O efeito da disrupção da microbiota no crescimento de Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae)

Abstract

A traça-das-crucíferas, Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae), destaca-se como uma das pragas agrícolas mais destrutivas e resistentes globalmente. Apesar de seu impacto econômico, alguns aspectos da sua biologia, como o papel funcional de sua microbiota intestinal permanece um tema de debate, se enquadrando dentro do "dilema de lepidoptera", que questiona se a associação bacteriana do clado é residente e essencial ou meramente transitória. Este trabalho investigou a hipótese de que a simbiose intestinal em Lepidoptera é facultativa, porém funcionalmente crítica sob estresse, sendo modulada pelo sistema imune do hospedeiro. O objetivo foi avaliar como a modulação do microambiente intestinal, através de estressores químicos distintos, impacta o desenvolvimento e a sobrevivência do inseto. Para tanto, lagartas foram submetidas a um gradiente de concentrações de tetraciclina para supressão bacteriana e a doses subletais de imidacloprido como desregulador imunológico, isoladamente e em combinação. Especificamente foram avaliados parâmetros de duração de instar, tempo de desenvolvimento total, mortalidade, peso pupal e taxa de emergência de adultos. Os resultados revelam que a resposta de P. xylostella à disbiose não é binária, mas dependente da intensidade do estresse uma vez que baixas concentrações de antibiótico aceleram o desenvolvimento, enquanto a maiores são letais. Crucialmente, a associação do antibiótico com imidacloprido transformou quadros de adaptação em colapso metabólico e travas de desenvolvimento, evidenciando que o inseticida, ao suprimir a produção de peptídeos antimicrobianos, impede o hospedeiro de modular a comunidade bacteriana. Dessa forma, os resultados indicam que P. xyllostela é capaz de modular ativamente sua microbiota, utilizando essa plasticidade para restabelecer a homeostase frente a agentes estressores. Palavras-chave: Neonicotinoides; Simbiose; Imunidade de insetos; AMP

The diamondback moth, Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae), is recognized as one of the most destructive and resistant agricultural pests globally. Despite its economic significance, aspects of its biology, such as the functional role of its gut microbiota, remain debated, framing the "Lepidoptera dilemma," which questions whether bacterial associations in this clade are resident and essential or merely transient. This study tested the hypothesis that gut symbiosis in Lepidoptera is facultative yet functionally critical under stress, subject to modulation by the host's immune system. The objective was to evaluate how modulating the gut microenvironment via distinct chemical stressors affects insect development and survival. Larvae were exposed to a concentration gradient of tetracycline for bacterial suppression and to sublethal doses of imidacloprid as an immune disruptor, both in isolation and in combination. Evaluated parameters included instar duration, total development time, mortality, pupal weight, and adult emergence rates. Results reveal that the response of P. xylostella to dysbiosis is not binary but dependent on stress intensity; low antibiotic concentrations accelerated development, whereas higher concentrations proved lethal. Crucially, combining the antibiotic with imidacloprid transformed adaptation states into metabolic collapse and developmental arrest, demonstrating that the insecticide, by suppressing antimicrobial peptide production, hinders the host's ability to modulate the bacterial community. Consequently, the findings indicate that P. xylostella actively modulates its microbiota, utilizing this plasticity to restore homeostasis when facing stressors. Keywords: Neonicotinoids; Symbiosis; Insect immunity; AMP