Resposta bioquímica da lagarta da soja ao inibidor de protease benzamidina e seus efeitos no desenvolvimento pós-embrionário

Abstract

Dos seres vivos existentes, 72% são insetos, sendo que 50% destes são fitófagos. Na coevolução entre plantas e insetos, as plantas desenvolveram mecanismos de defesa contra o ataque de insetos. Dentre estes mecanismos destaca-se a produção de inibidores de protease. É postulado que, quando uma planta é atacada ou ferida, ela propicia um aumento nos níveis de inibidores de proteases na região ferida (resposta local) e ou por toda a planta (resposta sistêmica). Nesta interação inseto-planta, os insetos podem desenvolver mecanismos de defesa contra os inibidores de proteases produzidos pela planta. Esta possibilidade demanda um conhecimento mais elaborado do comportamento das enzimas proteolíticas do intestino médio dos insetos, a partir da ingestão crônica de inibidores de protease no momento do ataque à planta. Plantas de soja atacadas por larvas de Anticarsia gemmatalis (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) induzem, através da via das lipoxigenases, o aumento na síntese de inibidores de proteases, como uma forma de defesa ao ataque do inseto (FORTUNATO, 2001). Este inseto apresenta proteases tripsinas-like como enzimas digestivas (XAVIER, 2002). Tomando conhecimento destas informações e por ser a soja uma importante cultura para a economia brasileira, buscamos realizar a caracterização bioquímica e fisiológica do efeito do inibidor de tripsina benzamidina na digestibilidade protéica, crescimento e desenvolvimento de Anticarsia gemmatalis. Neste sentido, o presente trabalho baseou-se na determinação da digestibilidade e os efeitos no crescimento e desenvolvimento de larvas de A. gemmatalis, assim como a avaliação da atividade das proteases digestivas presentes no intestino médio da lagarta, quando alimentadas com o inibidor de tripsina benzamidina nas concentrações 0; 0,25; 0,50 e 0,75 (% p/p de dieta artificial). Verificamos, através do teste de Tukey (p < 0,05), que a adição de benzamidina alterou significativamente a digestibilidade do alimento proteico. Tal alteração está correlacionada com impactos negativos ocasionados na fase larval desse inseto, tais como aumento do ciclo larval, diminuição de ganho de peso e aumento da mortalidade. Verificamos que tanto a atividade proteolítica quanto a atividade amidásica apresentaram maiores índices em lagartas de 5o instar. Observamos também que a presença do inibidor alterou os perfis de atividades, sugerindo que os insetos, após a ingestão alta de inibidores de proteases, podem apresentar respostas de defesa através da hiperprodução de proteases sensíveis à benzamidina e/ou síntese de proteases insensíveis ao inibidor. Portanto, estes dados sugerem que a utilização de inibidores de protease possa ser uma estratégia promissora no controle de Anticarsia gemmatalis na cultura da soja.

From the existent beings living creatures, 72% are insects, and 50% of these are phytophagous. In the co-evolution between plants and insects, the plants developed defense mechanisms against the attack of insects. Among these mechanisms stand out the production of protease inhibitors. It is postulated that, when a plant is attacked or wounded, it propitiates an increase in the levels of proteases inhibitors in the wounded area (local answer) and or for the whole plant (systemic answer ). In this interaction insect-plant, the insects can develop defense mechanisms against the proteases inhibitors produced by the plant. This possibility demands an elaborated knowledge of the behavior of the proteolytic enzymes of the medium intestine of the insects, starting from the chronic ingestion of protease inhibitors in the moment of the attack to the plant. Soy plants attacked by larvas of Anticarsia gemmatalis (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) they induce, through the lipoxigenases way, the increase in the synthesis of proteases inhibitors, as a defense form to the attack of the insect (FORTUNATO, 2001). This insect presents proteases trypsin-like as digestive enzymes (XAVIER, 2002). Becoming aware of these informations and for being the soy an important culture for the Brazilian economy, we tried to accomplish the biochemical and physiologic characterization of the effect of the inhibitor of trypsin benzamidine in the proteic digestibility, growth and development of Anticarsia gemmatalis. In this way, the present work based on the determination of the digestibility and the effects in the growth and development of larvas of Anticarsia gemmatalis, as well as the evaluation of the activity of the present digestive proteases in the medium intestine of the caterpillar, when fed with the inhibitor of trypsin benzamidine in the concentrations 0; 0,25; 0,50 and 0,75 (% p/p of artificial diet). It was verified, through the test of Tukey (p <0,05), that the benzamidine addition altered the digestibility of the proteic food significantly. Such alteration is correlated with negative impacts caused in the larval phase of that insect, such as increase of the larval cycle, decrease of weight gain and increase of the mortality. It was verified that not only the proteolytic activity but also the starch activity presented larger indexes in caterpillars of 5th urge. It was also observed that the presence of the inhibitor altered the profiles of activities, suggesting that the insects, after the high ingestion of proteases inhibitors, they can present defense answers through the hyper-production of sensitive proteases to the benzamidine and/or synthesis of insensitive proteases to the inhibitor. Therefore, these data suggest that the use of protease inhibitors can be a promising strategy in the control of Anticarsia gemmatalis in the culture of the soy.