Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-07-08T17:05:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Bernardo do Rego Belmonte_Mestrado.pdf: 1797925 bytes, checksum: 7816587bf6318d594398ab8d0d619d73 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-08T17:05:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Bernardo do Rego Belmonte_Mestrado.pdf: 1797925 bytes, checksum: 7816587bf6318d594398ab8d0d619d73 (MD5) Previous issue date: 2015-07-30 / FACEPE / Lectinas são proteínas que apresentam atividade inseticida, sendo capazes de interferir na alimentação, desenvolvimento, reprodução e sobrevivência de insetos. Sitophilus zeamais, conhecido como gorgulho-do-milho, destaca-se como uma das principais pragas de grãos armazenados no Brasil e causa danos aos grãos de milho, trigo, sorgo e arroz. Myracrodruon urundeuva (aroeira-do-sertão) é uma árvore, madeira de lei, amplamente distribuída no Brasil. O presente trabalho avaliou os efeitos deletérios de extratos e lectinas isoladas da entrecasca (MuBL) e do cerne (MuHL) de M. urundeuva sobre o gorgulho-do-milho. Para determinação da atividade inseticida, a amostra foi incorporada a discos de farinha de trigo que serviram como dieta para os insetos durante 7 dias. As faixas de concentração testadas foram: 4 a 20 mg do extrato da entrecasca por g de farinha de trigo, 14 a 70 mg/g (extrato do cerne), 0,6 a 3,0 mg/g (MuBL) e 1,4 a 7,0 mg/g (MuHL). Após o término do bioensaio, foi avaliada a taxa de mortalidade e os seguintes parâmetros nutricionais: índice de deterrência alimentar (IDA), taxa de consumo relativo (TCR), taxa de ganho relativo de biomassa (TGB) e eficiência na conversão do alimento ingerido (ECAI). Em seguida, foram realizados ensaios com o extrato da entrecasca, extrato do cerne, MuBL e MuHL em concentrações de 20 mg/g, 70 mg/g, 3 mg/g e 7 mg/g, respectivamente, e após 7 dias, extratos de intestino dos insetos foram obtidos e avaliados quanto às atividades de protease, celulases (endoglucanase, exoglucanase, β-glicosidase), fosfatases (ácida e alcalina) e α-amilase. As dietas contendo os extratos de entrecasca e do cerne não induziram mortalidade dos insetos em um período de 7 dias de experimento, bem como não exerceram efeito deterrente sobre os insetos. Contudo, ambos os extratos interferiram nos parâmetros nutricionais dos insetos. Em todos os tratamentos com os extratos houve redução da biomassa corporal, uma vez que os valores de TGB foram negativos. Os valores de ECAI também foram negativos, variando de -3% a -70%. Com relação à TCR, os valores não foram significativamente diferentes (p > 0,05) que no controle, corroborando com a ausência de efeito deterrente. A comparação entre as concentrações testadas e os valores obtidos para os parâmetros nutricionais revela que o extrato da casca foi mais efetivo que o extrato do cerne. MuBL não induziu mortalidade em 7 dias, mas afetou a incorporação da dieta pelos insetos, como evidenciado pelos valores negativos de TGB e ECAI. Os valores de TCR foram maiores que no grupo controle, indicando a ausência de efeito deterrente. MuHL apresentou efeito deterrente variando de 44,82% (fraca) a 89,65% (forte) de acordo com a concentração e afetou fortemente a nutrição dos insetos, com valores de ECAI chegando a -360%. Uma vez que todas as amostras testadas apresentaram efeitos antinutricionais, as atividades de enzimas digestivas em insetos do grupo controle e que ingeriram os extratos e as lectinas foram avaliadas. A ingestão do extrato da entrecasca não resultou em alteração significativa (p > 0,05) das atividades de protease, fosfatase ácida, fosfatase alcalina e β-glicosidase. Já as atividades de endoglucanase, exoglucanase e α-amilase foram maiores em relação ao controle. Os insetos que ingeriram o extrato do cerne apresentaram atividades de protease, endoglucanase, exoglucanase e α-amilase menores em comparação ao controle enquanto a atividade de fosfatase ácida foi maior. No tratamento com MuBL, as atividades de fosfatase ácida e α-amilase foram menores em relação ao controle. Por outro lado, as atividades de protease, endoglucanase e exoglucanase foram maiores. No tratamento