Adaptação de Heliothis virescens (Fabr., 1781) a inibidores de proteinases de plantas transgênicas de fumo

Autor(es)

Loislene Oliveira Brito

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2000-03-03
• Orientador: Marcio de Castro Silva Filho

Resumo

As plantas sintetizam inibidores de proteinases (IPs) como um dos mecanismos de defesa contra o ataque de insetos-praga. Esses inibidores atuam ligando-se às proteinases digestivas localizadas no aparelho digestivo dos insetos fitófagos, impedindo sua atividade proteolítica. Como conseqüência, ocorre uma redução da disponibilidade de aminoácidos levando a um quadro de deficiência nutricional. Portanto, os IPs são considerados agentes anti-metabólicos. Heliothis virescens (Fabr.,1781) é um inseto-praga de polifagia acentuada, atacando várias culturas de importância econômica. Na tentativa de estudar os efeitos de IPs produzidos pelo fumo e de plantas transgênicas de fumo expressando um IP de batata sobre o desenvolvimento da lagarta desta espécie, foram realizados ensaios biológicos nos quais lagartas foram criadas em dieta artificial (sem inibidor), em plantas de fumo transgênicas (expressando o IP do tipo 2 de batata conhecido como PIN2) e em plantas fumo normais (controle). Os ensaios biológicos mostraram que as lagartas de H. virescens apresentaram crescimento e desenvolvimento normais quando em presença do PIN2. A fim de estudar a adaptação das lagartas à presença dos IPs, foram realizados ensaios bioquímicas envolvendo a caracterização das proteinases intestinais das lagartas. A combinação de técnicas de separação de proteínas pelo peso molecular via eletroforese em gradiente de poliacrilamida (SDS-PAGE) e estudos cinéticos, mostraram a expressão de quatro enzimas do tipo das tripsinas (TI- T4) nos homogeneizados do tubo digestivo de lagartas alimentadas com plantas de fumo (transgênicas ou não) com as seguintes propriedades: T1 (Km= 0,27 mM, PM= 70 kDa),T2 (Km= 0,35 mM, PM= 67 kDa), T3 (Km= 2,4 mM, PM= 29 kDa), T4 (Km= 15 mM, PM= 17 kDa). No entanto, lagartas alimentadas em dieta sem inibidor apresentaram apenas uma tripsina majoritária (Km= 2,9 mM, PM= 29 kDa), o que está de acordo com o peso molecular das tripsinas normalmente encontradas nas lagartas de lepidópteros. Além das tripsinas, foram detectadas uma quimotripsina (26 kDa) para os três tratamentos e uma elastase (35 kDa) para os homogeneizados de lagartas alimentadas à base de folhas. Eletroforese nativa em diferentes concentrações de géis de poliacrilamida mostrou que T1 e T2 ocorreram em lagartas alimentadas com folhas (selvagens ou transgênicas), ao passo que a filtração em gel, na presença ou ausência de SDS, revelou ainda que T3 e T4 podem originar TI e T2. Estes resultados sugerem que a presença de IPs nas folhas de fumo permite a expressão de novas moléculas de tripsina com uma superfície hidrofóbica, a qual favorece a formação de oligômeros. Acredita-se que os oligômeros sejam menos afetados pelos IPs por que se ligam melhor ao substrato diminuindo a afinidade dos IPs, ou ainda por hidrolisá-los. O Papel da elastase na adaptação é incerto (AU)

• Processo FAPESP: 96/08059-7 - Plantas transgenicas de fumo expressando o inibidor de protease do tipo ii de batata: acao sobre o desenvolvimento e metabolismo larval de heliothis virescens (fabr. 1781).
• Beneficiário: Loislene Oliveira Brito
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado