Morphological regional differences of epithelial cells along the midgut in Diatraea saccharalis Fabricius (Lepidoptera: Crambidae) larvae / Diferenças morfológicas regionais das células epiteliais ao longo do intestino médio de larvas de Diatraea saccharalis Fabricius (Lepidoptera: Crambidae)

The sugarcane borer, Diatraea saccharalis Fabricius, is a pest to sugarcane and many other crops. This work aims to characterize morphological variability in the epithelial cells (columnar, goblet and regenerative) along the midgut of D. saccharalis larvae. Fragments of the midgut (anterior, middle and posterior regions) were fixed and processed by light and scanning electron microscopy. There are both cytochemical and ultrastructural differences in the morphology of the epithelial cells, depending on their localization along the midgut. The apical surface of columnar cells shows an increase in both number and size of the apical protrusions from the anterior to the posterior midgut regions. There is an increase in the amount of PAS-positive (Periodic Acid-Schiff Reaction) granules detected in the cytoplasm of both the columnar and regenerative cells, from the anterior to the posterior region. The goblet cell apical surface is narrow in the anterior region, and enlarged in the posterior midgut; the chamber's cytoplasm extrusion are small and thin at the apical cavity surface, being thicker, longer and more numerous at the basal portion of the cavity. Our results suggest that the sugarcane borer midgut has two morphologically different regions, the anterior and the posterior; the middle region is a transitional region.

A broca da cana, Diatraea saccharalis Fabricius, é uma praga da cana-de-açúcar e outras plantações. O objetivo deste trabalho foi caracterizar variações morfológicas nas células epiteliais (colunares, caliciformes e regenerativas) ao longo do intestino médio de larvas de D. saccharalis. Fragmentos do intestino médio (anterior, mediano e posterior) foram fixados e processados para microscopia de luz e eletrônica de varredura. Existem diferenças morfológicas citoquímicas e ultra-estruturais nas células epiteliais, dependendo da sua localização no intestino médio. A superfície apical de algumas células colunares exibe projeções citoplasmáticas que aumentam em número e volume da região anterior para a posterior do intestino médio. Existe aumento dos grânulos PAS-positivos (Reação de Schiff) no citoplasma apical das células colunares e regenerativas, da região anterior para a posterior. A câmara das células caliciformes, na região anterior do intestino médio, mostra seu ápice estreito, enquanto que na posterior essa porção da câmara é alargada; as evaginações citoplasmáticas da câmara são pequenas e finas no ápice, sendo numerosas, longas e mais espessas na porção basal. Os resultados sugerem que o intestino médio da broca da cana apresenta duas regiões morfologicamente distintas, a anterior e posterior; a região mediana é uma região de transição.

Histochemical and ultrastructural evidence of lipid secretion by the silk gland of the sugarcane borer Diatraea saccharalis (Fabricius) (Lepidoptera: Crambidae)

The silk gland in Lepidoptera larvae is responsible for the silk production used for shelter or cocoon construction. The secretion of fibroin and sericin by the different silk gland regions are well established. There are few attempts to detect lipid components in the insect silk secretion, although the presence of such element may contribute to the resistance of the shelter to wet environment. This study characterizes the glandular region and detects the presence of lipid components in the secretion of the silk gland of Diatraea saccharalis(Fabricius). The silk gland was submitted to histochemical procedure for lipid detection or conventionally prepared for ultrastructural analyses. Lipid droplets were histochemically detected in both the apical cytoplasm of cell of the anterior region and in the lumen among the microvilli. Ultrastructural analyses of the anterior region showed lipid material, visualized as myelin-like structures within the vesicular Golgi complex and in the apical secretory globules, mixed up with the sericin; similar material was observed into the lumen, adjacent to the microvilli. Lipids were not detected in the cells neither in the lumen of the posterior region. Our results suggest that the silk produced by D. saccharalis has a minor lipid content that is secreted by the anterior region together with the sericin.

