Caracterização e avaliação de acilaçúcar sintético no comportamento da mosca-branca Bemisia Tabaci (Gennadius, 1886) biótipo B (Hemiptera: Aleyrodidae) em tomateiro

Characterization and evaluation of synthetic acylsugar on the behavior of the whitefly Bemisia tabaci (Gennadius, 1886) b biotype (hemiptera: aleyrodidae) in tomato plant

CIÊNCIAS AGRÁRIAS

Caracterização e avaliação de acilaçúcar sintético no comportamento da mosca-branca Bemisia Tabaci (Gennadius, 1886) biótipo B (Hemiptera: Aleyrodidae) em tomateiro

Characterization and evaluation of synthetic acylsugar on the behavior of the whitefly Bemisia tabaci (Gennadius, 1886) b biotype (hemiptera: aleyrodidae) in tomato plant

Vanisse de Fátima Silva^I; Maria das Graças Cardoso^II; Jair Campos de Moraes^III; Flávio Araújo Pimentel^IV; Luciano Donizete Gonçalves^V; Danila Kelly Pereira Neri^VI

^IMestre em Agronomia - Departamento de Agricultura/DAG - Universidade Federal de Lavras/UFLA - Cx. P. 3037 - 37200-000 - Lavras, MG - [e-mail]

^IIDoutora em Química - Departamento de Química/DQI - Universidade Federal de Lavras/UFLA - Cx. P. 3037 - 37200-000 - Lavras, MG - [e-mail]

^IIIDoutor em Fitotecnia - Departamento de Entomologia/DEN - Universidade Federal de Lavras/UFLA - Cx. P. 3037 - 37200-000 - Lavras, MG - [e-mail]

^IVDoutor em Ciência dos Alimentos - Embrapa/CNPAT - Rua Doutora Sara Mesquita, 2270 - Planalto do Pici - Cx. P. 3761 - 6511-110 - Fortaleza, CE - [e-mail]

^VDoutor em Agronomia - Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais/EPAMIG - Rodovia MG 424, Km 64 - Zona Rural - 35715-000 - Prudente de Morais, MG - [e-mail]

^IVDoutora em Agronomia - Departamento de Agroecologia e Informática - Pesquisadora CNPq/FAPERN/CEFET-RN - Unidade de Ensino Descentralizada de Ipanguaçu, Povoado Base Física, Zona Rural, s/n - 59508-000 - Ipanguaçu, RN - [e-mail]

RESUMO

O cultivo de tomate é uma atividade de destaque no Brasil em termos de produção e consumo e os estados de Goiás, São Paulo e Minas Gerais são os principais produtores. Visando a desenvolver novos compostos com função inseticida, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de sintetizar acilaçúcares, aleloquímico presente nas folhas que conferem resistência natural ao tomateiro Lycopersicon pennellii e avaliar seus efeitos no comportamento da mosca-branca. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com cinco tratamentos e cinco repetições. Os ensaios consistiram dos seguintes tratamentos: plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com água pura (testemunha); plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com acilaçúcar 01 (sintetizado a partir de sacarose); plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com acilaçúcar 02 (sintetizado a partir da glicose com cloreto de zinco como catalisador); plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com acilaçúcar 03 (sintetizado a partir da glicose com acetato de sódio como catalisador) e plantas de tomate Lycopersicon pennellii pulverizadas com água pura. A concentração do composto utilizada foi de 0,05%. Os resultados obtidos mostraram que o acilaçúcar 03 reduz a oviposição do inseto no tomateiro. Todavia, se fazem necessários estudos mais detalhados para se avaliar melhor a ação desse composto sobre a mosca-branca.

Termos para indexação: Síntese orgânica, resistência, Lycopersicon pennellii.