com MuHL, as atividades de fosfatase alcalina, fosfatase ácida e exoglucanase foram menores em relação ao controle. Em conclusão, extratos e lectinas de entrecasca e cerne de M. urundeuva exerceram efeitos antinutricionais sobre adultos de S. zeamais, apresentando potencial para uso no controle dos danos causados por esse inseto-praga. / Lectins are proteins with insecticidal activity able to interfere with the feeding, development, reproduction and survival of insects. Sitophilus zeamais, known as maize weevil, stands out as one of the main stored grain pests in Brazil and causes damage to maize, wheat, sorghum and rice. Myracrodruon urundeuva (aroeira-do-sertão) is a hardwood tree broadly distributed in Brazil. The present work evaluated the deleterious effects of extracts and lectins isolated from the bark (MuBL) and heartwood (MuHL) of M. urundeuva against the maize weevil. For determination of insecticidal activity, the sample was incorporated into wheat flour disks that served as diet for the insects during 7 days. The concentration ranges tested were: 4–20 mg of bark extract per gram of wheat flour, 14–70 mg/g (heartwood extract), 0.6-3.0 mg/g (MuBL) and 1.4-7.0 mg/g (MuHL). After the end of bioassay, it was evaluated the mortality rate and the following nutritional parameters: feeding deterrence index (FDI), relative consumption rate (RCR), relative biomass gain rate (BGR) and efficiency in conversion of ingested food (ECIF). Next, it was performed assays with the bark extract, heartwood extract, MuBL and MuHL at concentrations of 20 mg/g, 70 mg/g, 3 mg/g and 7 mg/g, respectively, and after 7 days, extracts from insects gut were obtained and evaluated for the activities of protease, cellulases (endoglucanase, exoglucanase, β-glucosidase), phosphatases (acid and alkaline) and α-amylase. The diets containing the bark and heartwood extracts did not induce mortality of the insects in a period of 7 days of assay as well as did not exert deterrent effect on the insects. However, both extracts interfered with the nutritional parameters of the insects. In all treatments with the extracts, there was a reduction of body biomass since the values of BGR were negative. The values of ECIF were also negative, ranging from -3% to -70%. Concerning RCR, the values were not significantly (p > 0.05) from control, corroborating the absence of deterrent effect. The comparison between the tested concentrations and the values obtained for the nutritional parameters reveal that the bark extract was more effective than the heartwood extract. MuBL did not induce mortality in 7 days but affected the incorporation of the diet by the insects, as evidenced by the negative values of BGR and ECIF. The RCR values were higher than in control group indicating the absence of deterrent effect. MuHL showed deterrent effect ranging from 44.82% (weak) to 89.65% (strong) according to the concentration and affected strongly the insect nutrition, with ECIF values reaching -360%. Since all the tested samples showed antinutritional effects, the activities of digestive enzymes from insects of control group and that ingested the extracts and lectins were evaluated. The ingestion of bark extract did not result in significant alteration (p > 0.05) of the activities of protease, acid and alkaline phosphatases and β-glucosidase. However, the activities of endoglucanase, exoglucanase and α-amylase were higher concerning control. The insects that ingested the heartwood extract showed protease, endoglucanase, exoglucanase and α-amylase activities lower than in control while the activity of acid phosphatase was higher. In treatment with MuBL, the acid phosphatase and α-amylase activities were lower than in control. On the other hand, the activities of protease, endoglucanase and exoglucanase were higher. In the treatment with MuHL, the activities of alkaline and acid phosphatases and of exoglucanase were lower than in control. In conclusion, the extracts and lectins from bark and heartwood of M. urundeuva exerted antinutritional effects on S. zeamais adults, showing potential for use in control of the damages caused by this insect pest.

