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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/290490227 A defesa das plantas ao ataque dos insetos Chapter · July 2015 CITATIONS 3 READS 3,625 6 authors, including: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Manejo integrado de mosca-branca Bemisia tabaci (Genn., 1889) (Hemiptera: Aleyrodidae) em soja: dinâmica populacional, agentes de controle biológico natural, resistência de plantas e controle químico, no polo Paragominas de grãos View project Transgenic cultivars constitutive resistance and silicon-induced resistance in cotton to Chrysodeixis includens and Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) View project Bruno Henrique Sardinha de Souza Universidade Federal de Lavras (UFLA) 68 PUBLICATIONS 180 CITATIONS SEE PROFILE Zulene Ribeiro São Paulo State University 21 PUBLICATIONS 47 CITATIONS SEE PROFILE Renato Franco Universita della Campania Luigi Vanvitelli 379 PUBLICATIONS 6,390 CITATIONS SEE PROFILE Wellington Ivo Eduardo São Paulo State University 24 PUBLICATIONS 27 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Luciano Nogueira on 16 January 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file. https://www.researchgate.net/publication/290490227_A_defesa_das_plantas_ao_ataque_dos_insetos?enrichId=rgreq-184813693cf0405e235695a7b6006f5d-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI5MDQ5MDIyNztBUzozMTgzNDUzMDY0MTEwMDhAMTQ1MjkxMDg0MzIyMg%3D%3D&el=1_x_2&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/publication/290490227_A_defesa_das_plantas_ao_ataque_dos_insetos?enrichId=rgreq-184813693cf0405e235695a7b6006f5d-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI5MDQ5MDIyNztBUzozMTgzNDUzMDY0MTEwMDhAMTQ1MjkxMDg0MzIyMg%3D%3D&el=1_x_3&_esc=publicationCoverPdf 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Daniel Junior de Andrade Guilherme Duarte Rossi Daniela de Lima Viana Diego Felisbino Fraga Leandro Aparecido de Souza TÓPICOS EM ENTOMOLOGIA AGRÍCOLA - VIII 1ª Edição Jaboticabal - SP 2015 Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação – Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação – UNESP, Câmpus de Jaboticabal. T674 Tópicos em Entomologia Agrícola VIII / Editores Antonio Carlos Busoli ... [et al.]. – Jaboticabal : Maria de Lourdes Brandel- ME, 2015 303 p. : il. Inclui bibliografia ISBN 978-85-88805-55-2 1. Entomologia. 2. Acarologia. 3. Manejo de pragas. I. Busoli, Antonio Carlos. II. Castilho, Raphael de Campos. III. Andrade, Daniel Junior de. IV. Rossi, Guilherme Duarte. V. Viana, Daniela de Lima. VI. Fraga, Diego Felisbino. VII. Souza, Leandro Aparecido de. CDU 595.7 Foto da capa: Anthonomus grandis Boheman, 1843 (Coleoptera: Curculioni- dae) - Crédito: Jacob Crosariol Netto Diagramação: Flávia Maria Martucci Vidureto Revisão Gramatical: Vitório Barato Neto Impressão: Maria de Lourdes Brandel - ME. “O Conteúdo abordado nos capítulos é de exclusiva responsabilidade dos autores.” 161 15 A defesa das plantas ao ataque dos insetos Arlindo Leal Boiça Júnior Bruno Henrique Sardinha de Souza Zulene Antônio Ribeiro Renato Franco Oliveira de Moraes Wellington Ivo Eduardo Luciano Nogueira 1. IntroduçãoPlantas e insetos interagem em um processo evolutivo que já ocorre há aproximadamente 400 milhões de anos. Nessa longa e com- plexa interação, as plantas desenvolveram e ainda estão em constante desenvolvimento de diversos tipos de defesa, principalmente de natureza química e morfológica, para superar o ataque dos insetos. Os insetos, por sua vez, utilizam-se de inúmeros mecanismos fi siológicos e com- portamentais para se adaptarem às defesas empregadas pelas plantas e quando possível, contra-atacá-las. Assim, essa “corrida às armas” evolutiva entre plantas e insetos fi tófagos infl uenciam-nos mutuamente, favorecendo a seleção natural de determinados compostos químicos e estruturas morfológicas das plantas, ou raças fi siológicas/biótipos, no caso dos insetos, de modo que uma das partes consiga superar as defesas de sua contraparte. Sob a perspectiva da Resistência de Planta a insetos que é o prin- 162 cipal foco deste capítulo, uma planta é considerada resistente quando sofre menor injúria a um determinado inseto fitófago em relação a outras plantas, consideradas suscetíveis em igualdade de condições, devido à presença de um gene ou conjunto de genes responsáveis pela expressão de caracteres fenotípicos que conferem à planta essa condição de resis- tência. Tais genes foram selecionados naturalmente sob a pressão da herbivoria causada pelos insetos ou por meio do melhoramento genético com intervenção humana. Além