Aplicação de estratégias moleculares visando o controle da broca-gigante da cana-de-açúcar (Telchin licus licus, Drury 1770) (Lepidoptera: Castiniidae)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fonseca, Fernando Campos de Assis
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/35927
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2013.
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Entre as estratégias que vêm sendo desenvolvidas para o controle de insetos-praga encontram-se, o uso de toxinas Cry com atividade melhorada especificamente contra o inseto alvo e a utilização do silenciamento gênico por meio da técnica de RNA interferente. O presente trabalho gerou uma biblioteca de genes expressos de T. licus licus, por meio de sequenciamento de cDNAs obtidos de diferentes estágios do ciclo de vida do organismo. O pirosequenciamento do transcriptoma de T. licus licus gerou mais de 600.000 reads que foram anotados em 23.942 contigs de alta qualidade. Após a obtenção da biblioteca, foram selecionados três genes que codificam aminopeptidases N (APNs), que além de atuarem como enzimas digestivas, podem participar como receptores de toxinas Cry. Essas APNs foram caracterizadas quanto a sua capacidade de interação em ensaios de dinâmica molecular e docking molecular com quatro toxinas Cry: Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1Ac e Cry2Aa. A atividade dessas toxinas foi analisada em bioensaios contra larvas neonatas de T. licus licus e mostrou que as toxinas da classe 1A foram as que apresentaram maior mortalidade. Ao comparar os dados dos bioensaios com os resultados da dinâmica molecular e docking, foi observado que a APN4Tl apresentou as características mais próximas a receptores de toxinas Cry já descritos. Além disso, a busca por genes essenciais do inseto permitiu identificar os genes para quitina sintase II e V-ATPase A, os quais foram avaliados em ensaios de silenciamento gênico com larvas neonatas da broca-gigante. A análise de expressão de genes resultou em um extenso trabalho de validação de genes de referência a serem utilizados em experimentos de qRT-PCR. Paralelamente aos estudos do transcriptoma e avaliação de toxinas Cry, foram iniciados experimentos de transformação genética de plantas de cana-de-açúcar visando avaliar o efeito de moléculas entomotóxicas sobre larvas neonatas de T. licus licus em bioensaios. Os resultados aqui apresentados são os primeiros estudos da fisiologia e biologia molecular do inseto e permitiram o desenvolvimento de um método de criação de larvas em laboratório (Patente em preparação). As informações aqui disponibilizadas contribuirão em aplicações futuras visando o desenvolvimento de técnicas aplicadas ao controle biotecnológico da broca-gigante da cana-de-açúcar.Sugarcane is one of the main crops in Brazil and presents significant commercial importance worldwide. The crop is a constant target of attack of insects and pathogens, besides suffering with abiotic stresses. Among the insect pests responsible for major economic impact in sugarcane production in North and Northeast regions is the sugarcane giant-borer (Telchin licus licus). Despite its importance, there is little information about its physiology and molecular biology, which makes their control difficult. The use of Cry toxins with specifically improved activity against the target insect and the use of gene silencing by RNA interference technique are among the strategies that are being developed for insect control. By using Next Generation Sequencing, a library of expressed genes of several life stages of T. licus licus was obtained. The pyrosequencing generated over 600,000 reads which were assembled into 23,942 high quality contigs. After sequence annotation, the library was screened and three genes encoding aminopeptidases N (APNs) enzymes were selected. Although participating in the degradation of proteins during digestion, these enzymes may act as Cry toxins receptors. The APN proteins were characterized for their ability to interact with toxins (Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1Ac and Cry2Aa) in molecular dynamics and molecular docking experiments. The activity of the toxins was analyzed in bioassays with neonate larvae of T. licus licus and showed that Cry1A Class presented better efficiency of mortality. After comparison of the bioassay data with the docking and molecular dynamics results it was observed that APN4Tl presented similar characteristics of known Cry toxin receptors. Furthermore, the search for essential genes of the insect identified the chitin synthase II and V-ATPase A genes, which were evaluated in gene silencing experiments with neonate larvae of the giant-borer. Gene expression analysis resulted in an extensive validation work of references genes to be used in qRT-PCR experiments. In addition, sugarcane transformation experiments were initiated to evaluate the action of entomopathogenic molecules on neonate larvae in bioassays. The data presented here are the first studies of physiology and molecular biology of the insect and allowed to develop a protocol for insect rearing in laboratory (Patent pending). The information available here will contribute significantly in subsequent work aimed at developing techniques for the sugarcane giant borer control.Sá, Maria Fátima Grossi demailto:fcafonseca@gmail.comFonseca, Fernando Campos de Assis2019-12-10T19:06:20Z2019-12-10T19:06:20Z2019-12-102013-06-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfFONSECA, Fernando Campos de Assis. Aplicação de estratégias moleculares visando o controle da broca-gigante da cana-de-açúcar (Telchin licus licus, Drury 1770) (Lepidoptera: Castniidae). 2013. vi, 233 f., il. Tese (Doutorado em Biologia Molecular)—Universidade de Brasília, Brasília, 2013.https://repositorio.unb.br/handle/10482/35927A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-08T00:05:37Zoai:repositorio.unb.br:10482/35927Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-08T00:05:37Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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