Morphological aspects of cluster formation in the germarium of the sugarcane borer Diatraea saccharalis Fabricius (Lepidoptera: Pyralidae)

ABSTRACT

Diatraea saccharalis F. is one of the greatest pests of the sugar cane culture. This report aimed to characterize the germarium region of the sugarcane borer by light and transmission electron microscopy, emphasizing the morphological steps of the ovarian cluster formation. In the germarium of this insect, four zones could be morphologically identified during the cluster formation. In the most apical end of each ovariole - Zone I - the germ line stem cells undergo complete mitotic division, originating the cystoblasts. In the Zone II, each cystoblast produces a group of eight cells, the cystocytes, which are interconnected by the ring canals. Clusters containing all the cystocytes in the meiosis, characterizes the Zone III. Germ cells with ultrastructural features of apoptosis are also detected in this Zone. In the Zone IV the cystocytes differentiate, morphologically, into one oocyte and seven nurse cells. Interstitial somatic cells and pre-follicle cells exhibit, in their cytoplasm, heterogeneous vacuoles containing degenerated cellular fragments, characterized as apoptotic bodies. Our results pointed out to the morphological evidences related with important control mechanisms for new clusters/follicles production and for the cellular arrangement into the germarium, resulting from the programmed cell death. We believe that the morphological characterization of ovarian cluster formation in D. saccharalis provided valuable information for the understanding of the initial steps of oogenesis and contributed for the knowledge of the cellular mechanisms related with the oocyte production and with reproduction in insects.

RESUMO

Diatraea saccharalis Fabricius é uma das maiores pragas da cultura da cana-de-açúcar. Este trabalho visou caracterizar a região do germário da broca da cana pela microscopia de luz e eletrônica de transmissão, enfatizando as etapas morfológicas da formação do cisto ovariano. No germário desse inseto, quatro zonas puderam ser identificadas morfologicamente durante a formação do cisto. Na extremidade apical de cada ovaríolo - Zona I - as células germinativas primordiais sofrem divisão mitótica completa, originando os cistoblastos. Na Zona II, cada cistoblasto produz um grupo de oito células, os cistócitos, os quais são interconectados por canais circulares. Grupos contendo cistócitos na meiose caracterizam a Zona III. Células germinativas com características ultraestruturais de apoptose são também detectadas nesta zona. Na Zona IV os cistócitos se diferenciam, morfologicamente, em um oócito e sete células nutridoras. As células somáticas intersticiais e células pré-foliculares exibem em seus citoplasmas vacúolos heterogêneos contendo fragmentos celulares degenerados, caracterizados como corpos apoptóticos. Os resultados apontam evidências morfológicas relacionadas com importantes mecanismos de controle para a produção de novos cistos/folículos e para o rearranjo celular no germário, resultante da morte celular programada. Assim, acredita-se que a caracterização morfológica da formação dos cistos ovarianos em D. saccharalis forneceu informações valiosas para o entendimento das etapas iniciais da oogênese e contribuiu para o conhecimento dos mecanismos celulares relacionados com a produção de oócitos e com a reprodução nos insetos.