Visando explorar o potencial bioativo de plantas da família Solanaceae como fonte alternativa para o manejo de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), a lagarta-do-cartucho-do-milho, realizou-se, primeiramente, uma triagem de extratos etanólicos preparados de diferentes partes de 25 espécies vegetais. Após sete dias de exposição das lagartas em dietas tratadas, constatou-se que os extratos etanólicos de folhas de Acnistus arborscens e de Datura stramonium, na concentração de 4.000 mg kg -1, foram os mais promissores causando inibição do ganho de peso de 97,85 e 95,72%, respectivamente. A seguir, foi realizado um fracionamento biomonitorado, a partir do qual, a fração diclorometânica foi selecionada como a mais ativa para essas duas espécies, causando efeito subletal (inibição do ganho do peso) e letal (mortalidade), porém este inferior ao causado pela formulação comercial Azamax® 1,2 EC (controle positivo). Em sequencia, foi possível estimar as concentrações letais para as frações diclorometânicas durante o período de 168 horas. Em relação ao efeito sobre o desenvolvimento do inseto, os extratos etanólicos foram testados na concentração de 4.000 mg kg -1 e as frações diclorometânicas na concentração letal mediana (4.088 e 3.694 mg kg -1 para D. stramonium e A. arborescens, respectivamente). Na fase larval, os extratos etanólicos de D. stramonium e A. arborescens ocasionaram 77,50 e 62,50% de mortalidade, respectivamente, e, além disso, ambos os tratamentos causaram alongamento dessa fase, e mortalidade, deformidade e redução do peso pupal. A fração diclorometânica de A. arborescens proporcionou 100% de mortalidade das lagartas expostas, enquanto a mortalidade em D. stramonium foi 83,19% e, as lagartas necessitaram de 41,75 dias para atingir a fase pupa, que apresentou baixo peso (158,60 mg) e altas deformidades (40%) em comparação ao controle (255,90 mg e 8,26%, respectivamente). Além disso, as frações diclorometânicas ocasionaram atividade fagodeterrente nas CL25, CL50 e CL90. Novamente, utilizando-se a fração diclorometânica, foi realizado novo fracionamento, e após sete dias de exposição das lagartas neonatas, todas as subfrações ocasionaram efeitos subletais. Com isso, tornaram-se necessárias novas investigações químicas a fim de se compreender o (s) composto (os) responsável (is) pela bioatividade, porém a complexidade de algumas subfrações não permitiu uma caracterização química. Ainda assim, foi constatada nas subfrações acetato de etila e metanólica de D. stramonium a presença de compostos pertencentes à classe dos vitanolidos. Dessa forma, os derivados de Solanaceae apresentam potencial bioativo passíveis de serem estudados mais profundamente visando ao emprego dos mesmos no manejo de S. frugiperda. / Aiming to explore the bioactive potential of Solanaceae plants as alternative resources for the management of Spodoptera frugiperda (Lepitoptera: Noctuidae), the fall armyworm, it was performed, firstly, a screening of ethanolic extracts prepared from different parts of 25 plant species. After seven days of exposure of caterpillars to treated diets, it was verified that ethanolic extracts of Acnistus arborscens and Datura stramonium leaves in the concentration of 4,000 mg kg-1 were the most promising, causing an inhibition of 97.85% and 95.72%, respectively, in weight gain. After this, a bioguided fractionation was performed, from which the dichloromethane fraction was selected as the most active in both species, causing sublethal (inhibition of weight gain) and lethal (mortality) effects, although both were less effective than the Azamax® 1,2 EC commercial formulation (positive control). Following the previous step, it was possible to estimate the lethal concentrations for dichloromethane fraction during the period of 168 hours. In relation to the effect on the insect development, the ethanolic extracts were tested in the concentration of 4,000 mg kg-1 and the dichloromethane fractions in their median lethal concentrations (4,088 and 3,694 mg kg-1 for D. stramonium and A. arborescens, respectively). In the larval phase, ethanolic extracts of D. stramonium and A. arborescens lead to 77.50% and 62.50% of mortality, respectively, and both treatments lead to the elongation of this phase, mortality, deformity and pupal weight reduction. The dichloromethane fraction of A. arborescens lead to 100% of mortality of the exposed caterpillars, while mortality of D. stramonium was 83.19%, and the caterpillars needed 41.75 days to reach the pupal stage, which presented low weight (158.60 mg) and were highly deformed (40%) in comparison with the negative control (255.90 mg and 