Silenciamento gênico de Diatraea saccharalis utilizando a técnica de RNA de interferência (RNAi)

Autor(es)

Bruna Garbatti Factor

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2022-12-05

Membros da banca

Antonio Vargas de Oliveira Figueira; Eduardo Chumbinho de Andrade; Andrea Soares da Costa Fuentes; Maria Carolina Quecine Verdi

• Orientador: Antonio Vargas de Oliveira Figueira

Resumo

O uso da técnica de RNAi vem sendo apontado como uma estratégia inovadora que pode ser integrada no manejo de importantes pragas agrícolas. Diatreaea saccharalis é considerada uma das principais pragas da cana-de-açúcar. Os danos econômicos gerados à cultura são bastante consideráveis. A cada safra, R$ 5 bilhões são perdidos no Brasil em decorrência do ataque desta praga. A junção destes fatores implica, portanto, numa demanda por outros métodos de controle. O silenciamento gênico por RNAi surge como potencial de uso para o controle de D. saccharalis. Logo, o objetivo do trabalho foi avaliar o transcriptoma de D. saccharalis e identificar os relacionados a maquinaria de RNAi nesta espécie, bem como potenciais genes alvos para silenciamento gênico. Além disso, avaliar o silenciamento de genes de D. saccharalis, utilizando o método de entrega de dsRNA via bactéria E. coli HT115 (DE3), disponibilizada em dieta artificial. Ainda, buscou-se realizar a identificação, caracterização e knockdown do gene relacionado a uma proteína de degradação de dsRNA em insetos, principalmente lepidópteros, a REase de D. saccharalis, objetivando maior acúmulo de dsRNA e melhor eficiência RNAi no inseto. Também, estudou-se a criação de um método de entrega de dsRNA para lagartas de D. saccharalis, via bactérias endofíticas Pantoea agglomerans 33.1. Para isto, foi necessário realizar primeiramente o knockout do gene rnc do microrganismo, e posterior transformação para expressão de dsRNA. No geral, foram encontrados contigs homólogos de todos os componentes da rota de RNAi. Além disso, genes envolvidos em rotas de hormônios, resistência a inseticidas e ao trato digestório do inseto foram identificados como candidatos ao silenciamento gênico via RNAi. A partir da avaliação dos parâmetros biológicos (duração da fase larval, mortalidade larval e peso de pupas), pudemos demonstrar com a entrega de dsRNA contra genes alvos específicos do inseto, expressos em bactérias E. coli HT115 (DE3), a ausência de evidências de efeitos de silenciamento gênico, presumindo-se que, tal como ocorre na maioria dos insetos da ordem Lepidoptera, D. saccharalis apresenta recalcitrância aos mecanismos de RNAi. Além disso, a identificação e o knockdown do gene Ds_up56, que codifica REase em D. saccharalis, reduziu em 3,5 vezes o acúmulo de transcritos de CHI demonstrando a contribuição deste gene para a degradação de transcritos do gene alvo e aumentando a eficiência RNAi, justificando a recalcitrância de D. saccharalis ao RNAi. Por fim, com o knockout do gene rnc de P. agglomerans 33.1 e com a transformação deste microrganismo com vetor de silenciamento pdag para expressar dsRNA contra um gene específico de D. saccharalis, demostramos a ocorrência de acúmulo de dsRNA no hospedeiro bacteriano, propondo a utilização de P. agglomerans 33.1Δrnc como vetor de entrega RNAi para o controle de insetos-praga, demonstrando ser uma alternativa potencial para a proteção de culturas agronômicas relevantes. (AU)

• Processo FAPESP: 17/17882-7 - Silenciamento gênico de Diatraea saccharalis utilizando a técnica de RNA de interferência (RNAi)
• Beneficiário: Bruna Garbatti Factor
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto