ESTUDO HISTOQUÍMICO DO TUBO DIGESTIVO DE LARVAS DE
Anticarsia gemmatalis (Hübner 1818) (Lepidoptera: Noctuidae)
ALIMENTADAS COM GENÓTIPOS DE SOJA COM CARACTERÍSTICA
DE RESISTÊNCIA: EFEITO DA GENISTINA NO INTESTINO MÉDIO
Louise Rejane Forghieri (PROIC/UEL), e-mail: [email protected],
Sheila Michele Levy (Orientadora), e-mail: [email protected], Ângela M.
Ferreira Falleiros (Co -orientadora), e-mail: [email protected]
Universidade Estadual de Londrina/Centro de Ciências Biológicas –
Londrina-PR
Área: Ciências Biológicas, Sub-área: Biologia Geral
Palavras-chave: lagarta da soja, histoquímica, genistina.
Resumo
Este trabalho teve como objetivo verificar por análises histoquímicas a ação
da genistina da soja resistente no intestino médio de larvas de Anticarsia
gemmatalis. O intestino médio (IM) de larvas alimentadas com genótipos de
soja contendo diferentes concentrações de genistina foi analisado com
técnicas histoquímicas para determinação de polissacarídeos neutros e
glicogênio. Podemos concluir que a presença da genistina promove
alterações na constituição química do IM modificando sua atividade
metabólica.
Introdução
O Brasil é responsável por grande parte da produção mundial de grãos, e a
soja (Glycine max) considerada a principal cultura de exportação brasileira.
Os mecanismos de defesa da planta abrangem uma série de características
morfológicas e um complexo de substâncias químicas, que podem torná-la
repelente e tóxica para os insetos-praga, sendo a isoflavona genistina
reconhecida por desempenhar papel importante na proteção de plantas
contra lepidópteros, com capacidade de romper as membranas celulares
levando a distúrbios de metabolismo digestivo dos insetos (APPEL,1993;
HOFFMANN-CAMPO, 1995).
Nos insetos, o tubo digestivo é a principal via de acesso dos
alimentos como também de patógenos, sendo o IM considerado o principal
local da digestão e absorção do alimento, bem como dos inseticidas
químicos e biológicos (MOSCARDI e CARVALHO, 1993). Assim, o IM é
modelo para o estudo das alterações pós ingestivas ocorridas na lagarta da
soja Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera: Noctuidae), uma das
principais pragas desfolhadoras da soja no Brasil. A aplicação de técnicas
histoquímicas permitiu avaliar as alterações na composição química dos
tipos celulares presentes no epitélio do IM de A. gemmatalis, após a
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ingestão de genótipos resistentes com diferentes concentrações de
genistina.
Materiais e Métodos
Os insetos foram fornecidos pelo Laboratório de Entomologia do Centro
Nacional de Pesquisa da Soja/Embrapa/Londrina/PR, e mantidos no
laboratório de Histologia, do Departamento de Histologia, da Universidade
Estadual de Londrina. As larvas foram alimentadas com folhas de genótipos
resistentes (in natura) BR16 (0,0016mg genistina/g) Dowling (0,0429mg
genistina/g) e BR257 (controle: sem genistina). Larvas com idade variando
de 6 a 8 dias de desenvolvimento foram dissecadas em solução salina, os
IM identificados e fixados em Bouin por 4h, incluídos em Paraplast e os
cortes de 7 µ m foram submetidos à técnica de histoquímica para detecção
de polissacarídeos neutros pelo método do Ácido Periódico-Schiff (PAS),
seguidos pela diastase para detecção de glicogênio.
Resultados e Discussão
Em larvas de A. gemmatalis o IM é formado por um epitélio
pseudoestratificado colunar, com três tipos celulares distintos: células
colunares, caliciformes e regenerativas. O epitélio é revestido por uma
estrutura acelular denominada membrana peritrófica e está apoiado na
camada muscular, conforme descrito por Levy et al, 2004.
Os resultados da deteção histoquímica de carboidratos neutros
evidenciados pelo método PAS estão expressos na tabela 1. Nos insetos
alimentados com o tratamento controle BR257, notamos leve positividade
para reação de PAS, especialmente na bordadura estriada das células
colunares e na membrana peritrófica (Figs. A e B). Já para o genótipo BR16,
não observamos marcação na membrana peritrófica, no entanto
observamos intensa reação nas células colunares principalmente na região
citoplasmática apical; também observamos granulação intensa no ápice das
células caliciformes (Figs. C e D). Estes polissacarídeos detetados nas
células colunares auxiliariam na absorção de produtos da digestão e na
síntese de enzimas (PINHEIRO et al., 2008). A marcação das células
caliciformes estaria relacionada com a atividade destas células no auxilio às
colunares como absorção de metabólitos e homeostasia iônica (BILLINGS e
LEHANE, 1996; CHAPMAN, 1998). Com o tratamento Dowling, as células
colunares apresentaram positividade moderada na bordadura estriada, mas
reação leve na porção citoplasmática apical; já as porções média e basal
foram reações negativas (Figs. E e F). A membrana peritrófica e a
membrana envolvente da camada muscular mostraram leve marcação
(Figs. E e F). A reação PAS positiva indica a presença de polissacarídeos
neutros, que podem representar depósito de glicogênio e outros açúcares
neutros. Após a diastase não observamos redução na positividade no IM
para o tratamento controle e para o genótipo Dowling (Fig. G), indicando
que os polissacarídeos neutros encontrados não remetem ao glicogênio. No
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entanto, para o tratamento com genótipo BR16, notamos intensa redução de
marcação das células colunares e caliciformes (Fig. H), o que nos indicou a
presença de glicogênio. De acordo com Kilby (1965) o glicogênio e outros
carboidratos de reserva são importantes no metabolismo, pois podem ser
mobilizados e utilizados em situações que exijam gasto energético como na
metamorfose, reprodução e na defesa.