ABSTRACT

Tomato plant growing is an important activity in Brazil both in production and in consumption, and the states of Goiás, São Paulo and Minas Gerais are the main producing states. In order to develop new products with insecticide activity, this work was developed with the aim synthesizing acylsugar, alelochemical present in the leaves that give natural resistance to the tomato plant Lycopersicon pennellii evaluating and its effects on the behavior of the whitefly. The layout used was a completely randomized design, with five treatments and five repetitions. The trials consisted of the following treatments: Santa Clara tomato plants cultivar sprayed with pure water (control); Santa Clara tomato plants cultivar sprayed with acylsugar 01 (synthesized starting from sucrose); Santa Clara plants of tomato cultivar sprayed with acylsugar 02 (synthesized starting from the glucose with chloride of zinc as catalyst); tomato plants Santa Clara cultivar sprayed with acylsugar 03 (synthesized starting from the glucose with acetate of sodium as catalyst) and tomato plants Lycopersicon pennellii splayed with pure water. The concentration of the composition used was of 0.05%. The results showed that the acylsugar 03 reduce the egg laying activity of the whitefly in the tomato plant. However, it seems necessary to deepen studies to evaluate the action of this product on the whitefly behavior.

Index terms: organic synthesis, resistance, Lycopersicon pennellii.

INTRODUÇÃO

O tomateiro (Lycopersicon spp.) é uma importante hortaliça, não só em termos de produção, como também, em valor econômico, sendo uma das mais consumidas e industrializadas (TOMATE, 1997). A ocorrência de pragas está entre os fatores que contribuem para a queda de produtividade do tomateiro. Entre elas destacam-se a mosca-branca e a traça do tomateiro.

A mosca-branca (Bemisia tabaci biótipo B) pode transmitir danos diretos e indiretos. Nos danos diretos provoca alterações no desenvolvimento vegetativo e reprodutivo da planta. Nos danos indiretos transmitem o geminivírus que afeta as plantas, causando distúrbios fisiológicos (TAVARES, 2002).

Algumas espécies selvagens de tomate como Lycopersicon pennellii (Correll ) D'Arcy, Lycopersicon peruvianum Mill. e Lycopersicon hirsutum Mill. são fontes de resistência a pragas (FRANÇA et al., 1996), sendo Lycopersicon pennellii, acesso 'LA 716', resistente inclusive à mosca-branca. Essa resistência acontece pela presença de aleloquímicos denominados acilaçúcares que são ésteres de glicose, sacarose e de grupos acilas, presentes nos tricomas glandulares tipo IV (BURKE et al., 1987; FOBES et al., 1985). Por isso, objetivou-se com este trabalho sintetizar e caracterizar quimicamente moléculas de acilaçúcares e, posteriormente, avaliar seus efeitos no comportamento da mosca-branca em plantas de tomateiro.

MATERIAL E MÉTODOS

Síntese das moléculas de acilaçúcares: Realizadas no Departamento de Química da Universidade Federal de Lavras, no período de janeiro a agosto de 2005.

a) Síntese do acilaçúcar 01 (a partir da sacarose): Colocaram-se para reagir 15g C₁₂H₂₂O₁₁(sacarose) + 7,5g CH₃COONa (acetato de sódio) + 75mL C₄H₆O₃ (anidrido acético). A mistura permaneceu em refluxo por 2 horas. Posteriormente, esta foi vertida em 500mL de água gelada com agitação magnética durante 1 hora e meia. Em seguida foi filtrada a vácuo e os cristais lavados com água fria. Estes foram colocados em um dessecador com P₂O₅ (pentóxido de fósforo) (SHRINER, 1983), obtendo-se assim os compostos sintéticos.

b) Síntese do acilaçúcar 02 (a partir da glicose com cloreto de zinco como catalisador): Colocaram-se para reagir 0,5g ZnCl₂ (cloreto de zinco) + 12,5mL C₄H₆O₃ (anidrido acético). A mistura permaneceu em refluxo por 5 a 10 minutos. Em seguida, foram adicionados lentamente, 2,5g C₆H₁₂O₆(glicose). Esta mistura permaneceu em refluxo por 1 hora. Posteriormente, esta foi vertida em 125mL de água gelada com agitação magnética por 1 hora e meia. Filtrou-se a vácuo e os cristais foram lavados com água fria (VOGEL, 1956) e recristalizados, utilizando-se o método de pares de solventes, descritos por Gonçalves et al. (1988), obtendo-se um rendimento médio de 3,5g.

