Expressão da toxina Cry10Aa em Solanum lycopersicum e efeitos na biologia da Traça-do-tomateiro (Tuta absoluta)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Fernandes, Pedro Brício Brito
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Tomate - doenças e pragas
Traça-do-tomateiro
Bacillus thuringiensis
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/47464
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2023.
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spelling Expressão da toxina Cry10Aa em Solanum lycopersicum e efeitos na biologia da Traça-do-tomateiro (Tuta absoluta)Tomate - doenças e pragasTraça-do-tomateiroBacillus thuringiensisDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2023.Mais de 90 gêneros integram a família Solanaceae com destaque para o gênero Solanum, considerado um dos grandes ramos desta família com espécies com alto valor nutricional, biotecnológico, bem como medicinal, dentre estas, plantas modelos para a biotecnologia, como: batata (Solanum tuberosum L.), berinjela (Solanum melongena), e tomate (Solanum lycopersicum). O tomate, por sua vez, destaca-se como uma das cinco maiores culturas comerciais no mundo devido ao seu valor industrial e biotecnológico, muito em função da variedade Micro-Tom, considerada uma planta modelo, apresentando um ciclo de vida otimizado, bem como pela sua estatura física reduzida que favorece a sua utilização em investidas de interesse biotecnológico. A suscetibilidade de cultivo do tomate nas mais diversas condições ambientais não anula os danos ocasionados por eventos de instabilidades ambientais, bem como pela ação contínua de predadores. Este processo que pode alcançar a marca de até 50% de perdas de produção total em países subdesenvolvidos, sendo que, dentre os principais agentes predatórios do tomate está a traça-do-tomateiro (Tuta absoluta). A T. absoluta é nativa da América do Sul, amplamente descrita como um predador em culturas diversas, porém, com um amplo alvo predatório em tomate e responsável por cerca de 5% das perdas totais de tomate em todo o mundo. Devido aos desafios associados ao controle convencional da T. absoluta, as estratégias de manejo utilizadas, por vezes, se resumem no uso reiterado de pesticidas sintéticos, abrindo caminho para riscos ambientais e de saúde pública associados aos mesmos. Em contrapartida, estudos recentes de monitoramento populacional têm apontado para um aumento no surgimento de resistência a pesticida em populações de T. absoluta aos princípios ativos comumente utilizados na agricultura, enfatizando a necessidade da busca por moléculas alternativas com segurança e eficácia. Neste sentido, dentre as principais biomoléculas de importância tecnológica descritas nas últimas décadas estão as chamadas toxinas Cry (Bt), parte integrante do metabolismo secundário da bactéria Bacillus thuringiensis e detentoras de um vasto conteúdo literário acerca da sua toxicidade relatada contra dípteras, coleópteros, bem como lepidópteros. Neste trabalho, estudamos o efeito da α-endotoxina Cry10Aa sobre T. absoluta. Com base nestes dados e na importância econômica e cultural associadas ao manejo da T. absoluta, uma das principais pragas predatórias de tomate em expansão mundial, propomos aqui obtenção e validação de toxicidade de um tomate portador do transgene cry10Aa para o manejo da T. absoluta. Explantes cotiledonares de tomateiro da variedade Micro-Tom foram transformados via Agrobacterium tumefaciens EHA105-GS58283- 13pC2300Cry10Aa. Foram geradas 3 linhagens transgênicas, confirmadas por PCR pela detecção do fragmento codante da proteína Cry10Aa de 554 pb, tendo sido a sua inserção no genoma confirmada por Southern blot. A análise da progênie confirmou a presença do inserto na geração T1, segregando em proporção mendeliana 3:1, 15:1 e 63:1. Por sua vez, a análise pelo método de imunoadsorção enzimática (ELISA) revelou um maior acúmulo da proteína Cry10Aa por mg de tecido foliar fresco (~8 ng/mg) para a linhagem L10-cry10Aa. O bioensaio realizado com T. absoluta não apresentou diferença estatística entre a emergência de adultos para os tratamentos L2-cry10Aa, L11-cry10Aa em relação a WT. Em contrapartida, os dados reforçam que a emergência de adultos de T. absoluta pode ser reduzida em até 50% para a linhagem L10-cry10Aa.More than 90 genus are part of the Solanaceae family, with emphasis on the Solanum, considered