Ação de metabólitos de Metarhizium spp. (Hypocreales: Clavicipitaceae) sobre Euschistus heros (Fabricius, 1798) (Hemiptera: Pentatomidae) e Spodoptera frugiperda (Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Miyamoto, Lilian Akemi
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-06112025-101821/
Resumo: A soja é um dos grãos mais cultivados no mundo, e entre os desafios enfrentados no seu cultivo, destaca-se o ataque severo de insetos pragas, como o percevejo-marrom (Euschistus heros) e a lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda). Dentre as estratégias de controle, emprega-se o controle microbiano, que consiste no uso de microrganismos patogênicos a artrópodes. Entretanto, há limitações quanto à sua eficácia devido a fatores abióticos, o que impulsiona a busca por novas alternativas. Fungos entomopatogênicos como do gênero Metarhizium se destacam por causar mortalidade em diversas espécies de hospedeiros, além de serem capazes de produzir diversos metabólitos de distintos tipos de ação. Esses compostos químicos, gerados por meio de sínteses complexas durante seu ciclo, podem provocar reações adversas em outros organismos-alvo, como afetar o sistema imunológico de insetos. Com isso, o trabalho investigou a ação de metabólitos de três espécies de Metarhizium (M. anisopliae, M. pinghaense e M. humberi) sobre E. heros e S. frugiperda. Inicialmente, os meios de cultura que favoreceram maior (Adamek) e menor (Pdb - Potato Dextrose Broth) produção de biomassa para cada espécie foram selecionados. A partir do caldo fermentado, foram obtidas amostras de metabólitos intracelulares, extracelulares e mistos (sem separação celular), que foram testados em concentrações de 10% e 50% em metodos de contato e ingestão para cada inseto. M. anisopliae produzido em meio Adamek, o caldo fermentado sem separação celular, foi selecionado para a próxima etapa, sendo adotada a metodologia de contato para E. heros e ingestão para S. frugiperda. O fungo foi cultivado por 7 dias para favorecer a produção de metabólitos secundários, e posteriormente foi realizada a extração líquido-líquido com o solvente acetato de etila. O extrato foi seco e concentrado em rotaevaporador, e seu efeito em diferentes concentrações foi avaliado nos insetos. Em E. heros, a maior mortalidade observada foi de 32% na dose de 10 mg/mL, enquanto em S. frugiperda taxas de até 81,25 % foram alcançadas a partir de 0,5 mg/mL. Embora na segunda repetição taxas inferiores foram encontradas, ainda foram observadas mortalidades relevantes a partir de 5 mg/mL para o percevejo, e de 1 mg/mL para a lagarta-do-cartucho, reforçando a necessidade de repetição dos ensaios. A baixa eficácia no pentatomídeo pode ser atribuída ao seu hábito alimentar sugador, que limita a ingestão direta dos compostos bioativos, em contraste, espécies de lepidópteros, como lagartas, apresentam hábito mastigador, favorecendo a ingestão efetiva e, consequentemente, maior exposição aos mesmos compostos. Além da mortalidade, efeitos subletais foram relatados como a diminuição da massa corporal dos insetos tratados, indicando que mesmo quando não há mortalidade, há interferência em processos fisiológicos dos insetos que reduzem o desenvolvimento. Contudo, as mortalidades não foram expressivas, sendo perceptíveis em concentrações elevadas dos extratos, superiores às recomendadas para uso prático. Assim, ainda são necessárias investigações adicionais para caracterizar os compostos responsáveis por esses efeitos, compreender melhor seus mecanismos de ação e padronizar os processos de produção para futuras aplicabilidades no manejo integrado de pragas.