c) Síntese do acilaçúcar 03 (a partir da glicose com acetato de sódio como catalisador): Colocaram-se para reagir 4g CH₃COONa (acetato de sódio) + 5g C₆H₁₂O₆(glicose)+ 25mL C₄H₆O₃(anidrido acético). A mistura permaneceu em refluxo por 2 horas e meia. Posteriormente esta foi vertida em 250mL de água gelada com agitação magnética por 1 hora e meia. Filtrou-se a vácuo e os cristais foram lavados com água fria (VOGEL, 1956). Para recristalização, utilizou-se a metodologia da síntese anterior, obtendo-se um rendimento médio de 7,0g.

Análises físico-químicas das moléculas de acilaçúcares

a) Temperatura de fusão (T_f), cromatografia de camada delgada (CCD) e infravermelho (IV). As T_f foram determinadas em aparelho modelo BUCHI 591. Para a realização da CCD, utilizaram-se placas de vidro com as dimensões de 2,50 x 10cm, preparadas com uma mistura de sílica gel G e clorofórmio na razão de 2:1. Os eluentes utilizados foram misturas binárias metanol/acetato de etila e metanol/hexano e a mistura trinária metanol/acetato de etila/hexano. Revelou-se em iodo e calcularam-se os valores de Rf (fator de retenção). Para caracterização dos grupos funcionais, utilizou-se espectrofotômetro de infravermelho Shimadzu FTIR modelo - 8201 A, empregando como suporte janelas de KBr.

b) Espectrometria de massa: As análises foram realizadas no Laboratório de Química da Universidade Federal de Viçosa. Os espectros foram obtidos em um aparelho CG/MSQP 5000 da Shimadzu, por inserção direta sob impacto eletrônico (70 eV). A faixa de varredura foi de 29 a 650m/z, com taxa de 0,50 scans/s e velocidade de varredura de 1000. A temperatura do injetor foi de 220⁰C.

Atividade biológica dos acilaçúcares no comportamento da mosca-branca: Realizada no Departamento de Entomologia da Universidade Federal de Lavras no período de janeiro a agosto de 2005. Os tratamentos testados foram: 1) plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com água pura (testemunha), 2) plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com acilaçúcar 01 (sintetizado a partir da sacarose), 3) plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com acilaçúcar 02 (sintetizado a partir da glicose com cloreto de zinco como catalisador), 4) plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com acilaçúcar 03 (sintetizado a partir da glicose com acetato de sódio como catalisador) e 5) plantas de tomate Lycopersicon pennellii pulverizadas com água pura. Foram utilizadas plantas de tomate cv. Santa Clara, por ser uma cultivar da espécie L. esculentum Mill., caracterizada por possuir baixo teor de acilaçúcar, sendo, portanto, susceptível à mosca-branca. Para a determinação da concentração de acilaçúcar sintético a ser utilizada, foram realizados testes preliminares. Estes consistiram nas pulverizações de 5 diferentes concentrações (0,20g, 0,25g, 0,5g, 0,75g, 1,00g) em plantas de tomate cv. Santa Clara. Verificou-se que a concentração mínima que afetou a oviposição da mosca-branca foi de 0,05%.

a) Teste de preferência com chance de escolha: Após vinte dias do transplante das plântulas, 25 vasos (5 repetições, 5 tratamentos) foram selecionados ao acaso e colocados em uma gaiola de 2 x 3 x 2m. Em seguida, adultos da mosca-branca, foram introduzidos no interior da gaiola por um período de 48 horas, na proporção de 70 indivíduos/planta. Este teste foi conduzido sob condições controladas (T= 30ºC ± 2ºC; UR= 70%± 10% e fotoperíodo= 12h). Decorridas 48 horas, retiraram-se os adultos liberados, e fez-se a contagem do número de ovos nos folíolos localizados nas posições mediana da 3ª ou 4ª folha a partir do ápice (TOSCANO et al., 2002).