disso, as características fenotípicas das plantas traduzidas pelos genes de resistência podem ser de natureza física, química e/ou morfológica, o que confere às plantas a expressão de uma ou mais categorias de resistência. Nas seções subsequentes deste capítulo, serão abordadas in- dividualmente quais são as categorias de resistência que uma planta pode expressar como defesa ao ataque de insetos fitófagos; quais os principais mecanismos que governam cada categoria de resistência e as implicações que podem exercer sobre os insetos; quais os fatores que influenciam na expressão da resistência nas plantas e, por fim, de que modo as plantas resistentes podem ser empregadas como medidas aplicadas na agricultura. Espera-se que as informações contidas neste material didático, em sua maioria constituída por resultados oriundos de pesquisas científi- cas atuais conduzidas no Brasil e no mundo, possam contribuir para a conceptualização, caracterização e entendimento dos mecanismos de defesa das plantas, particularmente de interesse agrícola aos insetos-praga. Ainda, há uma expectativa de que todo o conhecimento adquirido com as pesquisas possa servir como incentivo à adoção na prática de plantas resistentes em estratégias de Manejo Integrado de Pragas (MIP), beneficiando o agricultor, o consumidor e o meio ambiente. A. L. Boiça Júnior et al. 163 2. Categorias de Resistência ou defesas que uma planta pode ter 2.1. Não-preferência ou antixenose: a defesa das plantas que afeta o comportamento dos insetos A resistência por não-preferência ou antixenose ocorre quando as características da planta hospedeira fazem com que ela seja menos preferida ao inseto para alimentação, oviposição ou abrigo, do que outra planta em igualdade de condições. Desse modo, nota-se que essa cate- goria de resistência afeta diretamente o comportamento dos insetos em relação à planta hospedeira. As características fenotípicas das plantas que podem afetar o comportamento dos insetos são divididas em carac- terísticas morfológicas, químicas e físicas. Dentre as características morfológicas das plantas responsáveis pela resistência a insetos, podem ser citados os tricomas glandulares ou tectores, a dureza do tecido vegetal, a disposição e a espessura das estruturas e a presença de compostos cerosos. Os grupos de compostos químicos que podem atuar na expressão da característica química são os fl avonoides, glicosinolatos, fenóis, alcaloides, inibidores de protease, entre outros. Inerente à principal característica física das plantas rela- cionada à resistência a insetos estão a cor e a refl etância das estruturas e, a epiderme da planta. Quando uma planta apresenta resistência a um determinado herbí- voro pela categoria de não-preferência, sendo esta resistência expressa por causas morfológicas, entende-se que alguma característica estrutural da planta infl uenciou no comportamento do inseto repelindo-o, difi cultando sua alimentação ou oviposição, ou então não o estimulando a realizar tais atividades. Um exemplo da não-preferência por causas morfológicas foi ob- servada por Eigenbrode e Pillai (1998), que demonstraram que quanto maior a concentração de cera epicuticular presente em folhas de genó- tipos de repolho, maior foi a resistência às lagartas neonatas de Plutella A defesa das plantas ao ataque dos insetos 164 xylostella (Linnaeus, 1758) (Lepidoptera: Plutellidae). Nesse exemplo, a resistência em determinados genótipos de repolho foi atribuída à cera epicuticular, que atuou como barreira física ao inseto, dificultando a formação da galeria pelas lagartas de primeiro instar de P. xylostella no parênquima foliar. De forma contrária, a mesma cera epicuticular que atribuiu maior resistência para uma espécie de inseto especializada em brás- sicas (P. xylostella), pode proporcionar um comportamento diferente para espécies polífagas. Moraes (2014) verificou que genótipos de couve com maior concentração de cera epicuticular foram mais atacados por lagartas de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae). Além disso, essa característica morfológica presente nesses genótipos de couve atuou como estimulante alimentar para S. frugiperda. Outro caractere morfológico que pode influenciar no comporta- mento de insetos é a presença de pelos e tricomas, que estão presentes em várias estruturas da epiderme das plantas. Essa pilosidade pode provocar alterações no comportamento de oviposição ou alimentação de algumas espécies de insetos. Por exemplo, quando presentes em altas densidades nas plantas, os tricomas podem estimular a oviposição de Bemisia tabaci (Gennadius, 1889) biótipo