A glândula da seda de larvas de Lepidoptera é responsável pela produção da seda usada na construção do casulo ou do abrigo. A secreção de fibroína e sericina pelas diferentes regiões da glândula da seda está bem estabelecida. Existem poucos trabalhos tentando identificar componentes lipídicos na secreção de seda de insetos, embora a presença desse componente contribua para a resistência da seda a ambiente úmidos. Este estudo teve como objetivo identificar a presença de componente lipídico na secreção da glândula da seda de larvas de Diatraea saccharalis (Fabricius), bem como caracterizar a região glandular responsável pela secreção. A glândula da seda foi submetida a procedimentos histoquímicos para detecção de lipídeos e convencionalmente preparada para análise ultra-estrutural. Gotas lipídicas foram histoquimicamente detectadas no citoplasma apical de células da região anterior e no lúmen, entre os microvilos. A análise ultra-estrutural da região anterior mostrou material lipídico, visualizado como figuras do tipo mielina dentro do complexo de Golgi vesicular e nos glóbulos secretores apicais, misturados com sericina; material semelhante foi observado dentro do lúmen, adjacente aos microvilos. Nenhum componente secretor lipídico foi detectado nas células ou no lúmen da região posterior. Os resultados sugerem que a seda produzida pela D. saccharalis tem, pelo menos, um discreto componente lipídico, que é secretado pela região anterior, junto com a sericina.

Morphometric study of the midgut epithelium in larvae of Diatraea saccharalis Fabricius (Lepidoptera: Pyralidae) / Estudo morfométrico do epitélio do intestino médio em larvas de Diatraea saccharalis Fabricius (Lepidoptera: Pyralidae)

A larva de Diatraea saccharalis Fabricius (broca-da-cana) tem grande interesse econômico, pois afeta o cultivo e aproveitamento industrial da cana-de-açúcar. Entretanto, poucos são os estudos sobre a morfologia interna desse inseto. O objetivo deste trabalho foi estudar, morfometricamente, o seu epitélio intestinal, ao longo de seu comprimento, visando caracterizar regiões estruturalmente diferentes. O intestino médio de larvas no último instar foi subdividido em três regiões: proximal, mediana e distal e os fragmentos foram processados para observação em microscopia de luz. Os cortes histológicos foram analisados em sistema computadorizado de análise de imagens para medir comprimento, largura e área do epitélio, das diferentes células epiteliais, dos seus respectivos núcleos e do lúmen intestinal. Os dados obtidos foram submetidos ao teste estatístico de Kruskal-Wallis e à análise multivariada. Nossos resultados mostraram que o intestino médio apresentou-se constituído, morfometricamente, por duas diferentes regiões, proximal e distal; a região mediana apresentou valores coincidentes tanto com a região proximal quanto com a distal, sugerindo ser região intermediária. As células epiteliais (colunares, caliciformes e regenerativas), quando avaliadas pela análise estatística multivariada, não apresentaram diferença morfométrica nas diferentes regiões do intestino médio. Entretanto, a análise de variância, realizada para variáveis isoladas, mostrou que as células regenerativas apresentaram maior variabilidade morfométrica.

The sugarcane borer, Diatraea saccharalis Fabricius, has great economical interest as it affects the culture and industrial use of the sugarcane. However, there are few studies concerning the internal morphology of this insect. This work aims to study morphometrically the midgut and the epithelium along their lenght, trying to characterize different regions. Midgut of last instar larvae wasdivided in three regions: anterior, middle and posterior, and the fragments were processed for light microscopic observation. Histological sections were analyzed in a computerized system concerning the length, width and area of the epithelium, their cells, and the midgut lumen. The obtained data werestatistically analyzed by the Kruskal-Wallis test and by multivariate analysis. Our results showed that the midgut has two different regions, the anterior and the posterior; the middle region presents values that are coincident with the ones of either the anterior and the posterior portions, suggesting that thereis an intermediate region between the other two ones. The epithelial cells (columnar, goblet and regenerative cells), when evaluated by multivariate analysis, do not present significant morphometric differences in the different midgut regions. However, the analysis of variance for separate variables show that the regenerative cells present wide morphometric variability along the midgut.