Para verificar o efeito dos tratamentos na sobrevivência das ninfas, as folhas anteriormente avaliadas foram vistoriadas 14 dias após a liberação da mosca-branca, contando-se o número de ninfas de 3º e 4º ínstares.

b) Teste de preferência sem chance de escolha: Após vinte dias do transplante das plântulas, outros 25 vasos foram selecionados ao acaso e colocados individualmente em uma gaiola de (30 x 30 x 50cm). Em seguida, adultos de mosca-branca foram introduzidos no interior da gaiola, por um período de 48 horas, na proporção de 70 indivíduos/planta. Este teste foi conduzido sob condições controladas (T= 30ºC ± 2ºC; UR= 70%± 10% e fotoperíodo = 12h). Decorridas 48 horas, retiraram-se os adultos liberados e a avaliação da oviposição e sobrevivência das ninfas de modo semelhante ao anterior.

O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado com cinco tratamentos e cinco repetições. Para que apresentassem distribuição normal, os dados obtidos foram transformados em e submetidos à análise de variância por meio do programa estatístico Sisvar (FERREIRA, 2000). As médias foram comparadas pelo teste de Tukey (p < 0,05).

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Reações de síntese

Utilizando-se a sacarose ou a glicose, o mecanismo de reação foi o mesmo, ocorrendo uma substituição nucleofílica nos carbonos acila do anidrido acético. Pelos resultados obtidos, verifica-se que todos os carbonos dos açúcares foram acetilados, formando assim o octa-acetato de sacarose e o penta-acetato de glicose (α ou β).

Caracterização e identificação das moléculas de acilaçúcares

a) Temperatura de fusão(T_f), cromatografia de camada delgada (CCD) e infravermelho (IV): Observando os dados da Tabela 1 , esperava-se que os acilaçúcares 02 e 03 apresentassem a mesma T_f, pois são isômeros geométricos (α e β penta-acetato de glicose). A diferença pode ser explicada pelo uso dos catalisadores que, com a abertura do anel formam isômeros estruturais com T_f diferentes. A baixa T_f do acilaçúcar 01 (octa-acetato de sacarose), pode ser explicada pela baixa simetria e rigidez da molécula. Os valores de Rf (Tabela 1) são iguais para os acilaçúcares 02 e 03, confirmando novamente a estrutura dos mesmos. Segundo Vogel (1956), utilizando-se o catalisador CH₃COONa, é de se esperar uma maior proporção do acilaçúcar na configuração β e utilizando-se o catalisador ZnCl₂ uma maior proporção do acilaçúcar na configuração á.

As análises dos espectros de infravermelho dos acilaçúcares 01, 02 e 03 foram similares. Todos apresentaram os seguintes sinais: 2.963cm^-1, atribuído aos estiramentos simétricos e assimétricos dos grupos metilas (-CH₃) e dos grupos metínicos (-CH); 1.746-1.757cm^-1, característico do grupamento carbonila e 1.000-1.230cm^-1, atribuídos às vibrações C-O, característicos de vibrações simétricas de ésteres (SILVERSTEIN, 2000).