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Entretanto, há limitações quanto à sua eficácia devido a fatores abióticos, o que impulsiona a busca por novas alternativas. Fungos entomopatogênicos como do gênero Metarhizium se destacam por causar mortalidade em diversas espécies de hospedeiros, além de serem capazes de produzir diversos metabólitos de distintos tipos de ação. Esses compostos químicos, gerados por meio de sínteses complexas durante seu ciclo, podem provocar reações adversas em outros organismos-alvo, como afetar o sistema imunológico de insetos. Com isso, o trabalho investigou a ação de metabólitos de três espécies de Metarhizium (M. anisopliae, M. pinghaense e M. humberi) sobre E. heros e S. frugiperda. Inicialmente, os meios de cultura que favoreceram maior (Adamek) e menor (Pdb - Potato Dextrose Broth) produção de biomassa para cada espécie foram selecionados. A partir do caldo fermentado, foram obtidas amostras de metabólitos intracelulares, extracelulares e mistos (sem separação celular), que foram testados em concentrações de 10% e 50% em metodos de contato e ingestão para cada inseto. M. anisopliae produzido em meio Adamek, o caldo fermentado sem separação celular, foi selecionado para a próxima etapa, sendo adotada a metodologia de contato para E. heros e ingestão para S. frugiperda. O fungo foi cultivado por 7 dias para favorecer a produção de metabólitos secundários, e posteriormente foi realizada a extração líquido-líquido com o solvente acetato de etila. O extrato foi seco e concentrado em rotaevaporador, e seu efeito em diferentes concentrações foi avaliado nos insetos. Em E. heros, a maior mortalidade observada foi de 32% na dose de 10 mg/mL, enquanto em S. frugiperda taxas de até 81,25 % foram alcançadas a partir de 0,5 mg/mL. Embora na segunda repetição taxas inferiores foram encontradas, ainda foram observadas mortalidades relevantes a partir de 5 mg/mL para o percevejo, e de 1 mg/mL para a lagarta-do-cartucho, reforçando a necessidade de repetição dos ensaios. A baixa eficácia no pentatomídeo pode ser atribuída ao seu hábito alimentar sugador, que limita a ingestão direta dos compostos bioativos, em contraste, espécies de lepidópteros, como lagartas, apresentam hábito mastigador, favorecendo a ingestão efetiva e, consequentemente, maior exposição aos mesmos compostos. Além da mortalidade, efeitos subletais foram relatados como a diminuição da massa corporal dos insetos tratados, indicando que mesmo quando não há mortalidade, há interferência em processos fisiológicos dos insetos que reduzem o desenvolvimento. Contudo, as mortalidades não foram expressivas, sendo perceptíveis em concentrações elevadas dos extratos, superiores às recomendadas para uso prático. Assim, ainda são necessárias investigações adicionais para caracterizar os compostos responsáveis por esses efeitos, compreender melhor seus mecanismos de ação e padronizar os processos de produção para futuras aplicabilidades no manejo integrado de pragas.Soybeans are one of the most widely cultivated grains in the world. Among the challenges of cultivating soybeans are severe attacks by insect pests, such as the brown stink bug (Euschistus heros) and the fall armyworm (Spodoptera frugiperda). Microbial control, which involves using microorganisms that are pathogenic to arthropods, is employed as a control strategy. However, its effectiveness is limited by abiotic factors, which promote the search for new alternatives. Entomopathogenic fungi, such as those in the Metarhizium genus, are notable for causing epizootics in several host species. They are also capable of producing various metabolites with different types of action and virulence. These chemical compounds are generated through complex syntheses during the fungi life and can cause adverse reactions in other organisms, such as affecting the insects immune systems. This study investigated the action of metabolites from three Metarhizium species (M. anisopliae, M. pinghaense, and M. humberi) on E. heros and S. frugiperda. First, culture media that favored higher and lower biomass production for each species were selected. Adamek medium favored higher biomass production, and PDB (Potato Dextrose Broth) medium favored lower biomass production. Samples of intracellular, extracellular, and mixed metabolites (without cell separation) were obtained from the fermented broth and tested at concentrations of 10% and 50% using contact and ingestion methods for each insect. M. anisopliae in Adamek medium was selected for the next stage. The contact methodology was adopted for E. heros and the ingestion method for S. frugiperda. The culture was fermented for seven days to promote secondary metabolite production. Subsequently, liquid-liquid extraction was performed using ethyl acetate as a solvent. The extract was dried and concentrated using a rotary evaporator, and its effect at various concentrations was evaluated on the insects. The highest observed mortality rate in E. heros was 32% at the highest tested dose (10 mg/mL), while rates of up to 81.25% were achieved in S. frugiperda at 0.5 mg/mL. Though lower rates were found in the second repetition, relevant mortalities were observed at 5 mg/mL for the stink bug and 1 mg/mL for the fall armyworm, which reinforces the need to repeat the tests. The low efficacy against the pentatomid can be attributed to its feeding habit, which limits direct ingestion of bioactive compounds. In contrast, Lepidoptera species, such as caterpillars, have a chewing habit that favors adequate ingestion and consequently greater susceptibility to the same compounds. In addition to mortality, sublethal effects were reported, such as a decrease in the body mass of treated insects. This indicates that, even when there is no significant mortality, which in our assays emerged only at extract concentrations far higher than those recommended for practical use, the insects physiological processes are nevertheless disrupted, leading to reduced development. Further investigation is required to characterize the compounds responsible for these effects, to understand these mechanisms better, and to standardize production processes for future applications in integrated pest management.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPDelalibera Junior, ItaloMiyamoto, Lilian Akemi2025-08-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-06112025-101821/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-11-06T19:17:02Zoai:teses.usp.br:tde-06112025-101821Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-11-06T19:17:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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