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Interação de novos carbonos com pragas de interesse da agricultura.

O Laboratório de Química do Estado Sólido (LQES) vem se destacando ao longo dos anos na implementação de uma plataforma de pesquisa na temática de interação de nanoestruturas com sistemas biológicos, dentro da perspectiva da avaliação do impacto de nanotecnologias inovadoras frente ao meio ambiente e saúde humana. A pesquisa privilegia a manipulação segura de nanomateriais (carbonáceos, nanopartículas inorgânicas e nanocompósitos) e suas mais diversas metodologias de síntese associada a uma detalhada caracterização físico-química para correlacionar a resposta biológica com suas propriedades únicas.Os estudos incorporam uma abordagem experimental altamente integrada e multidisciplinar, incluindo desde ensaios in vitro com células cancerígenas e bactérias patogênicas, a testes toxicológicos in vivo com organismos aquáticos.

Recentemente, o LQES deu mais um passo inédito direcionando a investigação para o impacto da nanotecnologia em interações nanobioecológicas. O trabalho intitulado “Biological effects of oxidized carbon nanomaterials (1D versus 2D) on Spodoptera frugiperda: material dimensionality influences on insect development, performance and nutritional physiology”, DOI:10.1016/j.chemosphere.2018.09.178 publicado na conceituada revista Chemosphere, revelou que a dimensionalidade dos nanomateriais de carbono (CNMs) impacta diferencialmente a biologia de um inseto generalista e possui importantes implicações na avaliação segura em sistemas ecológicos e futuras aplicações destes materiais em nanotecnologias agroambientais.



Larva adulta da Spodoptera frugiperda.

Créditos: James Castner.


Os autores Carlos H.Z. Martins, Marcelode Sousa, Leandro C. Fonseca, em colaboração com o pesquisador Diego S.T. Martinez (CNPEM) e sob a supervisão do Prof. Oswaldo L. Alves, empregaram um eficiente método para a incorporação homogênea de nanotubos de carbono de paredes múltiplas oxidado -1D (ox-MWCNT) e óxido de grafeno -2D (GO) em um sistema de dieta artificial em diferentes concentrações (0, 10, 100 e 1000 µg g-1 por peso seco da dieta). Um bioensaio de alimentação a longo prazo foi desenvolvido para investigar os efeitos dessas dietas sobre o desenvolvimento de S. frugiperda medindo diretamente os componentes de aptidão larval e de adultos em condições controladas, bem como parâmetros nutricionais de consumo e utilização de alimento e a atividade enzimática digestiva em larvas da mariposa.

Os resultados mostraram que o tipo e a concentração do CNM na dieta afetam negativamente os parâmetros reprodutivos e a eficiência metabólica e digestiva da mariposa. A dieta contendo GO na maior concentração reduziu significativamente a fecundidade e fertilidade de S. frugiperda comparada aos demais tratamentos. Este impacto diferencial na biologia reprodutiva do inseto pode ser explicado pela redução na eficiência de conversão de alimento ingerido em biomassa e maximização da digestibilidade aproximada por larvas da mariposa quando alimentadas nessa dieta, e não devido a uma interferência na digestão enzimática. Os autores destacam ainda que os efeitos adversos do GO no potencial reprodutivo de um importante modelo de inseto praga podem reduzir significativamente o nível de infestação e danos das próximas gerações do inseto em suas plantas hospedeiras.

A mariposa Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) é nativa da América tropical e subtropical e recentemente invadiu a África, tornando-se uma séria praga do milho e outras culturas em todo o mundo. Esta mariposa tem uma elevada capacidade migratória que permite a sua dispersão por toda a extensão de suas plantas hospedeiras, que incluem aproximadamente 100 espécies em 27 famílias. Também conhecida como lagarta-do-cartucho, é a principal praga do milho no Brasil, causando perdas anuais de US$ 400 milhões. A praga é geralmente controlada por estratégias químicas convencionais que são pouco compatíveis com a saúde humana e com a segurança ambiental.

By CHZ Martins - LQES NEWS. Posted: Nov 10, 2018.


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