b) Espectrometria de massa: A completa acetilação da glicose foi deduzida a partir do íon molecular [M]⁺ em m/z 390. As intensidades relativas ao pico base foram: EM (70 eV), m/z (int. rel.): 390 ( [M]⁺, 1), 341 (1), 313 (1), 287 (1), 273 (11), 256 (1), 241 (1), 226(1), 213 (2), 197 (1), 167 (1), 149 (6), 147 (11), 129 (70), 111 (22), 97 (23), 85 (36), 83 (23), 71 (75), 69 (51), 57 (100), 55 (86). Para a sacarose, a formula molecular anteriormente proposta, foi deduzida a partir de [M - 73]⁺ em m/z 605 no espectro de massas. O possível caminho da fragmentação teve como base a formação de fragmentos iônicos comuns Apêndice C (Silverstein, 2000). As intensidades relativas ao pico base foram: EM (70 eV), m/z (int. rel.): 605 ([M]⁺, 1), 577 (1), 534 (1), 475 (1), 429 (1), 341 (1), 316 (6), 297 (4), 273 (19), 260 (32), 244 (3), 203 (5), 163 (3), 147 (13), 129 (60), 127 (13), 111 (20), 97 (21), 85 (33), 71 (67), 57 (100).

Atividade biológica do acilaçúcar em mosca-branca

a) Teste de preferência com chance de escolha: Pelos dados descritos na Tabela 2, observa-se em relação à testemunha, que os tratamentos 2 e 3 não tiveram efeito significativo na preferência da mosca-branca para oviposição. O número de ovos no tratamento 4, embora não difira dos tratamentos 2 e 3, é significativamente inferior ao valor registrado na testemunha. Tal efeito pode estar associado a maior concentração de um dos isômeros do composto (α ou β) formado durante o processo de síntese. No tratamento 5, as poucas moscas-brancas atraídas ficaram aderidas aos folíolos e acabaram morrendo antes de ovipositarem.

Em relação ao número médio de ninfas de 3º e 4º ínstar, não houve diferença significativa entre os tratamentos 2, 3 e 4 quando comparadas com a testemunha. Os compostos sintetizados não afetaram seu desenvolvimento.

b) Teste de preferência sem chance de escolha: Analisando os dados descritos na Tabela 3, observa-se novamente que a média do número de ovos do tratamento 4 foi significativamente menor, quando comparada à testemunha. Os resultados indicam que, mesmo sem condição de escolha de hospedeiro, o inseto reduziu a oviposição. Verificou-se, novamente, que a aplicação de acilaçúcar não afetou a sobrevivência das ninfas.

Resultados semelhantes foram obtidos por Liedl et al. (1995) que relataram uma redução na população de insetos adultos de Bemisia argentifolii (Homoptera: Aleyrodidae). Estes extraíram acilaçúcares do Lycopersicon pennellii e pulverizaram sobre as plantas, resultando em uma redução no número de ovos e de ninfas encontrados. Entretanto, os acilaçúcares não afetaram o desenvolvimento das ninfas.

Gonçalves et al. (2002) sintetizaram acilaçúcares e solubilizaram em acetona na concentração 0,04 M. Pulverizaram em folíolos de tomateiro e após realizou-se o teste de repelência ao ácaro Tetranychus urticae. Os resultados mostraram que a repelência ao ácaro em L. esculentum pulverizado com a solução foi superior à proporcionada pelos demais tratamentos (L. esculentum sem aplicação da solução e L. esculentum pulverizado com acetona pura); no entanto, os dados não diferiram da testemunha L. pennelli, confirmando assim a ação dos acilaçúcares na repelência ao ácaro.

CONCLUSÕES

O acilaçúcar sintético, penta-acetato de glicose, cujo catalizador foi o acetato de sódio, quando aplicados em plantas de tomateiro induzem a não-preferência para a oviposição de Bemisia tabaci biótipo B. Este é um composto que apresenta potencial para a utilização no manejo de Bemisia tabaci biótipo B em tomateiro comercial. Todavia se fazem necessários estudos mais aprofundados para avaliar melhor a extensão da ação desta classe de compostos sobre a mosca-branca.

AGRADECIMENTOS

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES, pela bolsa de estudos concedida durante o curso de Mestrado e ao CNPq pelo apoio financeiro e bolsas concedidas.

(Recebido em 9 de março de 2006 e aprovado em 26 de abril de 2007)

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  19 Nov 2008
• Data do Fascículo
  Out 2008

Histórico

• Recebido
  09 Mar 2006
• Aceito
  26 Abr 2007