B (Hemiptera: Aleyrodidae) (TOSCANO; BOIÇA JÚNIOR; MARUYAMA, 2002) ou desfavorecer a alimentação de adultos de Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chry- somelidae) (COSTA, 2013). A coloração que é uma característica física das plantas, também pode influenciar a preferência alimentar dos insetos. Eigenbrode, Shel- ton e Dickson (1990) observaram que genótipos de repolho com folhas, de coloração verde-brilhantes, foram mais resistentes, em comparação a genótipos de coloração vermelha ou rósea, quanto à oviposição de P. xylostella. Segundo Shelton et al. (1988), cultivares de repolho roxas descendentes da linhagem PI 234599 e que possuem folhas brilhantes apresentaram não-preferência para oviposição. Dickson, Shelton e Eigen- brode (1990) também afirmaram que linhagens brilhantes, descendentes de PI 234599, são menos infestadas em relação a outras cultivares de repolho. A. L. Boiça Júnior et al. 165 A resistência por não-preferência também pode ser determinada pela presença de compostos secundários nas plantas. Entre as classes de compostos secundários que estão envolvidas na defesa das plantas contra insetos fitófagos, podem-se destacar os compostos nitrogenados (alcalóides, aminoácidos não proteicos e glicosídeos), terpenoides (óleos essenciais, terpenos e saponinas) e compostos fenólicos (ligninas, fla- vonoides e taninos) (HARBORNE, 1988). As moléculas desses grupos químicos podem atuar diretamente, tanto na alimentação quanto na oviposição dos insetos. De modo geral, a defesa das plantas, conhecida como não-prefe- rência ou antixenose, está relacionada com a presença de alguma caracte- rística da planta que afeta diretamente o comportamento de alimentação ou de oviposição de insetos fitófagos. Desse modo, a utilização dessas características de resistência na obtenção de novas cultivares tem grandepotencial para reduzir a infestação de pragas. No entanto, deve-se levar em consideração a espécie de inseto-alvo, uma vez que algumas espécies podem beneficiar-se dessas características da planta, dependendo do grau de especialização do inseto à planta hospedeira. 2.2. Antibiose: a defesa das plantas que afeta os parâmetros bioló- gicos dos insetos Quando o mecanismo de resistência é de natureza química e afeta negativamente a biologia do inseto, sem que haja interferência em seu comportamento de alimentação ou oviposição, pode-se dizer que a planta é resistente por antibiose ao determinado inseto. Os principais efeitos desse tipo de defesa das plantas sobre os parâmetros biológicos dos insetos são mortalidade da fase imatura, menor crescimento e peso, deformações e aumento no ciclo de vida do inseto. Esses efeitos deletérios são causados principalmente por com- postos orgânicos produzidos pelos vegetais. Tais substâncias são deno- minadas de metabólitos ou compostos secundários, os quais são muito importantes para as plantas por diminuírem os estresses ocasionados por agentes bióticos e abióticos (TAIZ; ZEIGER, 2009). Entre os metabó- A defesa das plantas ao ataque dos insetos 166 litos secundários com função de defesa das plantas a insetos fitófagos e encontrados em inúmeras espécies de plantas, estão os flavonóides, compostos fenólicos, alcaloides, aminoácidos não proteicos, saponinas, lectinas, proteínas inativadoras de ribossomos, quitinases, glucanases e inibidores de proteases (BOWLES, 1990). Algumas vezes, a antibiose pode ser ocasionada devido às impro- priedades nutricionais das plantas, ou seja, pela deficiência ou desbalanço quantitativo e/ou qualitativo de nutrientes essenciais para a biologia do inseto fitófago. Quando os nutrientes de uma planta não satisfazem nu- tricionalmente o inseto, a planta pode apresentar resistência na interação com o mesmo, manifestada por antibiose. No entanto, em alguns desses casos, a resistência também pode ser expressa por antixenose, o que nem sempre é fácil de se diferenciar. Existem vários trabalhos na literatura que envolvem a expressão de antibiose nas plantas como resistência ao ataque de insetos-praga. Por exemplo, Eduardo (2014) avaliando a resistência em 43 genótipos de fei- joeiro ao caruncho Zabrotes subfasciatus (Boheman, 1833) (Coleoptera: Bruchidae), observou que em vários genótipos, os carunchos tiveram alta mortalidade larval e pupal, além de maiores durações nos ciclos de vida. Esses genótipos foram classificados como altamente e moderadamente resistentes por antibiose ao caruncho. Além disso, o autor menciona a proteína arcelina como uma das possíveis causas da resistência, já que os genótipos são oriundos de parentais que apresentam alta concentração dessa proteína. Em