8.26%, respectively). Furthermore, the dichloromethane lead to antifeedant activity in CL25, CL50 and CL90. Once again, using the dichloromethane fraction, another fractionation was performed, and after seven days of exposure of neonates caterpillars, all subfractions lead to sublethal effects. Therefore, new chemical evaluations are necessary to understand the compounds responsible for bioactivity, however, the complexity of some subfractions did not permit chemical characterization. Nevertheless, it was verified in the ethyl acetate and methanolic subfractions of D. stramonium the presence of withanolides compounds. Therefore, derivatives of Solanaceae present bioactive potential that may be liable for further evaluation aiming their employment in the management of S. frugiperda.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de frações (em hexano, diclorometano, acetato de etila e hidroalcoólica) de extratos etanólicos de Trichilia pallida Swartz, Trichilia pallens C.DC. e Toona ciliata M. Roemer sobre Spodoptera frugiperda (J. E. Smith), e isolar, identificar e avaliar o efeito dos compostos dessas três meliáceas sobre o desenvolvimento e o metabolismo do inseto, com ênfase para o limonoide cedrelona. As frações causaram baixa mortalidade, mas houve grande redução de peso das lagartas com as frações em diclorometano de folhas e de ramos de T. pallida, de ramos de T. pallens e de folhas e de frutos de T. ciliata, além de maior duração da fase larval, redução do peso de pupas e alteração dos índices nutricionais, sendo a fração de ramos de T. pallida a de maior efeito tóxico e com fagodeterrência secundária, e a fração de folhas de T. ciliata sem efeito tóxico, mas apresentando fagodeterrência possivelmente primária. A partir da fração em diclorometano de frutos de T. ciliata obteve-se um triglicerídeo; da fração em acetato de etila de ramos de T. ciliata obteve-se o flavonoide (+/-)-catequina; da fração em hexano de folhas de T. pallida obteve-se o triterpeno damaradienol e da fração em diclorometano de ramos de T. pallens obteve-se a cumarina escopoletina. O triglicerídeo e a escopoletina causaram pequena mortalidade e redução de peso das lagartas por ingestão, enquanto a catequina causou apenas redução de peso. Por contato, a escopoletina também afetou a sobrevivência. O limonoide cedrelona, isolado do extrato bruto em hexano de caules de T. ciliata, apresentou o maior efeito, tanto por ingestão quanto por contato. Por ingestão, os valores estimados de CL50, CL90 e CE50 para a cedrelona aplicada sobre a dieta foram 365,33, 659,62 e 95,02 ppm, respectivamente, e após incorporação na dieta, os valores foram 119,05, 491,14 e 45,13 ppm, respectivamente. A cedrelona causou fagodeterrência em teste com chance de escolha e redução no consumo foliar no teste sem chance de escolha. A ingestão de cedrelona causou menor peso de lagartas e de pupas, aumento da duração da fase larval e da mortalidade de modo dose dependente, com efeitos subletais observados a partir de 24 ppm. Lagartas de quarto ínstar que ingeriram dieta contendo cedrelona a 300 ppm tiveram redução na eficiência de conversão do alimento ingerido (ECI) e digerido (ECD) e na taxa de crescimento relativo (RGR), enquanto o custo metabólico (MC), a taxa metabólica relativa (RMR) e a digestibilidade aproximada (AD) aumentaram, e a taxa de consumo relativo (RCR) não foi alterada, indicando efeitos tóxicos pós-ingestão e efeito fagodeterrente secundário, com a maior parte do alimento assimilado sendo utilizada no metabolismo. A atividade de proteases no mesêntero das lagartas que ingeriram dieta contendo cedrelona foi reduzida, assim como a quantidade de grupos heme, relacionados às monoxigenases do citocromo P450, enquanto a atividade de glutationa-S-transferases não foi alterada. A atividade de acetilcolinesterase no extrato enzimático de lagartas inteiras aumentou. A bioatividade da cedrelona e os possíveis modos de ação são discutidos. / This work was carried out to evaluate the effect of fractions (in hexane, dichloromethane, ethyl acetate and hydroalcoholic) of ethanolic extracts of Trichilia pallida Swartz, Trichilia pallens C.DC. and Toona ciliata M. Roemer to Spodoptera frugiperda (J.E. Smith ), and to isolate, identify and evaluate the effect of the compounds from the three Meliaceae on the larvae development and metabolism, with emphasis on the cedrelone limonoid. The fractions caused low mortality, but there was a great reduction in weight of larvae with dichloromethane leaves and stems fractions of T. pallida, stems of T. pallens and leaves and fruits of T. ciliata, in addition to longer duration of the larval stage, pupae weight reduction and changes