Corpo Discente - Egressos
Giselly Batista Alves
| Título | CARACTERIZAÇÃO DE ISOLADOS DE Bacillus thuringiensis COM POTENCIAL INSETICIDA: ABORDAGENS GENÔMICA E PROTEÔMICA | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 28/02/2023 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Em sigilo | ||||||||||||||||||||||||
Banca
| |||||||||||||||||||||||||
| Palavras-Chaves | Bacillus thuringiensis; Genes cry(/i>; Diptera; Lepidoptera. | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | A busca por alternativas sustentáveis que possam substituir os inseticidas químicos constitui uma importante estratégia para garantir o controle de insetos-praga de forma segura. Neste sentido, Bacillus thuringiensis (Bt) se destaca pela produção de proteínas inseticidas capazes de atuar no controle biológico de insetos-praga de diferentes ordens. Neste trabalho, buscouse alternativas para o controle de insetos dípteros e lepidópteros a partir de bioensaios realizados com cepas de Bt isolados no Tocantins. Para explorar todos os genes relacionados com a patogenicidade dos isolados, os genomas dessas bactérias foram sequenciados. Além disso, nos capítulos dois e quatro, a proteômica foi integrada à análise genômica para a análise de proteínas expressas na mistura de esporos-cristais. No capítulo 1, a análise comparativa de quatro genomas de isolados de Bacillus thuringiensis subsp. israelensis, com toxicidade para Aedes aegypti e Culex quinquefasciatus, revelou alta identidade de sequência de nucleotídeos (>98%), mesmo perfil plasmidial e de proteínas pesticidas (cry4Ba, cry4Aa, cry11Aa, cry10Aa, cyt1Aa, cyt2Ba e cytCa). O genoma do isolado Bt TOD651, apresentado no capítulo 2, com atividade tóxica para A. aegypti e C. quinquefasciatus (CL50 de 0.011 e 0.023 µg/mL, respectivamente), apresentou regiões CDS altamente homólogas com os genes cry11Aa3, cry10Aa4, cry4Aa4, cry4Ba5, cyt1Aa5, cyt1Ca1, cyt2Ba13, mpp60Aa3 e mpp60Ba3. A expressão das proteínas Cry11Aa3, Cry10Aa4, Cry4Aa4, Cry4Ba5, Cyt1Aa5, Cyt1Ca1, Cyt2Ba13 e Mpp60Ba3 foi identificada na mistura de esporos-cristais, em que Cry4Ba5 foi mais abundante que Cyt1Aa5. Além disso, a expressão da enzima Mppe foi a mais abundante dentre as proteases. Já no capítulo 3, a cepa Bt UFT038, testada para diferentes pragas de soja, apresentou maior toxicidade para Spodoptera cosmioides (CL50=6,8 106 /cm2 ) e sua análise genômica revelou a presença dos genes cry1Aa8, cry1Ac11, cry1Ia44, cry2Aa9, cry2Ab35 e vip3Af5. Por fim, no capítulo 4, a cepa Bt TOL651, filogeneticamente próximo a subespécie kenyae, foi mais tóxico para Anticarsia gemmatalis (LC50 =1.45 ng.cm-2 ) em comparação a Diatraea saccharalis (LC50 = 73.77 ng.cm-2 ). Sua análise genômica permitiu detectar os genes cry1Aa18, cry1Ia44, cry2Aa9 e cry1Ac5, enquanto a proteômica indicou expressão das proteínas Cry1Aa18, Cry1Ac5 e Cry2Aa9, do qual a Cry1Ac5 foi mais abundante. Além disso, o fator de virulência InhA1 foi detectado e, portanto, também deve contribuir com a toxicidade deste isolado. Por fim, os isolados de Bt deste estudo são alternativas para o controle biológico e a caracterização genômica e genômica-proteômica são etapas importantes que poderão contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias de biocontrole de mosquitos vetores de doenças e pragas agrícolas. | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | Sustainable alternatives that can replace chemical insecticides are necessary for insect pest control. Bacillus thuringiensis (Bt) is a bacterium that produces insecticidal proteins toxic against insect pests of different orders. In this work, we performed bioassays using Bt strains isolated from Tocantins against dipterous and lepidopteran insects. To explore all the genes related to the pathogenicity of the isolates, the genomes of these bacteria were sequenced. Furthermore, in chapters two and four, proteomic was combined with genomic analysis to detect proteins expressed in the spore-crystal mixture. In chapter one, a comparative analysis of four genomes of Bacillus thuringiensis subsp. israelensis strains with toxicity to Aedes aegypti and Culex quinquefasciatus revealed high nucleotide sequence identity (>98%), the same plasmids profile, and equal pesticidal protein content (cry4Ba, cry4Aa, cry11Aa, cry10Aa, cyt1Aa, cyt2Ba, and cytCa). The genome of the Bt TOD651 strain, presented in Chapter 2, with toxic activity to A. aegypti and C. quinquefasciatus (CL50 of 0.011 and 0.023 µg/mL, respectively), showed CDS regions highly homologous to cry11Aa3, cry10Aa4, cry4Aa4, cry4Ba5, cyt1Aa5, cyt1Ca1, cyt2Ba13, mpp60Aa3, and mpp60Ba3 genes. The expression of Cry11Aa3, Cry10Aa4, Cry4Aa4, Cry4Ba5, Cyt1Aa5, Cyt1Ca1, Cyt2Ba13, and Mpp60Ba3 proteins was identified in the spore-crystal mixture, of which Cry4Ba5 was more abundant than Cyt1Aa5. The expression of the enzyme Mppe was the most abundant among the proteases. In chapter 3, the Bt UFT038, tested for different soybean pests, showed higher toxicity to Spodoptera cosmioides (CL50=6.8 106 /cm2 ), and its genomic analysis revealed the presence of cry1Aa8, cry1Ac11, cry1Ia44, cry2Aa9, cry2Ab35, and vip3Af5 genes. Finally, in chapter 4, Bt strain TOL651, phylogenetically close to subspecies kenyae, was more toxic to Anticarsia gemmatalis (LC50 =1.45 ng.cm-2 ) compared to Diatraea saccharalis (LC50 = 73.77 ng.cm-2 ). Its genomic analysis allowed the detection of cry1Aa18, cry1Ia44, cry2Aa9, and cry1Ac5 genes, while proteomics indicated expression of Cry1Aa18, Cry1Ac5, and Cry2Aa9 proteins, of which Cry1Ac5 was most abundant. In addition, the virulence factor InhA1 was detected and thus should also contribute to the toxicity of this isolate. In conclusion, the Bt isolates of this study are alternatives for biological control, and genomic and genomicproteomic characterization are important steps that could contribute to the development of new biocontrol strategies for disease vector mosquitoes and agricultural pests | ||||||||||||||||||||||||
Parceiros