Sementes de feijão são freqüentemente infestadas por diferentes insetos-praga incluindo Zabrotes subfasciatus, Callosobruchus maculatus e Acanthocelides obtectus. Estratégias visando o controle do ataque desses insetos têm sido desenvolvidas através do estudo de substâncias tóxicas e/ou proteínas antinutricionais que atuem sobre o desenvolvimento destes insetos. Os inibidores protéicos de α-amilases presentes em leguminosas como o feijão comum, bem como em sementes de cereais como o trigo, têm a capacidade de inibir a α-amilase de Z. subfasciatus. O estudo do mecanismo de interação entre os inibidores e as enzimas digestivas de insetos pode propiciar o delineamento de inibidores potentes que atuariam especificamente contra essas pragas. O estudo da interação do inibidor de trigo 0.19 e com a α-amilase de Z. subfasciatus desenvolvido neste trabalho demonstra a atuação de vários componentes de força na superfície de interação entre a enzima e o inibidor, garantindo a estabilidade do complexo. A presença de pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas e ligações iônicas foram evidenciadas. Através da análise da seqüência primaria de outros inibidores de cereais, foi verificado que o inibidor de α-amilase de trigo denominado 0.53 e o inibidor de cevada possivelmente atuam da mesma maneira sobre a α- amilase do inseto. Estes resultados tornam esses inibidores protéicos potenciais candidatos à transformação de plantas de feijão visando o controle do desenvolvimento de Z. subfasciatus durante seu estágio larval. / Several insects included Callosobruchus maculatus, Acanthocelides obtectus and Zabrotes subfasciatus have frequently infest bean seeds. Strategies for the control of these predators have been developed through the study of toxic substances and antinutritional factors, which act on the development of these insects. Proteinaceus Inhibitors of α-amylases present in varieties of beans, as well as in wheat seeds have been demonstrated to be active to the α-amylase of Z. subfasciatus. The study of the mechanism of interaction between these inhibitors and the digestive enzymes can promote a powerful inhibitor that acts specifically against these insect-pest. Studies on the interaction of the inhibitor of wheat kernels 0.19 and Z. subfasciatus α-amylase demonstrated the performance of some intermolecular forces on the surface of the enzyme-inhibitor interaction giving the stability to the complex. The presence of hydrogen bond, hydrophobic interactions and saline bridges had been showed . The analysis of the primary sequences of inhibitors from other cereals allowed to verify that the wheat amylase inhibitor 0.53 and the barley inhibitor possibly act by the same way on the insect a-amylase. These results make these proteinaceus inhibitors potential candidates to be used on the plant transformation for the control of the development of Z. subfasciatus during of larval stage.

Sementes de feijão são freqüentemente infestadas por diferentes insetos-praga incluindo Zabrotes subfasciatus, Callosobruchus maculatus e Acanthocelides obtectus. Estratégias visando o controle do ataque desses insetos têm sido desenvolvidas através do estudo de substâncias tóxicas e/ou proteínas antinutricionais que atuem sobre o desenvolvimento destes insetos. Os inibidores protéicos de α-amilases presentes em leguminosas como o feijão comum, bem como em sementes de cereais como o trigo, têm a capacidade de inibir a α-amilase de Z. subfasciatus. O estudo do mecanismo de interação entre os inibidores e as enzimas digestivas de insetos pode propiciar o delineamento de inibidores potentes que atuariam especificamente contra essas pragas. O estudo da interação do inibidor de trigo 0.19 e com a α-amilase de Z. subfasciatus desenvolvido neste trabalho demonstra a atuação de vários componentes de força na superfície de interação entre a enzima e o inibidor, garantindo a estabilidade do complexo. A presença de pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas e ligações iônicas foram evidenciadas. Através da análise da seqüência primaria de outros inibidores de cereais, foi verificado que o inibidor de α-amilase de trigo denominado 0.53 e o inibidor de cevada possivelmente atuam da mesma maneira sobre a α- amilase do inseto. Estes resultados tornam esses inibidores protéicos potenciais candidatos à transformação de plantas de feijão visando o controle do desenvolvimento de Z. subfasciatus durante seu estágio larval. / Several insects included Callosobruchus maculatus, Acanthocelides obtectus and Zabrotes subfasciatus have frequently infest bean seeds. Strategies for the control of these predators have been developed through the study of toxic substances and antinutritional factors, which act on the development of these insects. Proteinaceus Inhibitors of α-amylases present in varieties of beans, as well as in wheat seeds have been demonstrated to be active to the α-amylase of Z. subfasciatus. The study of the mechanism of interaction between these inhibitors and the digestive enzymes can promote a powerful inhibitor that acts specifically against these insect-pest. Studies on the interaction of the inhibitor of wheat kernels 0.19 and Z. subfasciatus α-amylase demonstrated the performance of some intermolecular forces on the surface of the enzyme-inhibitor interaction giving the stability to the complex. The presence of hydrogen bond, hydrophobic interactions and saline bridges had been showed . The analysis of the primary sequences of inhibitors from other cereals allowed to verify that the wheat amylase inhibitor 0.53 and the barley inhibitor possibly act by the same way on the insect a-amylase. These results make these proteinaceus inhibitors potential candidates to be used on the plant transformation for the control of the development of Z. subfasciatus during of larval stage.