Prospecção de substâncias orgânicas e de formulações do óleo essencial de Pogostemon cablin Benth. (Lamiaceae) para o controle de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae)

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Main Author: Pompermayer, Katiane
Publication Date: 2023
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
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Summary: The fall armyworm Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) is an insect with highly destructive potential for crops, which in recent years has assumed a wide geographic distribution, which justifies the search for new molecules to your control. In this study, three approaches were employed in order to search for new tactics for the management of this insect: i) the toxicity of 5 synthetic organic substances, previously selected through computational screening because they complexed with the ecdysone receptor, were evaluated; ii) the sublethal effect of the essential oil (EO) of Pogostemon cablin (Blanco) Benth (Lamiaceae) on the life cycle of S. frugiperda in a food intake assay was determined; iii) the toxicity of a nanoemusion of P. cablin EO and of an inclusion complex of β-cyclodextrin (β-CD) with P. cablin EO in a food intake assay was studied. Of the substances selected for complexing with the nuclear ecdysone receptor, the substance ZINC15969575 obtained a significant reduction in the mass of insects and changes in morphometric parameters, such as: reduction in body length, length and width of the head capsule. From this approach, it can be concluded that the substance ZINC15969575 can be used as a model for the synthesis of new molecules to be used for the control of S. frugiperda. P. cablin EO was highly toxic to S. frugiperda caterpillars (LC50 = 0.42 ± 0.014; LC90 = 0.79 ± 0.049 µg de OE/mL de dieta). It is noteworthy that this EO was more toxic than the positive control, neem oil. Furthermore, when analyzing the effect of sublethal doses (LC50 = 0.42 ± 0.014; LC25 = 0.30 ± 0.0143 µg de OE/mL de dieta) on the life cycle of the insect, it was verified: increase in the larval period, reduction in the mass of the pupae, reduction in the emergence rate of adults and reduction in the fecundity of mated females. With regard to the EO formulations, no significant difference was found for the toxicity of the nanoemulsified EO and its natural form. However, there is a reduction in the toxicity of EO when complexed with β-CD. It is possible that β-CD prevented the release of compounds present in the EO with insecticidal activity. New tests with a view to evaluating the potential of the P. cablin EO nanoemulsion under semi-field and field conditions should be conducted.
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In this study, three approaches were employed in order to search for new tactics for the management of this insect: i) the toxicity of 5 synthetic organic substances, previously selected through computational screening because they complexed with the ecdysone receptor, were evaluated; ii) the sublethal effect of the essential oil (EO) of Pogostemon cablin (Blanco) Benth (Lamiaceae) on the life cycle of S. frugiperda in a food intake assay was determined; iii) the toxicity of a nanoemusion of P. cablin EO and of an inclusion complex of β-cyclodextrin (β-CD) with P. cablin EO in a food intake assay was studied. Of the substances selected for complexing with the nuclear ecdysone receptor, the substance ZINC15969575 obtained a significant reduction in the mass of insects and changes in morphometric parameters, such as: reduction in body length, length and width of the head capsule. From this approach, it can be concluded that the substance ZINC15969575 can be used as a model for the synthesis of new molecules to be used for the control of S. frugiperda. P. cablin EO was highly toxic to S. frugiperda caterpillars (LC50 = 0.42 ± 0.014; LC90 = 0.79 ± 0.049 µg de OE/mL de dieta). It is noteworthy that this EO was more toxic than the positive control, neem oil. Furthermore, when analyzing the effect of sublethal doses (LC50 = 0.42 ± 0.014; LC25 = 0.30 ± 0.0143 µg de OE/mL de dieta) on the life cycle of the insect, it was verified: increase in the larval period, reduction in the mass of the pupae, reduction in the emergence rate of adults and reduction in the fecundity of mated females. With regard to the EO formulations, no significant difference was found for the toxicity of the nanoemulsified EO and its natural form. However, there is a reduction in the toxicity of EO when complexed with β-CD. It is possible that β-CD prevented the release of compounds present in the EO with insecticidal activity. New tests with a view to evaluating the potential of the P. cablin EO nanoemulsion under semi-field and field conditions should be conducted.