Investigação da indução de metabólitos em soja [Glycine max (L.) Merr.] frente à herbivoria por Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (lepidoptera: noctuidae)

dc.contributor.advisor1Wouters, Felipe Christoff
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4392349445398645
dc.contributor.authorCosta, Josicleia Oliveira
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9469985968777626
dc.date.accessioned2025-06-16T13:01:18Z
dc.date.issued2025-04-04
dc.description.abstractSoybean (Glycine max (L.) Merrill) is a crop of great economic and nutritional importance, widely cultivated in Brazil and around the world. However, its cultivation faces significant challenges, with pest attacks being one of the main threats to productivity. Among these pests, the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), stands out due to its high adaptability and resistance to traditional control methods, such as the use of insecticides. This insect is capable of attacking plants from the early developmental stages to the reproductive phases, compromising both yield and crop quality. The intensive use of insecticides has had negative impacts on the agroecosystem, which drives the search for more sustainable strategies, such as studying the natural resistance of plants and the metabolites involved in this interaction. In this study, the induction of metabolites in young and old soybean leaves at different vegetative stages (VC, V2, and V5) subjected to herbivory by S. frugiperda was investigated. Through untargeted metabolomic analysis, performed by UHPLC-Q-TOF-MS/MS, it was possible to identify and annotate a variety of primary and secondary metabolites, with a focus on fatty acids, phenolic acids, and terpenoids. The results showed that the VC and V2 stages were the most responsive to stress caused by herbivory, exhibiting greater metabolic changes. In contrast, the V5 stage showed less metabolic induction, with compounds exclusively related to primary metabolism. At the same time, the effect of induced resistance in the different vegetative stages on the biological development of S. frugiperda was assessed. For this, the plants were subjected to previous herbivory experiments, and in bioassays, the caterpillars were fed with previously induced leaves. The parameters analyzed included larval, pupal, and adult weights, as well as leaf consumption. The results revealed that the VC and V2 stages had a significant impact on the development of S. frugiperda. At the VC stage, there was a substantial reduction in pupal and adult weights, while at the V2 stage, there was a significant decrease in larval and adult mass. On the other hand, the V5 stage was more susceptible, allowing more favorable caterpillar development, without significant changes in the biological parameters evaluated. These findings reinforce that leaf age and plant development stage directly influence both the magnitude of the metabolic induction response and the development of S. frugiperda, highlighting the importance of considering these variables in the sustainable management of agricultural pests.eng
dc.description.resumoA soja (Glycine max (L.) Merrill) é uma cultura de grande relevância econômica e nutricional, amplamente cultivada no Brasil e no mundo. Contudo, seu cultivo enfrenta desafios significativos, sendo o ataque de pragas uma das principais ameaças à produtividade. Entre essas pragas, a lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), destaca-se pela alta capacidade de adaptação e resistência aos métodos tradicionais de controle, como o uso de inseticidas. Esse inseto é capaz de atacar as plantas desde os estágios iniciais de desenvolvimento até as fases reprodutivas, comprometendo tanto o rendimento quanto a qualidade das lavouras. O uso intensivo de inseticidas tem gerado impactos negativos no agroecossistema, o que motiva a busca por estratégias mais sustentáveis, como o estudo da resistência natural das plantas e dos metabólitos envolvidos nessa interação. Neste trabalho, investigou-se a indução de metabólitos em folhas jovens e velhas de soja em diferentes estágios vegetativos (VC, V2 e V5) da soja submetidas à herbivoria por S. frugiperda. Por meio da análise metabolômica não direcionada, realizada por UHPLC-Q-TOF-MS/MS, foi possível identificar e anotar uma diversidade de metabólitos primários e secundários, com destaque para ácidos graxos, ácidos fenólicos e terpenoides. Os resultados demonstraram que os estágios VC e V2 foram os mais responsivos ao estresse causado pela herbivoria, apresentando maiores alterações metabólicas. Em contrapartida, o estágio V5 exibiu menor indução metabólica, com compostos exclusivamente relacionados ao metabolismo primário. Paralelamente, avaliou-se o efeito da resistência induzida nos diferentes estágios vegetativos no desenvolvimento biológico de S. frugiperda. Para isso, as plantas foram submetidas a experimentos de herbivoria prévia, e, em bioensaios, as lagartas foram alimentadas com folhas previamente induzidas. Os parâmetros analisados incluíram peso larval, pupal e adulto e o consumo foliar. Os resultados revelaram que os estágios VC e V2 tiveram um impacto significativo no desenvolvimento de S. frugiperda. No estágio VC, houve uma redução expressiva nos pesos de pupas e dos adultos, enquanto no estágio V2 observou-se uma diminuição significativa na massa larval e do adulto. Por outro lado, o estágio V5 mostrou-se mais suscetível, permitindo um desenvolvimento mais favorável das lagartas, sem alterações significativas nos parâmetros biológicos avaliados. Esses achados reforçam que a idade da folha e o estágio de desenvolvimento da planta influenciam diretamente tanto a magnitude da resposta de indução metabólica quanto o desenvolvimento de S. frugiperda, evidenciando a importância de considerar essas variáveis no manejo sustentável de pragas agrícolas.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationCOSTA, Josicleia Oliveira. Investigação da indução de metabólitos em soja [Glycine max (L.) Merr.] frente à herbivoria por Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (lepidoptera: noctuidae). 2025. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22218.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22218
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectMetabolômicapor
dc.subjectInduçãopor
dc.subjectSojapor
dc.subjectEcologia químicapor
dc.subjectMetabolomiceng
dc.subjectInductioneng
dc.subjectChemical ecologyeng
dc.subjectSoybeaneng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.titleInvestigação da indução de metabólitos em soja [Glycine max (L.) Merr.] frente à herbivoria por Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (lepidoptera: noctuidae)por
dc.title.alternativeInvestigation of metabolite induction in soya [Glycine max (L.) Merr.] in response to herbivory by Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (lepidoptera: noctuidae)eng
dc.typeTese

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