Effect of Azadirachta indica (Sapindales: Meliaceae) Oil on the Immune System of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) Immatures

Abstract

The insect immune system includes several mechanisms responsible for defending against pathogens, parasites, and parasitoids. Some botanical insecticides, such as Azadirachta indica oil, cause changes in the immune system of various insect species. Spodoptera frugiperda is an important agricultural pest; thus, knowledge about the effect of neem oil on the immune system of this species can assist in its management. This study aimed to evaluate the effect of A. indica oil on the immune system of S. frugiperda. Caterpillars (2–3 mg) were placed individually in containers (50 ml) with approximately 10 g of diet, containing 125, 250, and 500 ppm of neem oil with propanone; the control group received only the propanone diet. In four experiments, the total number of hemocytes, the phagocytic activity, the activity of lysozyme-like enzymes, and phenoloxidase activity were measured in caterpillars at the end of the sixth instar. The total number of hemocytes in insects exposed to neem oil was 21% lower than in the control group. The percentage of cells that phagocyted the latex beads was similar among the caterpillars that ingested the different concentrations. The mean diameter of cell lysis halos was reduced only at concentrations of 125 and 250 ppm. Absorbance did not differ between treatments. Knowing that this oil reduces the number of circulation cells and the activity of lysozyme-like enzymes is of great importance to design control strategies, once the neem oil could be added to other biological agents for mortality reducing the chances of this insect surviving in the environment.

O sistema imune nos insetos inclui uma série de mecanismos que são responsáveis por defendê-lo frente a patógenos, parasitos e parasitoides. Alguns inseticidas vegetais, como o óleo de Azadirachta indica, causam alterações no sistema imune de várias espécies de insetos. Spodoptera frugiperda é uma importante praga agrícola, assim, o conhecimento sobre o efeito do óleo de nim no sistema imune dessa espécie pode auxiliar no manejo deste inseto. Este estudo objetivou avaliar o efeito do óleo de A. indica sobre o sistema imune de S. frugiperda. Lagartas com 2 a 3 mg foram colocadas, individualmente, em frascos (50 ml) com aproximadamente 10 g de dieta, contendo 125, 250 e 500 ppm de óleo de nim com propanona, além do grupo controle que recebeu a dieta apenas com propanona. Em quatro experimentos foram avaliados, em lagartas no final do sexto ínstar, o número total de hemócitos, a atividade fagocítica, a atividade das enzimas tipo lisozima e da atividade da fenoloxidase. Constatou-se uma redução de 21% do número total de hemócitos naqueles insetos expostos ao óleo de nim em relação ao grupo controle. A porcentagem das células que fagocitaram as esferas de látex foi semelhante entre as lagartas que ingeriram as diferentes concentrações. O diâmetro médio dos halos de lise celular foi reduzido somente nas concentrações de 125 e 250 ppm. A absorbância não diferiu entre os tratamentos. Saber que esse óleo reduz o número de células circulantes e a atividade de enzimas tipo lisozima é de grande importância para traçar estratégias de controle, uma vez que o óleo de nim pode ser adicionado a outros agentes biológicos de mortalidade, reduzindo as chances desse inseto sobreviver no ambiente.