one of the great branches of this family with species with high nutritional, biotechnological, as well as medicinal value, among these, model plants for biotechnology, such as: the potato (Solanum tuberosum L.), eggplant (Solanum melongena), as well as tomato (Solanum lycopersicum). The tomato, in turn, stands out as one of the five largest commercial crops in the world due to its industrial and biotechnological value, largely due to the Micro-Tom variety, considered a model plant, with an optimized life cycle, as well as due to its reduced physical stature, which favors its use in biotechnological investments. The susceptibility of tomato cultivation in the most diverse environmental conditions does not cancel out the damage caused by events of environmental instabilities, as well as by the continuous action of predators, a process that can reach the mark of up to 50% of total production losses in underdeveloped countries, being that, among the main predatory agents of tomato is the tomato moth (Tuta absoluta), native to South America and widely described as a generalized predator in different cultures, however, with a wide predatory target in tomato, being the damages predatory diseases caused by T. absoluta responsible for about 5% of total tomato losses worldwide. Due to the challenges associated with the conventional control of T. absoluta, the management strategies used, sometimes, are summarized in the repeated use of synthetic pesticides, opening the way for environmental and public health risks associated with them. On the other hand, recent population monitoring studies have pointed to an increase in the emergence of pesticide resistance in populations of T. absoluta to active ingredients commonly used in agriculture, emphasizing the need to search for alternative molecules with safety and efficacy. In this sense, among the main biomolecules of technological importance described in the last decades are the so-called Cry (Bt) toxins, an integral part of the secondary metabolism of the bacterium Bacillus thuringiensis and holders of a vast literary content about their reported toxicity against diptera, coleopteran, nematodes, as well as lepidopterans, largely due to the cytotoxic capacity of these toxins against moths. In this work we studied the effect of α-endotoxin Cry10Aa on T. absoluta. Based on these data and on the economic and cultural importance associated with the management of T. absoluta, one of the main predatory tomato pests in expansion worldwide, we propose here to obtain and validate the toxicity of a tomato carrying the cry10Aa transgene for the management of T. absoluta. Micro-Tom tomato cotyledon explants were transformed via Agrobacterium tumefaciens EHA105-GS58283- 13pC2300Cry10Aa. Three transgenic lines were generated, confirmed by PCR by detecting the 554bp Cry10Aa protein coding fragment, and its insertion into the genome was confirmed by Southern blot. Progeny analysis confirmed the presence of the insert in the T1 generation, segregating in Mendelian proportions 3:1 and 15:1. In turn, analysis by the enzyme immunosorbent method (ELISA) revealed a greater accumulation of Cry10Aa protein per mg of fresh leaf tissue (~8 ng/mg) for the L10-cry10Aa strain. The bioassay performed with T. absoluta showed no statistical difference between emergence of adults for treatments L2-cry10Aa, L11-cry10Aa in relation to WT. On the other hand, the data reinforce that the emergence of T. absoluta adults can be reduced by up to 50% for the L10-cry10Aa lineage.Instituto de Ciências Biológicas (IB)Departamento de Biologia Celular (IB CEL)Programa de Pós-Graduação em Biologia MolecularAragão, Francisco José LimaFernandes, Pedro Brício Brito2024-01-23T21:15:57Z2024-01-23T21:15:57Z2024-01-232022-09-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFERNANDES, Pedro Brício Brito. Expressão da toxina Cry10Aa em Solanum lycopersicum e efeitos na biologia da Traça-do-tomateiro (Tuta absoluta). 2022. 68 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Molecular) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio.unb.br/handle/10482/47464A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-02-27T17:24:16Zoai:repositorio.unb.br:10482/47464Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-02-27T17:24:16Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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