Ultraestrutura e função das glândulas salivares de Podisus nigrispinus (Hemiptera: Pentatomidae)

Abstract

Podisus nigrispinus Dallas (Hemiptera: Pentatomidae) é um inseto zoofitófago com potencial para controle biológico, pois ninfas e adultos predam diversos insetos, inserindo o aparelho bucal e injetando o conteúdo das glândulas salivares no interior das presas, causando a morte das mesmas. Entretanto, os compostos tóxicos da saliva desse inseto, responsáveis pela morte das presas são ainda desconhecidos. Como primeira etapa para a identificação das possíveis substâncias presentes na saliva de P. nigrispinus, este estudo avaliou a ultraestrutura e citoquímica das glândulas salivares de P. nigrispinus. A segunda etapa identificou os compostos da saliva de P. nigrispinus responsáveis pela morte da presa Anticarsia gemmatalis. A avaliação da ultraestrututra das glândulas salivares mostrou que o sistema salivar de P. nigrispinus é composto por um par de glândulas salivares principais bilobadas, formando um lobo anterior curto e um posterior longo e um par de glândulas acessórias tubulares. As células de ambas as glândulas foram bem desenvolvidas com predomínio de mitocôndrias e retículo endoplasmático rugoso, além de invaginações da membrana plasmática basal, indicando que ambas as glândulas tem função de transporte de substâncias a partir da hemolinfa bem como na síntese de proteínas. Os testes citoquímicos mostraram reações positivas no citoplasma para carboidratos, fosfatase ácida e proteínas nas diferentes regiões do sistema glandular. A saliva de P. nigrispinus exposta a inibidores enzimáticos, proteases e na fase de éter causou mortalidade após injeção em lagartas de A. gemmatalis, sendo a CL50 de 1,91 e CL90 de 4,34 μL do extrato em éter de saliva. Frações do extrato salivar em éter que causaram mortalidade de A. gemmatalis correspondem aos compostos N,N- dimetil anilina e 1,2,3-tritiepano, sendo que a injeção do primeiro composto apresentou CL50 de 136,1 nL e CL90 de 413,8 nL, sugerindo que este composto não proteico da saliva é um dos responsáveis pela toxicidade da saliva de P. nigrispinus. As características ultraestruturais e citoquímicas sugeriram que as glândulas salivares principais e acessórias participam da secreção de proteínas e substâncias tóxicas não proteicas na saliva desse inseto. Isto foi corroborado pela identificação da N,N-dimetil anilina e o 1,2,3-tritiepano responsáveis pela morte da A. gemmatalis os quais são reportados pela primeira vez na saliva de insetos.

Podisus nigrispinus Dallas (Hemiptera: Pentatomidae) is a zoophytophagous insect that has a potential in biological control because its nymphs and adults prey on various insects. They insert their mouthparts and inject the contents of their salivary glands in their prey to kill them. Although it is understood that the saliva of this predator is toxic, the toxic compounds responsible for the prey death remains unknown. To identify the components of the saliva of P. nigrispinus, we evaluated the ultrastructure and cytochemistry of the salivary glands of this insect. Cytochemistry evaluation identified the compounds of the saliva of P. nigrispinus responsible for the death of Anticarsia gemmatalis prey. The salivary system of P. nigrispinus has consists of a pair of principal salivary glands, which are bilobed with a short anterior and a long posterior lobe, and a pair of tubular accessory glands. The cells of both the glands are well developed with a predominance of mitochondria and rough endoplasmic reticulum and with basal plasma membrane infoldings, indicating that both the glands play a role in the transport of hemolymph substances and protein synthesis. The cytochemical tests demonstrated positive reactions for carbohydrate, protein, and acid phosphatase in the cells of both the salivary glands. An injection of the saliva of P. nigrispinus exposed to enzyme inhibitors and proteases and extracted at the ether phase caused mortality of A. gemmatalis larvae, with LD50 = 1.91 and LD90 = 4.34 μL. These saliva fractions were identified as N,N-dimethylaniline and 1,2,3-trithiepane, and the injection of the first compound showed an LC50 = 136.1 nL and LC90 = 413.8 nL, suggesting that these non- proteineous compound is responsible for the saliva toxicity of P. nigrispinus. The ultrastructural and cytochemical features suggested participation of the principal and accessory salivary glands in the secretion of proteinaceous and non-proteinaceous toxic substances in the saliva of this insect. This was further confirmed by identification of N,N-dimethylaniline and 1,2,3-trithiepane responsible for the death of A. gemmatalis. This is the first study reporting the toxic compounds of the saliva of this insect.