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Toxicidade de óleos essenciais e nanoemulsões de lamiáceas e poáceas para Spodoptera frugiperda e Chrysodeixis includens e para seus parasitoides Telenomus remus e Trichogramma pretiosum

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ODS 12: Consumo e produção responsáveis
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Resumo

A intensificação dos sistemas agrícolas e o uso intensivo de inseticidas sintéticos ampliaram os desafios no manejo de Spodoptera frugiperda e Chrysodeixis includens. Além de causar seleção de populações resistentes dessas pragas, esses compostos podem afetar organismos não-alvo e impactar negativamente o ambiente, reforçando a necessidade de novas medidas sustentáveis e compatíveis com inimigos naturais a serem empregadas em programas de manejo desses noctuídeos. Os óleos essenciais (OEs) e nanoformulações botânicas têm emergido como medidas promissoras devido à elevada diversidade química, aos múltiplos modos de ação e ao potencial de compatibilidade com inimigos naturais. Esta tese reúne seis manuscritos nos quais se investigou o potencial inseticida de OEs e nanoemulsões de espécies das famílias Lamiaceae e Poaceae sobre S. frugiperda e C. includens, bem como sua seletividade para os parasitoides de ovos Telenomus remus e Trichogramma pretiosum. Inicialmente, foi avaliada a toxicidade por aplicação tópica e por ingestão de OEs de Origanum vulgare, Cymbopogon flexuosus, Cymbopogon winterianus e Ocimum basilicum, bem como de seus compostos majoritários, em S. frugiperda e C. includens. Em ambas as espécies, a toxicidade variou em função da composição química dos OEs, da toxicidade dos compostos majoritários e da via de exposição, sendo esses compostos frequentemente mais tóxicos que os respectivos OEs. Em seguida, foram investigados os efeitos letais e subletais dos OEs sobre parâmetros biológicos, reprodutivos e demográficos dos dois noctuídeos por meio de análises de tabela de vida. As concentrações subletais comprometeram o desenvolvimento, a sobrevivência, a fecundidade, a longevidade e os parâmetros populacionais, reduzindo o crescimento populacional dessas espécies. Em C. includens, os OEs de O. basilicum e C. flexuosus alteraram a dinâmica populacional, enquanto alterações morfológicas observadas em adultos tratados com O. basilicum evidenciaram efeitos subletais sobre o desenvolvimento dos insetos. Posteriormente, foi avaliada a toxicidade de OEs e nanoemulsões botânicas sobre S. frugiperda e sua seletividade para os parasitoides de ovos de T. remus e T. pretiosum. As nanoemulsões potencializaram a atividade inseticida dos OEs contra lagartas de S. frugiperda e apresentaram baixa toxicidade para os parasitoides durante seus estágios imaturos no interior dos ovos do hospedeiro. Em contraste, fêmeas adultas de ambas as espécies apresentaram elevada suscetibilidade após exposição direta. Adicionalmente, o OE de O. basilicum apresentou efeitos transgeracionais sobre T. remus, mantendo compatibilidade parcial durante seus estágios imaturos, além de apresentar elevada toxicidade para S. frugiperda. De modo geral, os 7 resultados demonstraram que os OEs e suas nanoemulsões apresentam elevado potencial para o manejo sustentável desses lepidópteros-praga, combinando atividade inseticida e seletividade dependente da fase de exposição dos parasitoides de ovos. Entretanto, estudos adicionais em condições de semicampo e campo ainda são necessários para validar sua eficácia e seu possível uso em programas de manejo desses lepidópteros-praga.

Abstract

The intensification of agricultural systems and the extensive use of synthetic insecticides have increased the challenges associated with the management of Spodoptera frugiperda and Chrysodeixis includens. In addition to selecting resistant populations of these pests, these compounds may adversely affect non-target organisms and negatively impact the environment, reinforcing the need for new sustainable management strategies compatible with natural enemies for incorporation into management programs targeting these noctuid pests. Essential oils (EOs) and botanical nanoformulations have emerged as promising alternatives due to their high chemical diversity, multiple modes of action, and potential compatibility with natural enemies. This dissertation comprises six manuscripts investigating the insecticidal potential of EOs and nanoemulsions derived from species of the families Lamiaceae and Poaceae against S. frugiperda and C. includens, as well as their selectivity toward the egg parasitoids Telenomus remus and Trichogramma pretiosum. Initially, the toxicity of EOs from Origanum vulgare, Cymbopogon flexuosus, Cymbopogon winterianus, and Ocimum basilicum, as well as their major constituents, was evaluated against S. frugiperda and C. includens through topical application and ingestion. In both species, toxicity varied according to the chemical composition of the EOs, the toxicity of their major constituents, and the route of exposure, with the major constituents frequently exhibiting greater toxicity than their corresponding EOs. Subsequently, the lethal and sublethal effects of the EOs on the biological, reproductive, and demographic parameters of both noctuid species were investigated using life table analyses. Sublethal concentrations impaired development, survival, fecundity, longevity, and population parameters, thereby reducing the population growth of both species. In C. includens, the EOs of O. basilicum and C. flexuosus altered population dynamics, whereas morphological changes observed in adults treated with O. basilicum provided evidence of sublethal effects on insect development. Subsequently, the toxicity of EOs and botanical nanoemulsions against S. frugiperda and their selectivity toward the egg parasitoids T. remus and T. pretiosum were evaluated. The nanoemulsions enhanced the insecticidal activity of the EOs against S. frugiperda larvae while exhibiting low toxicity toward the parasitoids during their immature development within host eggs. In contrast, adult females of both parasitoid species were highly susceptible following direct exposure. Additionally, the EO of O. basilicum induced transgenerational effects on T. remus, maintaining partial compatibility during its immature developmental stages while also exhibiting high toxicity against S. frugiperda. Overall, the 9 results demonstrated that EOs and their nanoemulsions have considerable potential for the sustainable management of these lepidopteran pests by combining insecticidal activity with selectivity that depends on the exposure stage of egg parasitoids. Nevertheless, additional semifield and field studies are still required to validate their efficacy and potential incorporation into integrated management programs for these lepidopteran pests.

Descrição

Área de concentração

Entomologia

Linha de pesquisa

Manejo Integrado de Pragas

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

Marca

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Procedência

Impacto da pesquisa

Resumen

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SANDRIA DÍAZ, Alejandro. Toxicidade de óleos essenciais e nanoemulsões de lamiáceas e poáceas para Spodoptera frugiperda e Chrysodeixis includens e para seus parasitoides Telenomus remus e Trichogramma pretiosum. 2026. 219 p. Tese (Doutorado em Entomologia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.

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