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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.64.2022.tde-27092022-113758
Documento
Autor
Nombre completo
Larissa Costa de Souza
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2022
Director
Tribunal
Figueira, Antonio Vargas de Oliveira (Presidente)
Andrade, Eduardo Chumbinho de
Medeiros, Ane Hackbart de
Título en portugués
Silenciamento gênico por RNA interferente (RNAi) em traça-do-tomateiro, Tuta absoluta (Meyrick): abordagens de entrega do dsRNA.
Palabras clave en portugués
Entregas de dsRNA
RNAi
Silenciamento gênico
Tuta absoluta
Resumen en portugués
A Traça-do-tomateiro, Tuta absoluta Meyrick 1917 (Lepidoptera: Gelechiidae), é uma das pragas de maior importância econômica do tomateiro. O inseto pode causar perdas de 80 a 100% na produção de tomate por meio do consumo dos tecidos do mesófilo foliar das plantas, causando redução da capacidade fotossintética e da biomassa vegetal. Devido ao uso repetitivo e excessivo de inseticidas sem a devida rotação dos princípios ativos, associado ao alto número de gerações da praga durante o ciclo do tomateiro, há o potencial surgimento de populações resistentes de T. absoluta aos inseticidas, sendo necessárias novas tecnologias para controle desta praga. O RNA interferente (RNAi) consiste em um mecanismo de silenciamento gênico que envolve o fornecimento de moléculas de RNA de fita dupla (dsRNA) homólogas a uma sequência específica de gene alvo essencial da praga que leva ao silenciamento da expressão deste. A entrega da tecnologia de RNAi em campo pode ser via geração de plantas que produzam o dsRNA via transgenia ou a produção de moléculas de dsRNA para aplicar diretamente na planta e no inseto como um inseticida, sendo necessário estudos para avaliar a forma eficiente de entrega de RNAi contra os insetos praga e seu potencial de controle. Com isso, neste estudo foi analisada a entrega de dsRNA para o controle de T. absoluta via plantas transgênicas e por dsRNA sintético absorvidos em folíolos de tomateiro destacados. Nas duas formas de entrega, foram utilizadas as mesmas regiões dos mesmos genes alvos, sendo o que codifica a subunidade A da ATPase vacuolar (V-ATPase A) e a Arginina quinase (AK). Na primeira etapa do trabalho foi possível otimizar um método de entrega das plantas de tomateiro cv. Micro-Tom para lagartas de T. absoluta, que permitiu uma avaliação precisa do dano foliar e permitiu o desenvolvimento normal do inseto. O método testou três densidades de lagartas expostas para se alimentar nos folíolos do tomateiro, e foi avaliado a área de lesão, duração e viabilidade das fases de lagarta, pupa e adulto. O melhor resultado obtido de acordo com os parâmetos avaliados foi o de densidade de 3 lagartas récem eclodidas, sendo colocada uma lagarta por foliolo, podendo mantê-las por 12 dias até completar seu ciclo larval normal, permitindo avaliar o dano foliar. Posteriormente, foram realizados ensaios com a entrega de tomateiro cv. Micro-Tom transgênicos empregando a metodologia anterior. Os eventos transgênicos foram selecionados após a confirmação da transgenia na geração de plantas T3 pela amplificação de fragemtno por reação em cadeia da polimerase (PCR) e pelo nível de expressão dos transgenes pela amplificação quantitativa de transcritos reverso (RT-qPCR). Entre os oito eventos V-ATPase-A e cinco AK, foram escolhidos quatro V-ATPase e três AK. Os ensaios de entrega dos eventos trangênicos permitiram detectar a diminuição significativa da herbivoria para os eventos AK3 e VATPase 4.1 e o silenciamento dos genes alvos da T. absoluta quando alimentadas dos eventos AK3 e VATPase 1.2. Para os ensaios conduzidos de entrega de moléculas de dsRNA sintéticas por meio em folíolos destacados de tomateiro cv. Santa Clara que absorveram o dsRNA via peciolo houve redução significativada herbivoria de T. absoluta nos folíolos tratados com 2 e 4 g de dsRNA com sequências do gene AK e nos tratamentos com 1 e 4 g de dsRNA com sequências do gene V-ATPase A em relação ao controle com água. Em conclusão, este trabalho desenvolveu uma metodologia eficiente para entrega de tomateiro cv. Micro-Tom e detectou a redução da herbivoria e silenciamento gênico de T. absoluta quando lagartas se alimentaram dos eventos transgênicos de RNAi para o gene AK e V-ATPase A. Também demonstrou menor herbivoria de T. absoluta com a entrega de dsRNA sintetizados in vitro para os genes alvos AK e V-ATPase A