outro estudo avaliando genótipos de couve, Moraes (2014) observou que os genótipos Manteiga de Ribeirão Pires I-2620 e Man- teiga de Mococa apresentaram resistência para S. frugiperda devido principalmente aos maiores teores de fenóis na composição do genótipo Manteiga de Ribeirão Pires I-2620 e de sinigrina no genótipo Manteiga de Mococa. Ribeiro et al. (2015) ao avaliarem a resistência de genó- tipos de eucalipto ao psilídio Glycaspis brimblecombei Moore, 1964 (Hemiptera: Psyllidae), verificaram que a espécie Corymbia citriodora e o clone FP6 foram altamente resistentes ao inseto por antibiose. Além disso, os autores concluíram que a elevada concentração de lignina e de fenóis totais está relacionada com a causa da resistência nesses A. L. Boiça Júnior et al. 167 genótipos de eucalipto. Souza (2014) observou que lagartas de S. frugiperda e Anticarsia gemmatalis Hübner, 1818 (Lepidoptera: Erebidae) alimentadas com fo- lhas do genótipo de soja PI 227687, tiveram sua biologia adversamente influenciada. Os mecanismos associados à expressão de antibiose nesse genótipo foram relacionados às menores concentrações dos nutrientes N, P, K e S; maiores concentrações dos nutrientes Cu, Fe e Ca; e maiores concentrações dos flavonoides rutina, isoquercetrina, daidzina, daidzeina e hesperidina. Estudos futuros são necessários para melhor entender os meca- nismos que governam a expressão da resistência por antibiose como defesa das plantas, visando a desenvolver novas cultivares resistentes e aprimorar as que já existem, para que possam ser utilizadas pelos pro- dutores como tática de controle no MIP. 2.3. Tolerância: a defesa das plantas relacionada à capacidade de suportar o ataque de insetos, regenerar os tecidos danificados, sem perder produtividade Tolerância é a categoria de resistência na qual a planta é capaz de suportar ou recuperar-se das injúrias causadas por um inseto e, no final, produzir índices de produtividades iguais as outras plantas não ataca- das. Essa habilidade ocorre pela regeneração dos tecidos danificados e compensação das injúrias com a emissão de novas estruturas, tais como folhas, ramos ou perfilhos, sem causar redução em seu crescimento e produção. A categoria de resistência por tolerância não afeta o comporta- mento e/ou a biologia do inseto, e consequentemente não exerce pressão de seleção sobre o mesmo, reduzindo a possibilidade do surgimento de biótipos resistentes de insetos pela redução na evolução da frequência alélica de resistência nas populações dos insetos. A tolerância pode ser conferida por uma série de mecanismos que permitem às plantas se recuperarem das injúrias causadas pelos herbívoros. A identificação desses mecanismos é um passo crucial que permite a compreensão de seu sistema de defesa. Os mecanismos mais A defesa das plantas ao ataque dos insetos 168 constatados têm sido a capacidade de aumento da taxa de fotossíntese líquida, desenvolvimento de suas estruturas morfológicas e ação de fitohormônios e enzimas oxidativas. Vários estudos têm sido realizados visando à identificação de genótipos com tolerância a insetos-praga. Em soja, Pierson et al. (2010) evidenciaram a tolerância da linhagem KS4202 ao pulgão-da-soja Aphis glycines Matsumura, 1917 (Hemiptera: Aphididae) em expe- rimentos conduzidos em casa de vegetação. Essa linhagem de soja apresentou baixos níveis de injúria foliar na presença de um número elevado de afídeos infestados durante o estágio reprodutivo das plantas. Os parâmetros de rendimento das plantas infestadas foram semelhantes aos das plantas sem infestação. Estudos subsequentes realizados em condições de campo demonstraram que a linhagem KS4202 e a cultivar Asgrow 2703 possuem elevados níveis de tolerância à alimentação do pulgão-da-soja (PROCHASKA, 2011; PROCHASKA et al., 2013). Em estudo realizado com plantas de milho, Ivezic et al. (2006) avaliaram a tolerância de híbridos ao ataque de Diabrotica virgifera virgifera (LeConte, 1868) (Coleoptera: Chrysomelidae). Os resultados demonstraram a presença de tolerância nos híbridos comerciais de milho OsSK 644, OsSK 596R, OsSK 617 e OsSK 602. As avaliações foram baseadas em escala de crescimento e rebrota das raízes, e os danos apresentados por esses híbridos foram menores do que os observados nas testemunhas e semelhantes em relação ao híbrido tolerante P 3563, estes híbridos foram capazes de se desenvolver (comprimento e rebrota das raízes) com alto rendimento de grãos. A identificação de genótipos tolerantes a insetos fitófagos é essencial para que as características que conferem essa categoria de resistência possam ser incorporadas