on nutritional indices. The fraction of T. pallida stems caused the highest toxic effects and secondary phagodeterence, and the fraction of T. ciliata leaves showed probably primary phagodeterrence, but no toxic effect. From the dichloromethane fraction of T. ciliata fruits was obtained a triglyceride (unidentified), from the ethyl acetate fraction of T. ciliata stems was obtained the flavonoid (+/-)-catechin, from the hexane fraction of T. pallida leaves was obtained the triterpene dammaradienol and from the dichloromethane fraction of T. pallens stems was obtained the coumarin scopoletin. Scopoletin and triglyceride caused low mortality and larval weight reduction after ingestion, catechin caused only larval weight reduction. Scopoletin either affect survival by contact. The limonoid cedrelone, isolated from the crude hexane extract of stems of T. ciliata, was the most effective compound, either by ingestion or by contact. After ingestion, the estimated LC50, LC90 and EC50 values for cedrelone applied onto the diet were 365.33, 659.62 and 95,02 ppm, respectively, and after diet incorporation, the values were119.05, 491.14 and 45.13 ppm, respectively. Cedrelone caused feeding deterrence on choice test and reduced leaf consumption in the no-choice test. Cedrelone intake caused low weight gain by larvae and pupae, increased mortality and duration of larval stage in a dose-dependent manner, with sublethal effects observed at 24 ppm. Fourth instar larvae that ingested diet containing 300 ppm cedrelone showed reduced efficiency conversion of ingested (ECI) and digested food (ECD), reduced relative growth rate (RGR), increased metabolic cost (MC), relative metabolic rate (RMR) and approximatte digestibility (AD), but no change in relative consumption rate (RCR), suggesting toxic effects post ingestion and secondary phagodeterrence, in which most of the assimilated food was used in metabolism. The protease activity in the midgut of the larvae that ingested diet containing 300 ppm of cedrelone was reduced, as well the amount of heme groups related to cytochrome P450 monoxygenases in the midgut, but there was no change in the glutathione S-transferases activity. , There was an increase of acetylcholinesterase activity in the larvae bodies. Cedrelone bioactivity and the possible modes of action are discussed.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de frações (em hexano, diclorometano, acetato de etila e hidroalcoólica) de extratos etanólicos de Trichilia pallida Swartz, Trichilia pallens C.DC. e Toona ciliata M. Roemer sobre Spodoptera frugiperda (J. E. Smith), e isolar, identificar e avaliar o efeito dos compostos dessas três meliáceas sobre o desenvolvimento e o metabolismo do inseto, com ênfase para o limonoide cedrelona. As frações causaram baixa mortalidade, mas houve grande redução de peso das lagartas com as frações em diclorometano de folhas e de ramos de T. pallida, de ramos de T. pallens e de folhas e de frutos de T. ciliata, além de maior duração da fase larval, redução do peso de pupas e alteração dos índices nutricionais, sendo a fração de ramos de T. pallida a de maior efeito tóxico e com fagodeterrência secundária, e a fração de folhas de T. ciliata sem efeito tóxico, mas apresentando fagodeterrência possivelmente primária. A partir da fração em diclorometano de frutos de T. ciliata obteve-se um triglicerídeo; da fração em acetato de etila de ramos de T. ciliata obteve-se o flavonoide (+/-)-catequina; da fração em hexano de folhas de T. pallida obteve-se o triterpeno damaradienol e da fração em diclorometano de ramos de T. pallens obteve-se a cumarina escopoletina. O triglicerídeo e a escopoletina causaram pequena mortalidade e redução de peso das lagartas por ingestão, enquanto a catequina causou apenas redução de peso. Por contato, a escopoletina também afetou a sobrevivência. O limonoide cedrelona, isolado do extrato bruto em hexano de caules de T. ciliata, apresentou o maior efeito, tanto por ingestão quanto por contato. Por ingestão, os valores estimados de CL50, CL90 e CE50 para a cedrelona aplicada sobre a dieta foram 365,33, 659,62 e 95,02 ppm, respectivamente, e após incorporação na dieta, os valores foram 119,05, 491,14 e 45,13 ppm, respectivamente. A cedrelona causou fagodeterrência em teste com chance de escolha e redução no consumo foliar no teste sem chance de escolha. A ingestão de cedrelona causou menor peso de lagartas e de pupas, aumento da duração da fase larval e da mortalidade de modo dose dependente, com efeitos subletais observados a partir de 24 ppm. Lagartas de quarto ínstar que ingeriram dieta contendo cedrelona a 300 ppm tiveram redução na eficiência de