Co
Cm
Ca
Ca
*
*
*
A
M
p
Lu
B


C
a
Ca
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M
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C
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*
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DD
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Mp
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E
F
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Lu
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G
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Mp
C
Cm
Co
Co
*
Mp
H
*
Mp
Lu
Fotomicrografias do intestino médio de A. gemmatalis tratadas com os genótipos BRS 257
(A/B), BR16 (C/D/H) e Dowling (E/F/G). Análise histoquímica para deteção de
polissacarídeos neutros (A-F) e glicogênio (G/H): membrana peritrófica (Mp), células
colunares (Co) com grânulos PAS+ (†), bordadura estriada (Ú), células caliciformes (Ca)
com grânulos PAS+ (seta), camada muscular (Cm), lúmen (Lu). Barras= 40µm.
Tabela 1- -
Resultados da reação do PAS no IM de larvas de A. gemmatalis
Estruturas
Membrana peritrófica
Borda estriada
Células
Colunares
Porção apical
Porção média
Porção basal
Protusões
Genótipos
BRS257 G=0,0
+
+
-
BR16 G=0,0016
+
++++
+
-
Dowling G=0,0429
+
++
+
-
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Células Caliciformes
Camada muscular
-
+++
-
-
Legenda: (-) reação negativa; (+) reação fraca; (++) reação moderada; (+++) reação forte; (++++) reação muito
forte.
Conclusões
Podemos concluir que a genistina altera a síntese de polissacarídeos
neutros no epitélio do IM de A. gemmatalis. O genótipo BR16, apesar da
baixa concentração de genistina, promove um aumento no depósito de
polissacarídeos como o glicogênio, provavelmente para uma eventual
necessidade energética do inseto. Já no tratamento Dowling, a alta
concentração de genistina leva uma maior mobilização do glicogênio,
evidenciada pela diastase, que seria necessário para reposição de
moléculas estruturais e do metabolismo geral do inseto.
Referências
Appel, H.M. Phenolics in ecological interactions: the importance of oxidation.
J. Ecol. Chem.1993, 1521-1551.
Billingsley, P.F.; Lehane, M.J. Structure and ultrastructure of the insect
midgut. In: Lehane, M.J. (Ed, Billingsley, P.F. (Eds). Biology of the Insect
Midgut. Londres: Chapman & Hall, 1996, 3-30.
Chapman, R.F. The Insects: structure and function. 4.ed. Cambridge:
Harvard University Press, 1998.
Hock,G.; Pilarska, D.K.; DOBART, N. Effect of midgut infection with the
microsporidium Endoreciculatus schubergi on carbohydrate and lipid levels in
Lymantria dispar larvae. Journal Pest Sicence, v.82, p. 351-356, jun. 2009
Hoffmann-Campo, C.B. et al. Role of the flavonoids in the natural resistance
of soybean to Heliothis virescens (F.) and Trichoplusia ni (Hübner). The
university of Reading, Reading, UK, PhD thesis, 165p, 1995.
Kilby, B.A. Intermediary metabolism and the insect fat body. In: Goodwin,
T.W. Aspects of insects biochemistry. New York: Academic Press, 1965.
p.39-48.
Levy, S.M. et al. The larval midgut of Anticarsia gemmatalis (Hübner)
(Lepidoptera: Noctuidae): light and electron microscopy studies of the
epithelial cells. J. Biol. Braz. 2004, 64, 1-6.
Moscardi, F.; Carvalho, R.C.Z. Consumo e utilização de soja por Anticarsia
gemmatalis Hüb. (Lepidoptera: Noctuidae) infectada, em diferentes estádios
larvais, por seu vírus de poliedrose nuclear. In Anais da Sociedade
Entomológica do Brasil, 1993, Vol.22, 267-280.
Pinheiro, D.O. et al., Morphological Regional Differences of Epithelial Cells
along the Midgut in Diatraea saccharalis Fabricius (Lepidoptera: Crambidae)
Larvae. Neotropical Entomology, Vacaria, v.37, n.4, p.413-419, jun./ago.
2008.
Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR.