Genômica de populações no estudo de aspectos evolutivos de Diatraea saccharalis: uma importante praga da cultura da cana-de-açúcar e do milho no Brasil

Resumo

Neste projeto de pesquisa propomos a utilização de duas abordagens da genética de populações para estudar a associação/adaptação inseto-planta. A primeira etapa do trabalho envolve a utilização de marcadores moleculares microssatélites neutros, e a segunda abordagem envolve a realização de "scan" genômico comparativo utilizando marcadores AFLP e SNPs obtidos por RAD-seq. O inseto modelo de estudo é comumente conhecido como broca-da-cana-de-açúcar (Diatraea saccharalis). É uma espécie de hábito polifago, que utiliza como substrato alimentar, durante a fase imatura, várias espécies de gramíneas, em especial as utilizadas na agricultura, como: cana-de-açúcar, arroz e milho, por isso seu status de praga agrícola. Estudos de ecologia molecular são importantes para quantificar a variabilidade genética e identificar estrutura genética dentro e entre populações de espécies. Além disso, permitem identificar quais são os fatores que determinar padrões de estruturação genética. Esses estudos são feitos utilizando marcadores moleculares neutros, e a hipótese testada é sobre o efeito da distância geográfica na estruturação genética. Entretanto, em se tratando de espécies de inseto de hábito polifago, outros fatores como presença plantas hospedeiras alternativas podem causar, ao longo do tempo, a diferenciação de populações. Ao longo do tempo essa separação pode levar o surgimento de raças associadas a cada planta. O presente trabalho combina as vantagens da abordagem de ecologia molecular e da genômica de populações e permitirá estudar os padrões de estruturação genética e fluxo gênico entre populações associadas à mesma planta hospedeira e entre populações de hospedeiros alternativos e identificar possíveis polimorfismo em locos que divergem como causa da associação inseto-planta. Os objetivos deste projeto são desenvolver método de estudo genômico para aspectos ecológicos/evolutivos da associação inseto-planta de insetos por meio da genômica de populações. Será feita uma busca de locos com distribuição não aleatória, que possam estar passando por processo de seleção natural. Essa abordagem é recente dentro da genética de populações (Genômica de Populações), que surgiu baseada nas facilidades em se obter marcadores genéticos e utilização de tecnologia de seqüenciamento de nova geração. Genômica de Populações permite estudar e separar locos de efeito neutro de locos sob efeitos específicos (seleção natural, acasalamento preferencial, etc.) e assim melhorar o entendimento sob eventos naturais que afetam a diversidade genética de populações e espécies. Para isso serão utilizados marcadores AFLP ("Genome scan") e SNPs obtidos por RAD-seq. Essa abordagem além de permitir a estimativa de parâmetros populacionais acurados, permite a identificação de genes candidatos associados à adaptação. Os dados e conclusões obtidos com o presente projeto de pesquisa permitirão refinar o entendimento sobre aspectos evolutivos de insetos pragas a fim de se desenvolver práticas de manejo populacionais mais eficazes e sustentáveis. (AU)