conversão do alimento ingerido (ECI) e digerido (ECD) e na taxa de crescimento relativo (RGR), enquanto o custo metabólico (MC), a taxa metabólica relativa (RMR) e a digestibilidade aproximada (AD) aumentaram, e a taxa de consumo relativo (RCR) não foi alterada, indicando efeitos tóxicos pós-ingestão e efeito fagodeterrente secundário, com a maior parte do alimento assimilado sendo utilizada no metabolismo. A atividade de proteases no mesêntero das lagartas que ingeriram dieta contendo cedrelona foi reduzida, assim como a quantidade de grupos heme, relacionados às monoxigenases do citocromo P450, enquanto a atividade de glutationa-S-transferases não foi alterada. A atividade de acetilcolinesterase no extrato enzimático de lagartas inteiras aumentou. A bioatividade da cedrelona e os possíveis modos de ação são discutidos. / This work was carried out to evaluate the effect of fractions (in hexane, dichloromethane, ethyl acetate and hydroalcoholic) of ethanolic extracts of Trichilia pallida Swartz, Trichilia pallens C.DC. and Toona ciliata M. Roemer to Spodoptera frugiperda (J.E. Smith ), and to isolate, identify and evaluate the effect of the compounds from the three Meliaceae on the larvae development and metabolism, with emphasis on the cedrelone limonoid. The fractions caused low mortality, but there was a great reduction in weight of larvae with dichloromethane leaves and stems fractions of T. pallida, stems of T. pallens and leaves and fruits of T. ciliata, in addition to longer duration of the larval stage, pupae weight reduction and changes on nutritional indices. The fraction of T. pallida stems caused the highest toxic effects and secondary phagodeterence, and the fraction of T. ciliata leaves showed probably primary phagodeterrence, but no toxic effect. From the dichloromethane fraction of T. ciliata fruits was obtained a triglyceride (unidentified), from the ethyl acetate fraction of T. ciliata stems was obtained the flavonoid (+/-)-catechin, from the hexane fraction of T. pallida leaves was obtained the triterpene dammaradienol and from the dichloromethane fraction of T. pallens stems was obtained the coumarin scopoletin. Scopoletin and triglyceride caused low mortality and larval weight reduction after ingestion, catechin caused only larval weight reduction. Scopoletin either affect survival by contact. The limonoid cedrelone, isolated from the crude hexane extract of stems of T. ciliata, was the most effective compound, either by ingestion or by contact. After ingestion, the estimated LC50, LC90 and EC50 values for cedrelone applied onto the diet were 365.33, 659.62 and 95,02 ppm, respectively, and after diet incorporation, the values were119.05, 491.14 and 45.13 ppm, respectively. Cedrelone caused feeding deterrence on choice test and reduced leaf consumption in the no-choice test. Cedrelone intake caused low weight gain by larvae and pupae, increased mortality and duration of larval stage in a dose-dependent manner, with sublethal effects observed at 24 ppm. Fourth instar larvae that ingested diet containing 300 ppm cedrelone showed reduced efficiency conversion of ingested (ECI) and digested food (ECD), reduced relative growth rate (RGR), increased metabolic cost (MC), relative metabolic rate (RMR) and approximatte digestibility (AD), but no change in relative consumption rate (RCR), suggesting toxic effects post ingestion and secondary phagodeterrence, in which most of the assimilated food was used in metabolism. The protease activity in the midgut of the larvae that ingested diet containing 300 ppm of cedrelone was reduced, as well the amount of heme groups related to cytochrome P450 monoxygenases in the midgut, but there was no change in the glutathione S-transferases activity. , There was an increase of acetylcholinesterase activity in the larvae bodies. Cedrelone bioactivity and the possible modes of action are discussed.

Visando explorar o potencial bioativo de plantas da família Solanaceae como fonte alternativa para o manejo de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), a lagarta-do-cartucho-do-milho, realizou-se, primeiramente, uma triagem de extratos etanólicos preparados de diferentes partes de 25 espécies vegetais. Após sete dias de exposição das lagartas em dietas tratadas, constatou-se que os extratos etanólicos de folhas de Acnistus arborscens e de Datura stramonium, na concentração de 4.000 mg kg -1, foram os mais promissores causando inibição do ganho de peso de 97,85 e 95,72%, respectivamente. A seguir, foi realizado um fracionamento biomonitorado, a partir do qual, a fração diclorometânica foi selecionada como a mais ativa para essas duas espécies, causando