através de melhoramento genético em genótipos comerciais. Além disso, a utilização de genótipos que apresentam tolerância no contexto do manejo integrado de pragas é uma alternativa viável e de menor impacto no meio ambiente, devido à redução do uso de inseticidas. Outro aspecto positivo é que na maioria das situações, o uso de cultivares tolerantes é compatível com outros métodos de controle. A. L. Boiça Júnior et al. 169 3. Fatores bióticos e abióticos que infl uenciam a expressão da resistêncianas plantas Como já mencionado anteriormente nesse capítulo, a resistência das plantas é governada por um único gene ou por genes quantitativos que resultam em características de natureza física, química ou morfoló- gica, as quais benefi ciam as plantas contra o ataque de insetos fi tófagos. Desse modo, por tratar-se de um caráter genético, a expressão dos genes que conferem resistência pode ser modulada em função das condições em que a planta está submetida. Os fatores bióticos e abióticos que podem infl uenciar a expressão da resistência positiva ou negativamente são agrupados em: fatores inerentes à planta, fatores inerentes ao inseto e fatores inerentes ao ambiente. Os fatores inerentes à planta têm papel importante na expressão da resistência a insetos fi tófagos, destacando-se entre esses fatores a idade e estádio fenológico da planta, posição foliar no dossel, estrutura vegetal e enxertia. Em relação aos fatores inerentes ao inseto, características relacionadas à espécie, idade e fase biológica, biótipo/raça fi siológica, densidade populacional, habituação, condicionamento pré-imaginal ou mesmo sexo do indivíduo, podem proporcionar diferentes respostas das plantas ao seu ataque. Por fi m, diversos fatores ambientais também podem estimular diferentes níveis de defesa pelas plantas, tais como a umidade do solo e do ar, temperatura, fotoperíodo, radiação ultravioleta, concentração de nutrientes no solo, infecção por microrganismos fi topa- togênicos e injúria prévia ocasionada por insetos. Em relação à injúria causada por insetos fi tófagos, as diferen- ças nas respostas induzidas pelos tipos de injúria são relacionadas aos diferentes tipos de sinais gerados no local da injúria. Estes sinais ou compostos voláteis podem ser desencadeados a partir de fragmentos da parede celular da planta, fatores associados à saliva e frass dos insetos, ou a microrganismos presentes em seu aparelho bucal. Esse complexo processo depende, primeiramente, do reconheci- mento por parte das plantas de substâncias elicitoras, que subsequente- mente irão ativar vias metabólicas de defesa e, por último, a síntese de A defesa das plantas ao ataque dos insetos 170 maiores concentrações de compostos secundários. Essas vias metabólicas, por sua vez, são reguladas por fitormônios, principalmente pelo ácido jasmônico, ácido salicílico e etileno. Uma revisão mais detalhada sobre os mecanismos envolvidos na resistência induzida das plantas a insetos fitófagos é encontrada em Souza e Boiça Júnior (2014). Pelo que foi apresentado anteriormente sobre a influência dos diversos fatores bióticos e abióticos na expressão dos níveis de resistên- cia, nota-se a importância da padronização das condições utilizadas nos bioensaios de Resistência de Plantas. Para a realização de testes visando à seleção de genótipos quanto à resistência a um inseto (screening), as con- dições empregadas devem ser criteriosamente padronizadas e confiáveis para que um genótipo que possua genes que expressem as características fenotípicas de resistência ao inseto se manifestem naquelas condições. Além disso, é de fundamental importância a descrição minuciosa de todos esses detalhes na metodologia do trabalho, para que as condições reais utilizadas sejam disponibilizadas a outros pesquisadores e produtores. Ainda nesse contexto, ressalta-se que as metodologias das pes- quisas em Resistência de Plantas devem ser primeiramente avaliadas e, em seguida, validadas para cada espécie de inseto e de planta nos testes de seleção de genótipos (screening). A validação de cada meto- dologia servirá como base para a elaboração de protocolos de sistemas planta-inseto específicos, auxiliando as pesquisas por descartar o uso de métodos delineados para estudos com diferentes insetos e plantas-alvo. A elaboração de tais protocolos seria de importante valia para evitar pos- síveis conclusões errôneas sobre os níveis de resistência dos genótipos avaliados. Atualmente, têm sido realizados estudos visando à padronização de metodologias de pesquisa em Resistência de Plantas e avaliação dos fatores que podem influenciar a expressão de