Toxicidade, citopatologia no intestino médio, resposta comportamental e respiratória de Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Noctuidae) após exposição a inseticidas | Toxicity, cytopathology in the midgut, behavioral and respiratory response of Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Noctuidae) after exposure to insecticides

Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera: Noctuidae) é a principal desfolhadora de plantas de soja e seu controle é feito, principalmente, pelo uso de inseticidas. Bioinseticidas e plantas transgênicas, baseados em toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt), são importantes para o manejo de A. gemmatalis. Clorantraniliprole é um inseticida recomendado para programas de manejo integrado dessa praga na soja por possuir baixa toxicidade para organismos não alvos. A interação desses produtos com células do intestino médio de lagartas determina sua eficácia inseticida. O objetivo foi avaliar a toxicidade e as alterações citopatológicas mediadas por B. thuringiensis, var. kurstaki, linhagem HD-1 e o inseticida clorantraniliprole no intestino médio de lagartas de A. gemmatalis, além de verificar as alterações comportamentais e na taxa respiratória de lagartas mediadas pelo clorantraniliprole. A eficácia dos inseticidas foi determinada calculando os valores das concentrações letais (CL 25 , CL 50 , CL 75 , CL 90 e CL 99 ) em laboratório. Intestino médio de A. gemmatalis foi extraído após ingestão dos inseticidas e avaliado por microscopia de luz, eletrônica de transmissão e confocal. O comportamento das lagartas após ingestão do clorantraniliprole foi analisado por sistema de rastreamento em vídeo e a taxa respiratória com respirômetro. Bacillus thuringiensis e clorantraniliprole induziram a citotoxicidade das células epiteliais do intestino médio de A. gemmatalis causando desorganização celular, degeneração das microvilosidades, fragmentação e protrusão de células, desorganização da matriz peritrófica e vacuolização celular. Células expostas ao Bt apresentaram núcleos com cromatina condensada e a quantidade de lisossomos foi aumentada. Apoptose ocorreu nas células do intestino médio de lagartas expostas ao Bt e resposta regenerativa foi observada 8 horas após a exposição ao entomopatógeno, no entanto, essa resposta não foi contínua. Secreção apócrina foi expelida do epitélio para o lúmen após exposição ao clorantraniliprole. Lagartas expostas ao clorantraniliprole apresentaram maior período de repouso e redução na distância e velocidade de caminhamento e nas taxas respiratórias. Clorantraniliprole e toxinas produzidas por Bt são nocivos a A. gemmatalis em concentrações letais médias provocando mudanças histológicas e ultraestruturais severas com degeneração do epitélio do intestino médio. O clorantraniliprole reduz as taxas respiratórias e induz resposta comportamental arrestante desse inseto.

The velvetbean caterpillar, Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera: Noctuidae), is the main defoliating pest of soybean plants and its control is performed mainly with insecticides. Bioinsecticides and transgenic plants, based on Bacillus thuringiensis (Bt) toxins, are important for the management of A. gemmatalis. Chlorantraniliprole is an insecticide recommended for programs of integrated management of A. gemmatalis in soybean because it has low toxicity to non-target organisms. The interaction of these chemicals with caterpillar midgut cells determines its efficacy as an insecticide. The objective was to evaluate the toxicity and cytopathological changes mediated by B. thuringiensis, var. kurstaki, HD-1 strain and chlorantraniliprole insecticide in the midgut of A. gemmatalis caterpillars, as well as to verify the behavioral and the respiratory rate changes of caterpillars mediated by chlorantraniliprole. Insecticidal efficacy was determined by calculating lethal concentration values (LC 25 , LC 50 , LC 75 , LC 90 and LC 99 ) in the laboratory. Midgut from A. gemmatalis was extracted after insecticides ingestion and evaluated by light, transmission electron and confocal microscopy. The behavior of caterpillars after ingestion of chlorantraniliprole was analyzed by video tracking system and respiratory rate with respirometer. Bacillus thuringiensis and chlorantraniliprole induced cytotoxicity of A. gemmatalis midgut epithelial cells causing cellular disorganization, microvilli degeneration, cell fragmentation and protrusion, peritrophic matrix rupture, and cell vacuolization. Cells exposed to Bt showed nuclei with condensed chromatin and the amount of lysosomes was increased. Apoptosis occurred in the midgut cells of caterpillars exposed to Bt and regenerative response was observed 8 hours after exposure to entomopathogen; however, this response was not continuous. Apocrine secretion was expelled from the epithelium to the lumen after exposure to chlorantraniliprole. Caterpillars exposed to chlorantraliprole presented a longer rest period and reduction in distance and walking speed and in the rates respiratory. Chlorantraniliprole and toxins produced by Bt are harmful to A. gemmatalis in medium lethal concentrations causing severe histological and ultrastructural changes with degeneration of the midgut epithelium. Chloranthraniliprole reduces respiratory rates and induces an arrestant behavioral response of this insect.

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