Transcritoma de Helicoverpa Armigera (Lepidoptera: noctuidae); interação com hospedeiros e identificação de alvos biotecnológicos p/ o controle

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moura, Hudson Fernando Nunes
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/38119
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2019.
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spelling Transcritoma de Helicoverpa Armigera (Lepidoptera: noctuidae); interação com hospedeiros e identificação de alvos biotecnológicos p/ o controleHelicoverpa armigeraTranscritomaDigestãoDetoxificaçãoAKHrRNA interferenteTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2019.A Helicoverpa armigera é um inseto generalista da ordem Lepidoptera, cuja ocorrência foi relatada nos anos 2012/2013 no Brasil e vem causando prejuízos à agricultura nacional no que concerne à viabilidade das culturas e o plantio sucessivo de espécies vegetais hospedeiras (algodão, feijão, milho e soja) em áreas muito extensas. Dessa forma, discute-se a importância do conhecimento sobre o ciclo de vida do inseto a fim de buscar métodos sustentáveis de controle para essa praga. Este trabalho propôs o estudo do transcritoma de Helicoverpa armigera sob diferentes condições de alimentação do inseto em plantas de tabaco e algodão visando a geração de dados acerca da biologia molecular deste organismo e a identificação de genes candidatos que codifiquem moléculas essenciais à sobrevivência do inseto, para uso no controle deste inseto-praga. Após a montagem, este transcritoma resultou em 53.497 contigs sendo que 3% dos genes anotados foram diferencialmente expressos para as condições de alimentação, o que representou um total de 1295 genes. Após as análises de enriquecimento de ontologia gênica, os genes com expressão mais significativa foram utilizados para a escolha de genes para a validação por qPCR, com base no valor de fold change, corroborando os valores de expressão encontrados em RNA-seq. Alguns genes diferencialmente expressos relacionados com os mecanismos de digestão, detoxificação de substâncias e componentes da membrana peritrófica do inseto foram validados. Novas análises detalhadas acerca de outros componentes destas vias são necessárias a fim de propor um modelo que justifique a diferença nos perfis de expressão para as condições estudadas. No que concerne a atuação de H. armigera como praga polífaga, vale ressaltar a importância do desenvolvimento de estratégias sustentáveis de controle, como a abordagem de silenciamento gênico via RNAi. Considerando a dificuldade de silenciamento de genes em lepidópteros relatada na literatura, principalmente se o dsRNA for administrado na hemolinfa do inseto, a segunda parte deste trabalho teve como objetivo avaliar diferentes estratégias para o silenciamento de genes deste inseto. Como gene alvo, foi utilizado um receptor de neuropeptídeo associado à integração metabólica, o receptordo hormônio adipocinético (AKHr). Foram analisadas as seguintes condições experimentais: vias de administração de dsRNA oral e tópica; time course de silenciamento em 24, 48 e 72 horas após a ingestão de dsRNA; administração do dsRNA em diferentes doses na sua forma não encapsulada e encapsulada com a perspectiva de potencializar os efeitos do silenciamento, amostras de dsRNA para o gene AKHr e proteger a molécula da ação de possíveis nucleases intestinais. Entretanto, os resultados não demonstraram efeitos potencializadores no silenciamento gênico, possivelmente em virtude das propriedades químicas da partícula e do pH intestinal. Além disso, foi avaliada a influência dos efeitos do silenciamento no peso dos insetos utilizando dsRNA não encapsulado e não houve diferença significativa entre os grupos tratados com dsRNA e os controles. Desta forma, este trabalho reitera a necessidade de novas estratégias de silenciamento objetivando fenótipos que denotem a efetividade do controle biotecnológico desta praga via silenciamento gênico.Helicoverpa armigera is a generalist insect of the order Lepidoptera, whose occurrence was first reported in 2012/2013 in Brazil. This pest caused damage to national agriculture regarding the viability of crops and the successive planting of host plant species (cotton, beans, maize and soy) across large areas. Thus, we discuss the importance of knowledge about the life cycle of the insect in order to seek sustainable control methods for this pest. This work proposed the study of Helicoverpa armigera transcriptome under different conditions of insect feeding in tobacco and cotton plants aiming at the generation of data about the molecular biology of this organism and the identification of candidate genes that encode molecules essential for insect survival in controlling this insect pest. After assembly, this transcriptome resulted in 53,497 contigs of which 3% of the annotated genes were differentially expressed for feeding conditions, representing a total of 1295 genes. After gene ontology enrichment analysis, the genes with the most significant expression were used to select genes for qPCR validation based on the fold change value, corroborating the expression values found in RNA-seq. Some differentially expressed genes related to the mechanisms of digestion, detoxification of substances and components of the insect's peritrophic membrane were validated. Further detailed analyses of other components of these pathways are necessary in order to propose a model that justifies the difference in expression profiles for the studied conditions. Regarding H. armigera's role as a polyphagous pest, it is worth highlighting the importance of developing sustainable control strategies, such as through RNAi gene silencing approach. Considering the difficulty of gene silencing in lepidopterans reported in the literature, especially if dsRNA is administered to the insect hemolymph, the second part of this study aimed to evaluate different strategies for gene silencing of this insect. As target gene, a neuropeptide receptor associated with metabolic integration, the adipokinetic hormone receptor (AKHr) was selected. The following experimental conditions were analyzed: oral and topical dsRNA administration routes; silencing time course at 24, 48 and 72 hours after dsRNA ingestion; administration of dsRNA at different doses in itsunencapsulated and encapsulated form with a view to enhancing the effects of silencing, dsRNA samples for the AKHr gene and protecting the molecule from the action of possible intestinal nucleases. However, these results showed no potentiating effects on gene silencing, possibly due to particle chemical properties and intestinal pH. In addition, the influence of silencing effects on insect weight was evaluated using unencapsulated dsRNA and there was no significant difference between the dsRNA-treated groups and the controls. Thus, this work reiterates the need for new silencing strategies aiming at phenotypes that denote the effectiveness of biotechnological control of this pest via gene silencing.Sá, Maria Fátima Grossi deSouza Junior, José Dijair Antonino deCoelho, Roberta RamosMoura, Hudson Fernando Nunes2020-06-24T14:25:10Z2020-06-24T14:25:10Z2020-06-242019-12-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMOURA, Hudson Fernando Nunes. Transcritoma de Helicoverpa Armigera (Lepidoptera: noctuidae); interação com hospedeiros e identificação de alvos biotecnológicos p/ o controle. 2019. 109 f., il. Tese (Doutorado em Biologia Molecular)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/38119A 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:UNB2023-07-08T00:00:58Zoai:repositorio.unb.br:10482/38119Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-08T00:00:58Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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