Estudos funcionais de inibidores de proteases e serino proteases de plantas envolvidas na resposta a herbivoria

Resumo

As plantas evoluíram um amplo arranjo de mecanismos de defesa para se proteger da vasta gama de patógenos e insetos herbívoros com que são confrontadas. Dentro destes mecanismos de defesa estão as respostas induzidas que são ativadas sistemicamente nas plantas em resposta a infecção ou ataque por insetos. A resposta das plantas ao ataque por herbívoros é complexa e seu entendimento a nível molecular vem sendo estudado, principalmente na identificação e caracterização dos vários componentes da cascata de sinalização. O entendimento das vias de sinalização pode contribuir para o desenvolvimento de novas metodologias para aumentar a resistência de plantas a insetos. Há um entendimento de que existe uma clara interação entre as vias de sinalização na regulação da expressão gênica dos genes de defesa. Em seu habitat, as plantas são submetidas a múltiplos estresses bióticos e abióticos simultâneos. Cada ataque ativa uma ou várias vias de sinalização para assegurar uma resposta defensiva efetiva no tempo e no espaço. Portanto, as plantas precisam ser capazes de identificar e priorizar cada via de sinalização a fim de montar a estratégia de defesa mais eficaz para minimizar danos correntes e futuros e também para preservar o crescimento vegetativo e sucesso reprodutivo. Poucos trabalhos têm reportado a identificação e caracterização de proteases de plantas que são induzidas por herbivoria e estão relacionadas na defesa contra insetos. Um estudo sobre a análise da expressão gênica em larga escala por macroarranjos de DNA contendo 248 sequências de proteases e inibidores de proteases de cana-de-açúcar identificou 22 genes responsivos ao tratamento com Diatraea saccharalis, sendo 14 regulados positivamente e oito genes regulados negativamente. A partir destes resultados, estudos de genômica funcional serão realizados a fim de determinar a função destes inibidores e proteases como parte do mecanismo de defesa das plantas contra herbívoros. A verificação da conservação destes genes na resposta de Arabidopsis thaliana contra herbívoros também será realizada, permitindo um aprofundamento na caracterização funcional destes genes. Alem disso, pretende-se estudar a expressão destes inibidores e proteases de cana-de-açúcar expostas ao ataque de outras pragas como Sphenophorus levis e Mahanarva fimbriolata.