antixenose e antibiose no Laboratório de Resistência de Plantas a Insetos da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – UNESP, Jaboticabal-SP. Atualmente, esses es- tudos têm sido voltados às lagartas desfolhadoras e das vagens da cultura da soja, A. gemmatalis, Heliothis virescens (Fabricius, 1781), Spodop- tera cosmioides (Walker, 1858), S. frugiperda e Helicoverpa armigera (Hübner, 1805) (Lepidoptera: Noctuidae). Para as duas últimas espécies, A. L. Boiça Júnior et al. 171 também têm sido realizados estudos na cultura do algodoeiro, além de D. speciosa em milho e Spodoptera albula (Walker, 1857) (Lepidoptera: Noctuidae) em amendoinzeiro. Como resultados conclusivos até o momento, com A. gemmatalis e S. frugiperda, foi constatado que o uso de duas lagartas de terceiro instar de A. gemmatalis por disco foliar, sem a suspensão de alimentação antes dos ensaios, utilizando-se de discos foliares provenientes da parte superior das plantas em estádio reprodutivo, nos ensaios de preferência alimentar, proporciona a melhor diferenciação na expressão de antixenose em genótipos de soja para A. gemmatalis; enquanto para S. frugiperda, o uso de uma lagarta de terceiro instar por disco foliar, sem a suspensão de alimentação antes dos ensaios, utilizando-se de discos foliares retirados da parte inferior das plantas em estádio reprodutivo, proporciona resultados mais satisfatórios nos ensaios (BOIÇA JÚNIOR et al., 2015a). 4. A busca por compostos encontrados nas plantas para o controle de insetos fi tófagos Por volta de 10 a 15 mil anos atrás, iniciou-se o cultivo de plantas pelo homem, dando origem à agricultura, o que permitiu a domesticação das espécies vegetais. Estas foram selecionados e adquiriram novos caracteres, originando a maior parte das espécies cultivadas atualmente (MAZOYER; ROUDART, 2010). As lavouras tornavam-se mais sujeitas ao ataque de pragas, devido à seleção de plantas mais palatáveis e pro- dutivas, retirando-se assim as defesas constitutivas das plantas. Tão logo surgiram as pragas e vieram as tentativas de controlá-las, entretanto com o passar do tempo, por meio de observações e testes, foram identifi cados compostos químicos efi cazes no combate aos insetos. Desde o início dos tempos romanos a meados do século XX, as substâncias vegetais à base de piretro, nicotina, rotenona, sabadila e riano- dina foram amplamente utilizadas no controle e na repelência dos insetos (JACOBSON, 1989). O piretro refere-se às oleoresinas, que são extraídas das fl ores secas de crisântemos, de plantas do gênero Chrysanthemum (Asteraceae), que contêm os princípios ativos piretrinas, cinerinas e jas- A defesa das plantas ao ataque dos insetos 172 molinas, todos com os tipos I e II. Atualmente, a maioria dos inseticidas domissanitários apresenta as piretrinas sintéticas como princípio ativo. A ação neurotóxica das piretrinas, que bloqueiam os canais de sódio nos insetos, promove um rápido efeito de choque (knockdown). A maior desvantagem das piretrinas naturais é a grande instabilida- de térmica e fotoquímica, o que limita sua eficácia no controle de pragas no campo. A baixa toxicidade das piretrinas aos mamíferos impulsionou as pesquisas que perduram até hoje, como a síntese dos piretroides. Com maior estabilidade e potencial inseticida, a obtenção dos piretroides é inegavelmente o maior exemplo de êxito no uso de inseticidas botânicos como fonte para a obtenção de produtos efetivos contra um largo espectro de insetos. A nicotina, um alcaloide extraído de algumas espécies do gênero Nicotiana (Solanaceae), age no sistema nervoso dos insetos, competindo com o neurotransmissor acetilcolina, com efeito de contato, ingestão e repelência. Apesar de ter elevada toxicidade para mamíferos, a nicotina tem uma longa história de uso no controlede lagartas e insetos suga- dores, como pulgões, moscas-brancas e cigarrinhas, principalmente em casa de vegetação e jardins. A partir do estudo da estrutura química da nicotina, foi possível sintetizar os inseticidas neonicotinoides, um dos mais recentes grupos de inseticidas utilizados atualmente na agricultura para insetos sugadores. Os rotenoides são compostos flavonoídicos extraídos das legu- minosas tropicais Derris e Lonchocarpus (Fabaceae), que no Brasil são conhecidas por timbó. O principal princípio ativo encontrado nas raízes é o isoflavonoide rotenona, que possui moderada toxicidade para mamí- feros em virtude da reduzida absorção dérmica e o rápido metabolismo. No entanto, é altamente tóxico para insetos e peixes, devido à rápida absorção e inibição do transporte de elétrons no processo respiratório, resultando