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) é um inseto com potencial altamente destrutivo para as lavouras, e que nos últimos anos tem assumido ampla distribuição geográfica, o que justifica a busca por novas moléculas para o seu controle. Nesse estudo foram empregadas três abordagens visando à busca por novas táticas para o manejo desse inseto: i) avaliou se a toxicidade de 5 substâncias orgânicas sintéticas, previamente selecionadas por meio de triagem computacional por se complexarem ao receptor de ecdisona; ii) foi determinado o efeito subletal do óleo essencial (OE) de Pogostemon cablin (Blanco) Benth (Lamiaceae) sobre o ciclo de vida de S. frugiperda em ensaio de ingestão alimentar; iii) estudou-se a toxicidade de uma nanoemulsão do OE de P. cablin e de um complexo de inclusão de β-ciclodextrina (β-CD) com o OE de P. cablin em ensaio de ingestão alimentar. Das substâncias selecionadas por se complexar ao receptor nuclear de ecdisona, a substância ZINC15969575 causou redução significativa na massa dos insetos e alterações nos parâmetros morfométricos, tais como: redução do comprimento do corpo, comprimento e largura da cápsula cefálica. Dessa abordagem, pode-se concluir que a substância ZINC15969575 pode ser usada como modelo para a síntese de novos moléculas a serem empregadas para o controle de S. frugiperda. O OE de P. cablin apresentou-se altamente tóxico para lagartas de S. frugiperda (CL50 = 0,42 ± 0,014; CL90 = 0,79 ± 0,049 µg de OE/mL de dieta). Destacase que esse OE foi mais tóxico do que o controle positivo, óleo de neem. Ademais, ao se analisar o efeito de doses subletais (CL50 = 0,42 ± 0,014; CL25 = 0,30 ± 0,0143 µg de OE/mL de dieta) sobre o ciclo de vida do inseto verificou-se: aumento do período larval, redução da massa das pupas, redução da taxa de emergência dos adultos e redução na fecundidade das fêmeas acasaladas. No que se refere as formulações do OE não foi constatada diferença significativa para a toxicidade do OE nanoemulsionado e em sua forma natural. Todavia, destaca-se redução da toxicidade do OE quando complexado a β-CD. É possível que a β-CD tenha impedido a liberação dos compostos presentes no OE com atividade inseticida. Novos ensaios com vistas a avaliar o potencial da nanoemulsão do OE de P. cablin em condições de semi-campo e campo devem ser conduzidos.Universidade Tecnológica Federal do ParanáSanta HelenaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Recursos Naturais e SustentabilidadeUTFPRAlves, Dejane Santoshttps://orcid.org/0000-0002-9975-1626http://lattes.cnpq.br/2618374563932861Alves, Dejane Santoshttps://orcid.org/0000-0002-9975-1626http://lattes.cnpq.br/2618374563932861Oliveira, Daian Guilherme Pinto dehttps://orcid.org/0000-0002-4627-7086http://lattes.cnpq.br/8667507421821894Oliveira, Denilson Ferreira dehttps://orcid.org/0000-0001-9326-8716http://lattes.cnpq.br/9893459724365714Marucci, Rosangela Cristinahttps://orcid.org/0000-0002-9103-0103http://lattes.cnpq.br/3218387865990829Pompermayer, Katiane2023-06-10T17:09:31Z2023-06-10T17:09:31Z2023-05-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPOMPERMAYER, Katiane. Prospecção de substâncias orgânicas e de formulações do óleo essencial de Pogostemon cablin Benth. (Lamiaceae) para o controle de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae). 2023. Dissertação (Mestrado em Recursos Naturais e Sustentabilidade) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Santa Helena, 2023.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31549porhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2023-06-11T06:08:20Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/31549Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2023-06-11T06:08:20Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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