De novo transcriptome assembly and analysis to identify potential gene targets for RNAi-mediated control of the tomato leafminer (Tuta absoluta)

• Processo: 15/16869-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética
• Pesquisador responsável: Antonio Vargas de Oliveira Figueira
• Beneficiário: Antonio Vargas de Oliveira Figueira
• Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Genômica Análise de sequência de RNA Interferência de RNA Lepidoptera Inativação gênica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Lepidoptera | RNAi | RNA-seq | silenciamento genico | Tuta absoluta | Genômica

Resumo

Background: O fornecimento de RNA dupla fita (dsRNA) a insetos demonstrou silenciar genes-alvo em insetos, e essa abordagem emergiu como um método potencial de controle de pragas agrícolas por meio de transformação de plantas para expressar dsRNAs de insetos. Uma etapa crítica dessa tecnologia é a seleção de genes-alvo eficazes, essenciais para o desenvolvimento e/ou sobrevivência do inseto. A traça do tomateiro (Tuta absoluta Meyrick) éuma praga importante do tomateiro (Solanum lycopersicum) que causa perdas significativas e recentemente invadiu a Europa, de onde está se espalhando numa rapidez alarmante. Para explorar o RNA interferente (RNAi) contra T. absoluta, informações sobre sequências de genes-alvo potenciais é necessária, mas apenas poucas sequências estão disponíveis em bancos de dados públicos. Resultados: Nós sequenciamos seis bibliotecas de amostras de RNA de ovos, adultos, e larvas em quatro estágios, obtendo um total de cerca de 245 milhões de reads. A montagem do trasncritoma de T. absoluta contém 93,477 contigs com tamanho médio de 1.574 bp, 59,8% dos quais apresentaram identificação positiva por Blast, e com 19.995 (21.4%) anotados por ontologia gênica. Do transcritoma, a maioria dos genes centrais do mecanismo de RNAi de Lepidopteras foram identificados indicando a potencial adequação de T. absoluta para o silenciamento gênico. Nenhum contig apresentou similaridade significativa com uma polimerase RNA-dependente. Genes da rota de biossíntese do hormônio juvenil e de ecdisteroides foram identificados, representando genes alvos potenciais para silenciamento sistêmico. Comparações dos perfis de transcritos entre os estágios revelaram 1.577 genes diferencialmente expressos entre os estágios larvais precoces, dos quais potenciais genes alvo foram identificados. Cinco desses genes foram avaliados usando dsRNA transcritos in vitro, que foram absorvidos por folíolos de tomateiro, que foram oferecidos a larvas de T. absoluta do 1o. instar, resultando numa redução significativa do peso do corpo das larvas, enquanto demonstrou um redução significativa na expressão de três desses genes. Conclusões: O transcritoma gerado representa um recurso genômico valioso para selecionar genes alvo potenciais que afetam o desenvolvimento ou a sobrevivência de larvas de T. absoluta. Cinco novos genes que demonstraram maior expressão no 1o. instar larval foram capazes de ser alvos efetivos para RNAi levando a redução do peso larval e podem ser considerados bons candidatos para uso em proteção de cultivos mediado por RNAi. (AU)