em falhas nas funções respiratórias. A partir de avaliações de extratos vegetais de algumas espécies de Ryania (Flacourtiaceae), obteve-se êxito em sua utilização como inseticida natural, principalmente por apresentar longo período residual e baixa toxicidade para mamíferos. Os componentes ativos são encontra- dos nas raízes e nos caules das plantas, entre eles, o alcaloide rianodina A. L. Boiça Júnior et al. 173 apresenta como sítio-alvo os canais de cálcio, provocando nos insetos letargia, paralisia e morte. Outro inseticida botânico utilizado no passado foi a sabadila, um pó extraído das sementes de Schoenocaulon officinale (Liliaceae), que con- tém vários alcaloides, principalmente cevadina, veratridina e 3-veratroil. Essas substâncias atuam nas membranas das células nervosas, causando perda de função, paralisia e morte do inseto. A sabadila era utilizada no controle de tripes, piolhos e lagartas, apresentando efeito de ingestão e repelência. No entanto, devido à limitada persistência em campo, muitas aplicações eram necessárias para a regulação da população dos insetos. Embora tenham ocorrido avanços na síntese de moléculas com propriedades inseticidas, a competição por alimento com os insetos se agrava cada vez mais, mesmo com a intensificação no uso de agrotó- xicos nas culturas. Diante da necessária busca de novas substâncias no controle de pragas, em decorrência da capacidade adaptativa dos insetos às moléculas inseticidas, da diminuição na disponibilidade de moléculas sintéticas condizentes com as exigências da sociedade, por alimentos sem resíduos químicos e produzidos em conformidade ambiental, atualmente ressurgiu o interesse pelos ingredientes ativos provenientes dos vegetais como opção no controle de pragas agrícolas. As espécies vegetais das famílias Meliaceae, Rutaceae e Cneo- raceae possuem os limonoides (terpenos) como um dos principais compostos com ação inseticida. Essa substância também é conhecida por meliacina, devido a seu sabor amargo. Os limonoides têm atraído muita atenção pelas suas propriedades biológicas com ação nematicida e inseticida, contra vetores de doenças e pragas agrícolas. Dentre as espécies de plantas da família Meliaceae que possuem propriedades de controle de pragas, o nim (Azadirachta indica A. Juss.) e o cinanomo (Melia azedarach L.) são as espécies mais promissoras do ponto de vista entomológico (SCHMUTTERER, 1990). Diversos limonoides têm sido identificados nas folhas, caule, frutos e sementes, entretanto o composto azadiractina, de ocorrência restrita nessas espécies, tem maior potencial de uso contra os insetos. A azadiractina pode causar diversos efeitos sobre os insetos, como atividades fagoinibidora e comportamental; também interfere no A defesa das plantas ao ataque dos insetos 174 sistema neuroendócrino, comportando-se como análogo aos principais hormônios envolvidos na regulação do desenvolvimento e reprodução dos insetos, provocando anormalidades morfológicas e mortalidade. Embora a azadiractina cause efeitos deletérios nos insetos fi tófagos, do ponto de vista ecológico, não é prejudicial para o ecossistema, pelo fato de não ser tóxica a mamíferos e a insetos não alvos, tais como inimigos naturais e polinizadores, quando aplicados em níveis recomendados. Diante do exposto, nota-se que a natureza, principalmente os vegetais, pode fornecer respostas às indagações de como conciliar a produção agrícola com a sustentabilidade ambiental. Porém, para tal feito, é imperativo compreender que a solução dos problemas com a in- festação de pragas não se restringe apenas ao uso de compostos naturais ou sintetizados a partir de moléculas provenientes de espécies vegetais encontrados na natureza, mas da adoção de um conjunto de táticas de manejo de pragas já bem compreendidas e de outras à luz de novos co- nhecimentos. 5. Uso da Resistência de Plantas associada com outros métodos de controle no MIP Uma das principais vantagens da Resistência de Plantas é a pos- sibilidade de sua associação de forma harmoniosa com outros métodos de controle. Essa combinação de táticas permite não só a utilização de cultivares com alto nível de resistência, como também daquelas que expressam resistência moderada a insetos-praga. Nessa seção do capí- tulo, serão exemplifi cados alguns casos recentes do uso de cultivares resistentes integradas com o controle biológico, controle químico e com práticas culturais, com resultados satisfatórios no MIP. A utilização conjunta das táticas de controle por Resistência de Plantas e o Controle Biológico podem resultar em um índice de controle mais efi caz de insetos-praga. Como