Metabolismo de defesas químicas de plantas por insetos herbívoros: ecologia, química, bioquímica e evolução

• Processo: 22/03249-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Felipe Christoff Wouters
• Beneficiário: Felipe Christoff Wouters
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Ecologia química Bioquímica Coevolução Animais herbívoros Flavonoides Interação planta-inseto Soja Lagartas Lepidoptera
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: coevolução | detoxificação | Ecologia Química | flavonóides | interações planta-inseto | Ecologia Química

Resumo

A fascinante biodiversidade de plantas e insetos herbívoros e sua coexistência há pelo menos 350 milhões de anos tem originado hipóteses que apontam para a coevolução desses organismos com base nos metabólitos secundários usados como defesas químicas por plantas. Enquanto plantas desenvolveram novas defesas químicas ao longo de sua história evolutiva, insetos desenvolveram adaptações que os permitem se alimentar dessas plantas. A repetição desses eventos impulsiona a evolução de ambos os insetos herbívoros e plantas, estabelecendo o que é conhecido como "corrida armamentista coevolutiva". Apesar de ser um modelo intuitivo e popular, o conceito de coevolução ainda não apresenta mecanismos claros, e se mostra difícil de ser provado. Esse projeto tem como objetivo investigar o metabolismo de defesas químicas de plantas por insetos herbívoros usando flavonoides da soja e lagartas herbívoras como modelo. As principais rotas bioquímicas usadas pelos insetos para metabolizar e detoxificar essas defesas químicas de plantas serão investigadas, bem como as estruturas dos metabólitos formados e as sequências de genes e enzimas envolvidas. Bioensaios com insetos e plantas serão usados para quantificar a toxicidade desses compostos e avaliar a dinâmica dessas defesas em plantas. Dados moleculares serão usados para investigar as atividades enzimáticas através de expressão heteróloga e acompanhar a evolução dessas famílias de enzimas em Lepidoptera, o que será avaliado comparativamente com as preferências de plantas hospedeiras de outros gêneros e famílias dessa ordem. Essa abordagem multidisciplinar tem o potencial de fornecer novas hipóteses para testar a coevolução de plantas e insetos herbívoros e esclarecer as suas bases mecanísticas. (AU)