Arroz pode prender e matar Spodoptera frugiperda em espiguetas

Plantas de arroz podem prender e matar lagartas jovens de Spodoptera frugiperda durante a fase de florescimento. Pesquisadores da Universidade do Arkansas documentaram o fenômeno em espiguetas de arroz. O mecanismo envolve tricomas não glandulares e o fechamento natural da espigueta após a antese. A descoberta aponta uma possível defesa física da planta contra herbívoros em estruturas reprodutivas.

O estudo partiu de uma observação feita durante experimentos com arroz e Spodoptera frugiperda. Larvas de segundo ínstar foram encontradas mortas dentro das espiguetas. Os pesquisadores conduziram quatro experimentos com arroz do tipo selvagem, Oryza sativa japonica cv. Kitaake. Os ensaios avaliaram a exposição de lagartas a panículas, bioensaios em placas de Petri, testes de escolha e análise de compostos voláteis emitidos pelas panículas. As lagartas usadas no estudo vieram de criação comercial e receberam dieta à base de gérmen de trigo até o segundo ínstar.

Primeiro experimento

No primeiro experimento, os cientistas colocaram 30 larvas de segundo ínstar em uma panícula de arroz com folha bandeira, no início da antese. Após 48 horas, 50% das lagartas ficaram presas nas panículas. A presença da folha bandeira não impediu a migração das larvas para as estruturas reprodutivas.

Segundo experimento

No segundo experimento, os autores usaram panículas com floretes em antese e panículas em estádio pastoso em placas de Petri. Cada placa recebeu uma lagarta de segundo ínstar, mantida por 24 horas. O resultado repetiu o padrão observado nas plantas. Cerca de 53% das larvas ficaram presas. Segundo os autores, quando a lagarta tentou se alimentar da panícula, aproximadamente metade dos indivíduos morreu em até 48 horas, com ou sem material foliar disponível.

Imagens do estudo mostram a sequência proposta pelos autores. A larva entra na espigueta durante a antese, tenta acessar o florete e fica retida entre as estruturas cobertas por tricomas. Depois, a espigueta se fecha de forma natural após a antese. Esse movimento prende a lagarta e leva à morte.

Terceiro experimento

O terceiro ensaio avaliou a possível atração das lagartas por voláteis florais. As larvas mostraram preferência por panículas com floretes em comparação com panículas em estádio pastoso, embora o resultado tenha ficado no limite estatístico informado pelos autores. O teste apresentou qui-quadrado de 6,2, dois graus de liberdade e P igual a 0,05. Para os pesquisadores, o resultado fornece evidência adicional sobre o possível papel dos voláteis florais na orientação das lagartas até a panícula.

A análise por microscopia eletrônica de varredura indicou dano no corpo da larva após a separação da espigueta. Imagens mostram tricomas na espigueta, a larva presa e deformação no segmento anterior do inseto. Os cientistas atribuíram o dano à pressão mecânica do fechamento da espigueta e à presença de tricomas densos. Eles também levantaram a hipótese de participação do ângulo de inserção dos tricomas no aprisionamento.

A observação foi validada em outras duas linhagens de arroz. Os pesquisadores testaram a cultivar convencional Diamond, usada no centro-sul dos Estados Unidos, e a linhagem GSOR 302684, descrita como rica em tricomas. Ambas apresentaram efeito semelhante.

Quarto experimento

No quarto experimento, os pesquisadores coletaram voláteis de panículas com floretes logo após a antese e de panículas em estádio pastoso, duas a três semanas após a antese. A coleta durou seis horas. A análise ocorreu por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas. As emissões totais e a média de voláteis foram maiores nas panículas com floretes.

Os compostos encontrados apenas em panículas com floretes incluíram dodecano, etilhexanal e um álcool não identificado. O etilhexanol apareceu nos dois estádios, mas em quantidade duas vezes maior nas panículas com floretes. Os autores especulam que esses compostos podem participar da atração de Spodoptera frugiperda para os floretes. Depois da aproximação, a larva fica presa pelos tricomas.

Para os pesquisadores, os tricomas presentes nas espiguetas podem atuar como sistema de defesa contra insetos, em especial contra alimentadores florais em estágios iniciais. Eles indicam a necessidade de novos ensaios com mutantes deficientes em tricomas, medições de densidade, comprimento e ângulo dos tricomas, além de estudos sobre a mecânica do aprisionamento e sobre a resposta de diferentes ínstares.

Outras informações em doi.org/10.1186/s13717-026-00683-8