efeito subletal (inibição do ganho do peso) e letal (mortalidade), porém este inferior ao causado pela formulação comercial Azamax® 1,2 EC (controle positivo). Em sequencia, foi possível estimar as concentrações letais para as frações diclorometânicas durante o período de 168 horas. Em relação ao efeito sobre o desenvolvimento do inseto, os extratos etanólicos foram testados na concentração de 4.000 mg kg -1 e as frações diclorometânicas na concentração letal mediana (4.088 e 3.694 mg kg -1 para D. stramonium e A. arborescens, respectivamente). Na fase larval, os extratos etanólicos de D. stramonium e A. arborescens ocasionaram 77,50 e 62,50% de mortalidade, respectivamente, e, além disso, ambos os tratamentos causaram alongamento dessa fase, e mortalidade, deformidade e redução do peso pupal. A fração diclorometânica de A. arborescens proporcionou 100% de mortalidade das lagartas expostas, enquanto a mortalidade em D. stramonium foi 83,19% e, as lagartas necessitaram de 41,75 dias para atingir a fase pupa, que apresentou baixo peso (158,60 mg) e altas deformidades (40%) em comparação ao controle (255,90 mg e 8,26%, respectivamente). Além disso, as frações diclorometânicas ocasionaram atividade fagodeterrente nas CL25, CL50 e CL90. Novamente, utilizando-se a fração diclorometânica, foi realizado novo fracionamento, e após sete dias de exposição das lagartas neonatas, todas as subfrações ocasionaram efeitos subletais. Com isso, tornaram-se necessárias novas investigações químicas a fim de se compreender o (s) composto (os) responsável (is) pela bioatividade, porém a complexidade de algumas subfrações não permitiu uma caracterização química. Ainda assim, foi constatada nas subfrações acetato de etila e metanólica de D. stramonium a presença de compostos pertencentes à classe dos vitanolidos. Dessa forma, os derivados de Solanaceae apresentam potencial bioativo passíveis de serem estudados mais profundamente visando ao emprego dos mesmos no manejo de S. frugiperda. / Aiming to explore the bioactive potential of Solanaceae plants as alternative resources for the management of Spodoptera frugiperda (Lepitoptera: Noctuidae), the fall armyworm, it was performed, firstly, a screening of ethanolic extracts prepared from different parts of 25 plant species. After seven days of exposure of caterpillars to treated diets, it was verified that ethanolic extracts of Acnistus arborscens and Datura stramonium leaves in the concentration of 4,000 mg kg-1 were the most promising, causing an inhibition of 97.85% and 95.72%, respectively, in weight gain. After this, a bioguided fractionation was performed, from which the dichloromethane fraction was selected as the most active in both species, causing sublethal (inhibition of weight gain) and lethal (mortality) effects, although both were less effective than the Azamax® 1,2 EC commercial formulation (positive control). Following the previous step, it was possible to estimate the lethal concentrations for dichloromethane fraction during the period of 168 hours. In relation to the effect on the insect development, the ethanolic extracts were tested in the concentration of 4,000 mg kg-1 and the dichloromethane fractions in their median lethal concentrations (4,088 and 3,694 mg kg-1 for D. stramonium and A. arborescens, respectively). In the larval phase, ethanolic extracts of D. stramonium and A. arborescens lead to 77.50% and 62.50% of mortality, respectively, and both treatments lead to the elongation of this phase, mortality, deformity and pupal weight reduction. The dichloromethane fraction of A. arborescens lead to 100% of mortality of the exposed caterpillars, while mortality of D. stramonium was 83.19%, and the caterpillars needed 41.75 days to reach the pupal stage, which presented low weight (158.60 mg) and were highly deformed (40%) in comparison with the negative control (255.90 mg and 8.26%, respectively). Furthermore, the dichloromethane lead to antifeedant activity in CL25, CL50 and CL90. Once again, using the dichloromethane fraction, another fractionation was performed, and after seven days of exposure of neonates caterpillars, all subfractions lead to sublethal effects. Therefore, new chemical evaluations are necessary to understand the compounds responsible for bioactivity, however, the complexity of some subfractions did not permit chemical characterization. Nevertheless, it was verified in the ethyl acetate and methanolic subfractions of D. stramonium the presence of withanolides compounds. Therefore, derivatives of Solanaceae present bioactive potential that may be liable for further evaluation aiming their employment in the management of S. frugiperda.