exemplo dessa combinação, Jesus et al. (2014) testaram o efeito de cultivares de algodoeiro em relação à atratividade e à capacidade predatória do percevejo predador Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae) por lagartas de A. L. Boiça Júnior et al. 175 S. frugiperda alimentadas com as respectivas cultivares avaliadas. Os autores verificaram que a atratividade da lagarta-militar por P. nigrispinus não foi influenciada. A predação de ninfas quanto de adultos e o ciclo de vida do percevejo predador foram maiores quando alimentados com lagartas criadas com folhas da cultivar transgênica NuOpal. Avaliando-se a combinação de cultivares de grão-de-bico (ICC 506EB e ICCV 10, resistentes; C235, moderadamente suscetível; e L 550, suscetível) com o bioinseticida Bacillus thuringiensis Berliner var. kurstaki no controle de H. armigera, Devi et al. (2011) observaram que o ciclo biológico da praga foi negativamente influenciado quando houve a adição do produto, sendo, portanto, uma tática adicional para ser utilizada no manejo da praga. Tinsley et al. (2012) avaliaram a associação de genótipos de soja (resistentes e suscetíveis) e de inseticida (com e sem a adição) à base de thiamethoxam e verificaram menor incidência do pulgão-da-soja A. glycines no tratamento constituído pelo genótipo resistente com o inse- ticida, o que resultou em incremento da produção de grãos. Em condições de campo e casa de vegetação, Simmons, Kousik e Levi (2010) avaliaram o uso da Resistência de Plantas associada com práticas culturais, utilizando superfície preta ou refletiva na incidência da mosca-branca em melancia. Foi observado número reduzido de adultos no tratamento composto pelo genótipo resistente PI 386015 com a cobertura refletiva. Os pesquisadores também verificaram que não houve efeito adverso na ocorrência do predador Delphastus catalinae (Horn, 1895) (Coleoptera: Coccinellidae) e do parasitoide Eretmocerus sp. (Hymenoptera: Aphelinidae). Esses agentes de controle biológico ocorreram em ambos os tratamentos com cobertura refletiva. Esses resul- tados demonstram que a Resistência de Plantas e o Controle Físico pela superfície refletiva podem ter efeito aditivo no manejo da mosca-branca em hortícolas, principalmente para aqueles produtores que utilizam a agricultura voltada para a produção orgânica. Recentemente, Boiça Júnior et al. (2015b) avaliaram os efeitos isolados e combinados de cultivares resistentes, inseticidasbotânicos e controle biológico para o manejo da traça-das-crucíferas P. xylostella na cultura do repolho e a seletividade ao parasitoide Oomyzus sokolowskii A defesa das plantas ao ataque dos insetos 176 (Kurdjumov, 1912) (Hemiptera: Eulophidae). A cultivar resistente Ruby Ball tratada com o extrato aquoso de Aspidosperma pyrifolium (Mart.) causou mortalidade de P. xylostella acima de 85%; o parasitismo por O. sokolowskii combinado com a ação dos extratos aquosos de A. pyrifolium e A. indica causaram mortalidade de 95%, independentemente da cultivar de repolho; no entanto, a cultivar resistente Matsukase Sakata tratada com os extratos de M. azedarach e A. indica afetou adversamente o de- senvolvimento do parasitoide. Isso demonstra a importância de também avaliar os efeitos dos extratos de plantas sobre os inimigos naturais, no caso da integração da Resistência de Plantas com controle biológico, a fi m de detectar possíveis efeitos antagonistas. Diante do exposto, observa-se que a utilização conjunta de cultiva- res resistentes com outros métodos de controle é uma estratégia aceitável no contexto do MIP. Essa integração e compatibilidade, possibilita maior efi ciência no controle do inseto, mantendo sua densidade populacional abaixo do nível de dano econômico, o que resulta na diminuição dos custos de seu controle, aumentando a sustentabilidade do agroecossistema e o incremento de produtividade. 6. Referências BOIÇA JÚNIOR, A.L.; SOUZA, B.H.S.; COSTA, E.N.; RIBEIRO, Z.A.; STOUT, M.J. Factors infl uencing antixenosis in soybean to Anticarsia gemmata- lis and Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae). Journal of Economic Entomology, Lanham, v.108, p.317-325, 2015a. BOIÇA JÚNIOR, A.L.; TORRES, A.L.; SOUZA, B.H.S.; SILVA, A.G.; BAR- ROS, R. Combination of resistant cultivars, botanical insecticides, and biological control for Plutella xylostella management on cabbage. African Journal of Agricultural Research, Nairobi, v.10, p.588-595, 2015b. BOWLES, D.J. Defense related proteins in higher plants. Annual Review of Biochemistry, Palo Alto, v.59, p.837-907, 1990. COSTA, E.N. 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