Aplicação de dsRNA sintético ou associado a nanocarreadores de zeína para controle de Tuta absoluta (Meyrick, 1917) por RNAi

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Rodrigues, Leonardo Zimmermann
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: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Biopesticidas
Biopesticides
Gene silencing
Micro-Tom
Nanobiotechnology
Nanobiotecnologia
Silenciamento gênico
Tomato leafminer
Traça-do-tomateiro
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-04092023-155023/
Resumo: O silenciamento gênico por RNA de interferência (RNAi) pode ser uma alternativa segura e sustentável para o controle da traça-do-tomateiro (Tuta absoluta), uma praga que causa prejuízos à produção de tomate pela destruição de folhas e frutos, além de facilitar infecções por patógenos. Novas tecnologias para a produção em larga escala de dsRNA in vitro têm reduzido os custos e tornado o desenvolvimento de biopesticidas à base de dsRNA sintéticos mais atraente. No entanto, a rápida degradação do dsRNA no ambiente e a baixa absorção celular em insetos são fatores limitantes que afetam a eficácia do controle de pragas por RNAi empregando dsRNA sintético. Todavia, estudos sugerem que a associação do dsRNA a nanocarreadores poderia superar essas limitações. Neste contexto, investigamos a eficácia da aplicação foliar de dsRNA sintético ou associado a nanocarreadores de zeína (nZ) em tomateiro Micro-Tom (MT) contra T. absoluta. Em ambos os casos foi utilizado dsRNA sintético homólogo a regiões dos genes arginina kinase (AK) ou ATPase vacuolar subunidade A (ATPase), além do Green Fluorescent Protein (GFP) como controle. A pulverização de nZ-dsRNA em MT não apresentou eficácia contra T. absoluta quando comparado ao dsRNA sintético (não-carreado), que causou alta mortalidade larval, redução do peso das larvas ou do dano foliar em MT. Por outro lado, nZ-dsRNA apresentou um potencial efeito para controle de T. absoluta na fase de ovo, o que não foi observado pelo dsRNA sintético (não-carreado). Por meio de microscopia confocal, foi confirmada a habilidade do dsRNA sintético ou nZ-dsRNA em penetrar as folhas e serem ingeridos por larvas, bem como a capacidade de absorção radicular e translocação do dsRNA sintético ou do nZ-dsRNA na planta, o que indica uma possível alternativa para o controle da praga pela entrega de dsRNA via radicular, embora a exposição de nZ via raízes possa ter prejudicado o tomateiro MT
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No entanto, a rápida degradação do dsRNA no ambiente e a baixa absorção celular em insetos são fatores limitantes que afetam a eficácia do controle de pragas por RNAi empregando dsRNA sintético. Todavia, estudos sugerem que a associação do dsRNA a nanocarreadores poderia superar essas limitações. Neste contexto, investigamos a eficácia da aplicação foliar de dsRNA sintético ou associado a nanocarreadores de zeína (nZ) em tomateiro Micro-Tom (MT) contra T. absoluta. Em ambos os casos foi utilizado dsRNA sintético homólogo a regiões dos genes arginina kinase (AK) ou ATPase vacuolar subunidade A (ATPase), além do Green Fluorescent Protein (GFP) como controle. A pulverização de nZ-dsRNA em MT não apresentou eficácia contra T. absoluta quando comparado ao dsRNA sintético (não-carreado), que causou alta mortalidade larval, redução do peso das larvas ou do dano foliar em MT. Por outro lado, nZ-dsRNA apresentou um potencial efeito para controle de T. absoluta na fase de ovo, o que não foi observado pelo dsRNA sintético (não-carreado). Por meio de microscopia confocal, foi confirmada a habilidade do dsRNA sintético ou nZ-dsRNA em penetrar as folhas e serem ingeridos por larvas, bem como a capacidade de absorção radicular e translocação do dsRNA sintético ou do nZ-dsRNA na planta, o que indica uma possível alternativa para o controle da praga pela entrega de dsRNA via radicular, embora a exposição de nZ via raízes possa ter prejudicado o tomateiro MTGene silencing by RNA interference (RNAi) can be a safe and sustainable alternative to control the tomato leafminer (Tuta absoluta), one of the most serious pests of tomato production that causes significant damage by destroying leaves and fruits and facilitating infections by pathogens. Recently, new technologies for large-scale in vitro production of dsRNA have reduced costs and made the development of biopesticides based on synthetic dsRNA an attractive option. However, the rapid environmental degradation of synthetic dsRNA and low cellular uptake in insects are limiting factors that may affect the efficacy of pest control by RNAi. Nonetheless, studies indicate that the use of nanocarriers can overcome these limitations. In this context, we investigated the efficacy of foliar application of synthetic dsRNA or dsRNA associated with zein nanocarriers (nZ) in tomato Micro-Tom (MT) against T. absoluta. In both cases, synthetic dsRNA homologous to the target genes arginine kinase (AK) or vacuolar ATPase (ATPase), and Green Fluorescent Protein (GFP) as a control gene, were used. Spraying nZ-dsRNA on tomato plants did not show effective control of the tomato leafminer when compared to non-carried synthetic dsRNA, which caused high larval mortality, significant reduction in larval weight, or foliar damage in tomato MT. On the other hand, nZ-dsRNA showed a potential effect to control T. absoluta in the egg phase, which was not observed by non-carried synthetic dsRNA. Additionally, the ability of synthetic dsRNA or nZ-dsRNA to penetrate leaves and be ingested by larvae was confirmed, as well as the ability of the tomato root to absorb synthetic dsRNA or nZ-dsRNA and translocate them to the leaves, which indicates a possible alternative for pest control by RNAi through the delivery of synthetic dsRNA via the root system. However, a toxicity assay suggested that nZ root uptake may be harmful to tomato plantBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFigueira, Antonio Vargas de OliveiraRodrigues, Leonardo Zimmermann2023-07-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-04092023-155023/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2023-10-10T12:53:02Zoai:teses.usp.br:tde-04092023-155023Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-10-10T12:53:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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