia, azadiractina e lufenurom não são seletivos ao parasitóide T. pretiosum.In search for efficient and low environmental impact alternatives for control of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), major corn insect pest, the use of botanical insecticides and insect growth regulators combined or not with biological control have been standing out. Therefore, this study tested different concentrations of the insecticides lufenuron (Match®), methoxyfenozide (Intrepid®), azadirachtin (AzaMax®), spinosad (Tracer®) and deltamethrin (Decis®), in order to evaluate the effects on S. frugiperda biology and embryology and on the egg parasitoid, Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae). All insecticides were promising for controlling S. frugiperda. Since, in general, caused mortality; reduction in larval period, pupal period, pupal weight, longevity, fecundity and fertility. In addition, S. frugiperda larvaes have presented deformities and morphological abnormalities, such as retention of larval morphological characters and constrictions of abdominal segments. Azadirachtin, lufenuron and deltamethrin, even at low concentrations, showed effect on embryo development of S. frugiperda and on egg parasitoid T. pretiosum. They have reduced the number of S. frugiperda parasited eggs, parasitism percentage and parasitoid emergence and longevity. But, the period of development from egg to adult and sex ratio of T. pretiosum were not affected. The light and scanning electron microscopy evaluation showed S. frugiperda eggs spherically shaped, slightly flattened at the poles, with chorion, yolk, vitelline membrane and embryo formation. Nevertheless, in both the microscopic analysis, after treatment with azadirachtin, lufenurom and deltamethrin, the eggs showed up deformed and unviable, preventing embryo formation. Azadirachtin, lufenuron, methoxyfenozide and spinosad at concentrations below the recommeded may be alternative to the use of pyrethroids in the control of S. frugiperda. However, azadirachtin and lufenuron are not selective to the parasitoid T. pretiosum.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPE