Avaliação do sistema imune e a detecção de endossimbiontes bacterianos em Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) provenientes de diferentes regiões do Brasil

Abstract

Spodoptera frugiperda é uma espécie polífaga, cujo estágio larval causa danos em plantações de milho, por exemplo, onde é responsável por causar perdas de mais de 38% da produção. A ampla diversidade de plantas hospedeiras que a lagarta-do-cartucho consegue se alimentar pode ser capaz de exercer diferentes respostas no ciclo biológico dela, podendo estimular ou inibir diversos mecanismos de defesa, dentre eles, o sistema imunológico, cuja resposta pode variar entre eventos celulares e humorais. O meio ambiente pode influenciar na modulação do sistema imune dos insetos e, microrganismos intestinais desempenham um papel crucial nessas respostas imunes e nos níveis de suscetibilidade a inseticidas. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar comparativamente os hemócitos de diferentes populações de S. frugiperda provenientes de regiões geográficas brasileiras distintas, bem como determinar a presença de endossimbiontes nestes insetos, buscando reconhecer diferenças entre estes aspectos que possam estar relacionados a suscetibilidade e/ou resistência dessa praga nos diferentes cenários agrícolas do milho no Brasil. A hemolinfa de lagartas de 10 (dez) populações de diferentes localidades brasileiras e de 1 (uma) população de laboratório foi coletada e processada para microscopia eletrônica de transmissão e citometria de fluxo, enquanto os intestinos destas lagartas foram processados para detecção de endossimbiontes por qPCR. Os resultados obtidos mostraram diferenças ultraestruturais nos hemócitos entre as populações de S. frugiperda investigadas, além de diferenças na viabilidade dos hemócitos de acordo com a região geográfica de origem. Com relação a detecção de endossimbiontes, os resultados revelaram que os alvos encontrados não estão presentes de maneira homogênea entre as populações estudadas, além de revelarem detecção de algumas bactérias na população replicada em laboratório. Assim, é possível concluir que a composição e viabilidade hemocitárias, somada a composição endossimbiótica de S. frugiperda podem modular a suscetibilidade e/ou resistência desta praga em culturas de milho de diferentes regiões geográficas do Brasil.

Spodoptera frugiperda is a polyphagous species whose larval stage causes damage to crops such as maize, where it is responsible for yield losses exceeding 38%. The broad diversity of host plants on which the fall armyworm can feed may elicit different responses throughout its life cycle, potentially stimulating or inhibiting various defense mechanisms, including the immune system, whose responses may vary between cellular and humoral events. Environmental factors can influence the modulation of the insect immune system, and gut microorganisms play a crucial role in these immune responses as well as in susceptibility to insecticides. Thus, the aim of this study was to comparatively evaluate the hemocytes of different populations of S. frugiperda from distinct Brazilian geographic regions, as well as to determine the presence of endosymbionts in these insects, in order to identify differences that may be associated with susceptibility and/or resistance of this pest in different maize production systems in Brazil. Hemolymph from larvae of ten populations from different Brazilian locations and one laboratory population was collected and processed for transmission electron microscopy and flow cytometry, while the intestines of these larvae were processed for endosymbiont detection by qPCR. The results revealed ultrastructural differences in hemocytes among the investigated S. frugiperda populations, as well as variations in hemocyte viability according to their geographic origin. Regarding endosymbiont detection, the results showed that the detected targets were not homogeneously distributed among the studied populations and also indicated the presence of certain bacteria in the laboratory-maintained population. In conclusion, hemocyte composition and viability, together with the endosymbiotic profile of S. frugiperda, may modulate the susceptibility and/or resistance of this pest in maize crops across different geographic regions of Brazil.