Seleção de genes para identificação, caracterização, seleção, melhoramento e rastreabilidade de isolados de Metarhizium spp. de alta performance através de genômica e transcriptoma comparativos

• Processo: 15/16209-1
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2015
• Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Camila Mazini Ramos
• Beneficiário: Cristiano Fagundes
• Vinculado ao auxílio: 13/50296-3 - Seleção de genes para identificação, caracterização, seleção, melhoramento e rastreabilidade de isolados de Metarhizium spp de alta perfomance através de genômica e transcriptoma comparativos, AP.PIPE
• Assunto(s): Metarhizium Transcriptoma Biologia computacional Genômica Sequenciamento de alta performance Controle biológico

Resumo

O uso do controle biológico, tanto em escala nacional como global, é insipiente, em grande parte, à inconsistência de performance, baixa taxa de infecção e armazenamento limitado. O principal desafio para escalar e globalizar o uso do controle biológico continua sendo a seleção de isolados superiores com alta virulência e capacidade adaptativa. Nesse sentido, o presente projeto de inovação objetiva em sua Fase I, a prospecção de genes em Metarhizium spp. relacionados com as características de alta virulência e adaptabilidade. Para tanto, nesta primeira fase, como prova de conceito e adequação da metodologia, a Mycofinder utilizará 10 isolados de Metarhizium spp. para identificar genes envolvidos com a especificidade por hospedeiro. Cinco deles pertencem a um grupo de haplotipos semelhantes a isolados oriundos de cigarrinha-das-pastagens (Deois flavopicta) e o restante ao grupo geneticamente próximo a isolados de cigarrinha-da-cana-de-açúcar (Mahanarva fimbriolata). Destes 10 isolados, serão selecionados dois contrastantes quanto à virulência para as duas espécies de cigarrinhas. Os genomas desses dois isolados serão sequenciados através da tecnologia Illumina e comparados através da bioinformática. Através de genômica comparativa e bioinformática, essa primeira fase do projeto indicará quais os genes potencialmente associados à especificidade do hospedeiro. Na Fase II, outras seis características fortemente relacionadas a alta performance de isolados de Metarhizium sp., incluindo as fases do processo de patogênese como germinação, penetração, infecção, colonização e esporulação e características de adaptação como tolerância a altas temperaturas, raios ultravioletas, fungicidas e inseticidas e persistência no solo, serão investigadas. Além do sequenciamento dos genomas contrastantes para essas outras seis características, na Fase II, será também feita a análise de transcriptoma, para analisar a funcionalidade dos genes nos diferentes processos envolvidos na patogênese e adaptabilidade. Espera-se, com os resultados da Fase I, provar o conceito de que é possível identificar um conjunto de genes associados a alta performance de isolados de Metarhizium spp. e selecionar aqueles potencialmente envolvidos com a especificidade por hospedeiro em isolados de Metarhizium spp. No final das duas fases, o conjunto de genes de interesse comercial identificados e as metodologias de genômica e transcriptômica comparativas e outras técnicas de biologia molecular serão utilizadas como testes para identificação, caracterização, seleção assistida, melhoramento e rastreabilidade de isolados de fungos de interesse para o controle biológico de pragas. Os impactos que a descoberta de genes e desenvolvimento de testes dessa natureza irá causar na biotecnologia e no controle biológico são: I) introdução de biotecnologias modernas como sequenciamento de DNA e RNA em larga escala, genômica e transcriptomica comparativos, análise de expressão diferencial de genes, dentre outras, nas empresas que desenvolvem bioprodutos para o controle de pragas e doenças agrícolas; II) aprimoramento do processo da seleção de isolados de alta virulência e adaptabilidade, através de genômica comparativa e funcional; III) incremento na eficácia agronômica de bioinseticidas devido ao aumento da virulência e adaptabilidade dos isolados utilizados como ingredientes ativos; IV) certificação, monitoramento e rastreabilidade de isolados de alta performance a nível governamental e da própria empresa para fins de registro e controle de qualidade; V) maior adesão ao controle biológico, diminuindo os impactos ambientais causados pelo uso indiscriminado de inseticidas químicos; VI) uso racional da biodiversidade; VII) contribuição para sustentabilidade da produção agrícola; VIII) inserção da Mycofinder Genômica e Controle Biológico LTDA. no mercado nacional e mundial de bioprospecção e seleção de microrganismos e desenvolvimento, certificação e controle de qualidade de bioinseticidas. (AU)