Título en inglés
Gene silencing by RNA interference (RNAi) in the South American tomato pinworm, Tuta absoluta (Meyrick): dsRNA delivery approaches
Palabras clave en inglés
dsRNA deliveries
Gene silencing
RNAi
Tuta absoluta
Resumen en inglés
The South American tomato pinworm, Tuta absoluta Meyrick 1917 (Lepidoptera: Gelechiidae), is one of the most economically important pests of tomato. The insect can cause 80 to 100% losses in tomato production through consumption of plant leaf mesophyll tissues, causing a reduction in photosynthetic capacity and plant biomass. Due to the repetitive and excessive use of insecticides without proper rotation of the active ingredients, associated with the high number of generations of the pest during the tomato cycle, there is the potential emergence of resistant populations of T. absoluta to insecticides, requiring new technologies to control it. of this plague. Interfering RNA (RNAi) consists of a gene silencing mechanism that involves the supply of double-stranded RNA (dsRNA) molecules homologous to a specific sequence of an essential target gene of the pest that leads to the silencing of its expression. The delivery of RNAi technology in the field can be via the generation of plants that produce the dsRNA via transgenics or the production of dsRNA molecules to apply directly to the plant and insect as an insecticide, requiring studies to evaluate the efficient way of delivery of dsRNA. RNAi against insect pests and their control potential. Thus, in this study, the delivery of dsRNA for the control of T. absoluta via transgenic plants and by synthetic dsRNA absorbed in detached tomato leaflets was analyzed. In both forms of delivery, the same regions of the same target genes were used, the one encoding the A subunit of vacuolar ATPase (V-ATPase A) and Arginine kinase (AK). In the first stage of the work, it was possible to optimize a method of delivery of tomato plants cv. Micro-Tom for T. absoluta caterpillars, which allowed an accurate assessment of leaf damage and allowed normal insect development. The method tested three densities of caterpillars exposed to feed on tomato leaflets, and the lesion area, duration and viability of the caterpillar, pupal and adult stages were evaluated. The best result obtained according to the evaluated parameters was the density of 3 newly hatched caterpillars, with one caterpillar per leaflet, being able to keep them for 12 days until they complete their normal larval cycle, allowing to evaluate the leaf damage. Subsequently, tests were carried out with the delivery of tomato cv. Micro-Tom transgenics using the previous methodology. The transgenic events were selected after the confirmation of transgenesis in the generation of T3 plants by the amplification of fragments by polymerase chain reaction (PCR) and by the level of expression of the transgenes by quantitative amplification of reverse transcripts (RT-qPCR). Among the eight V-ATPase-A and five AK events, four V-ATPase and three AK events were chosen. The transgenic event delivery assays allowed to detect a significant decrease in herbivory for AK3 and VATPase 4.1 events and the silencing of T. absoluta target genes when fed on AK3 and VATPase 1.2 events. For the delivery assays of synthetic dsRNA molecules through medium in detached leaflets of tomato cv. Santa Clara that absorbed dsRNA via petiole, there was a significant reduction in the herbivory of T. absoluta in leaflets treated with 2 and 4 g of dsRNA with AK gene sequences and in treatments with 1 and 4 g of dsRNA with V-ATPase A gene sequences in compared to water control. In conclusion, this work developed an efficient methodology for the delivery of tomato cv. Micro-Tom e detected the reduction of herbivory and gene silencing of T. absoluta when caterpillars fed on the transgenic events of RNAi for gene AK and V-ATPase A. It also showed lower herbivory of T. absoluta with the delivery of dsRNA synthesized in vitro for the target genes AK and V-ATPase A
 
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Fecha de Publicación
2022-10-24
 
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