Silenciamento gênico por RNA de interferência (RNAi) para controle de Diatraea saccharalis por expressão de dsRNA em Pantoea agglomerans 33.1.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Baba Junior, Ricardo Yoshio
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:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-12092025-083221/
Resumo: Diatraea saccharalis é considerada uma das principais pragas da cana-de-açúcar, e os danos econômicos gerados à cultura são bastante consideráveis, havendo uma demanda por novos métodos de controle. A técnica de RNA de interferência (RNAi) representa uma tecnologia inovadora que permite controlar pragas de forma específica com baixa toxicidade intrínseca. RNAi é um mecanismo de regulação pós-transcricional, desencadeado por exposição a RNA em fita dupla (dsRNA) de sequência homóloga a um gene-alvo. A entrega de moléculas de dsRNA homólogas a genes essenciais de um organismo pode levar ao silenciamento gênico, que pode resultar em prejuízos para o desenvolvimento da espécie afetada, ou até mesmo sua morte. O uso de entrega oral por micro-organismos (oral delivery by microbes) apresenta como vantagem o custo reduzido pela produção em escala e a maior proteção das moléculas de dsRNA contra a degradação no ambiente e no inseto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o silenciamento de genes de D. saccharalis, utilizando como plataforma de entrega de dsRNA a bactéria endofítica Pantoea agglomerans 33.1 contendo o gene rnc nocauteado de modo a reduzir a degradação interna do dsRNA. Essa linhagem foi previamente desenvolvida no nosso laboratório. Foi avaliada a capacidade de colonização pela P. agglomerans 33.1:rnc em plantas de cana-de-açúcar expressando gfp por microscopia confocal, reisolamento e amplificação enzimática quantitativa (qPCR). O método de entrega das bactérias expressando dsRNA foi por meio de dieta artificial para avaliar os efeitos de silenciamento dos genes alvo Quitina Sintase (CHI), Juvenile Hormone Epoxide Hydrolase (JHEH), Neverland (NVD) e RNAi efficiency-related nuclease (REase) em lagartas de D. saccharalis. Foram avaliados os parâmetros: mortalidade e peso das lagartas, além de avaliar a expressão relativa dos genes alvo nas lagartas. A bactéria endofítica apresentou uma capacidade de colonizar tecidos radiculares e o interior dos colmos das plantas de cana-de-açúcar, demonstrando ser boa candidata para entrega de dsRNA. A aplicação da entrega de dsRNA por bactérias via dieta artificial deve ser aperfeiçoada, pois requer que a dieta não contenha nenhum anticontaminante, sendo frequentemente contaminada, dificultando o estudo a longo prazo. A ausência de efeitos de silenciamento apresentados corrobora com o observado em diversos estudos com insetos da ordem Lepidoptera, que apresentam uma maior recalcitrância ao RNAi que outras ordens de insetos
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A entrega de moléculas de dsRNA homólogas a genes essenciais de um organismo pode levar ao silenciamento gênico, que pode resultar em prejuízos para o desenvolvimento da espécie afetada, ou até mesmo sua morte. O uso de entrega oral por micro-organismos (oral delivery by microbes) apresenta como vantagem o custo reduzido pela produção em escala e a maior proteção das moléculas de dsRNA contra a degradação no ambiente e no inseto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o silenciamento de genes de D. saccharalis, utilizando como plataforma de entrega de dsRNA a bactéria endofítica Pantoea agglomerans 33.1 contendo o gene rnc nocauteado de modo a reduzir a degradação interna do dsRNA. Essa linhagem foi previamente desenvolvida no nosso laboratório. Foi avaliada a capacidade de colonização pela P. agglomerans 33.1:rnc em plantas de cana-de-açúcar expressando gfp por microscopia confocal, reisolamento e amplificação enzimática quantitativa (qPCR). O método de entrega das bactérias expressando dsRNA foi por meio de dieta artificial para avaliar os efeitos de silenciamento dos genes alvo Quitina Sintase (CHI), Juvenile Hormone Epoxide Hydrolase (JHEH), Neverland (NVD) e RNAi efficiency-related nuclease (REase) em lagartas de D. saccharalis. Foram avaliados os parâmetros: mortalidade e peso das lagartas, além de avaliar a expressão relativa dos genes alvo nas lagartas. A bactéria endofítica apresentou uma capacidade de colonizar tecidos radiculares e o interior dos colmos das plantas de cana-de-açúcar, demonstrando ser boa candidata para entrega de dsRNA. A aplicação da entrega de dsRNA por bactérias via dieta artificial deve ser aperfeiçoada, pois requer que a dieta não contenha nenhum anticontaminante, sendo frequentemente contaminada, dificultando o estudo a longo prazo. A ausência de efeitos de silenciamento apresentados corrobora com o observado em diversos estudos com insetos da ordem Lepidoptera, que apresentam uma maior recalcitrância ao RNAi que outras ordens de insetosDiatraea saccharalis is considered one of the main pests of sugarcane, causing significant economic damage to the crop and creating a demand for new control methods. The RNA interference (RNAi) technique represents an innovative technology which enables specific pest control with low intrinsic toxicity. RNAi is a post-transcriptional regulatory mechanism triggered by exposure to double-stranded RNA (dsRNA) homologous to a target gene. The delivery of dsRNA molecules homologous to essential genes of an organism can lead to gene silencing, which may impair the development of the affected species or even cause its death. The use of microbial oral delivery offers advantages such as reduced costs through large-scale production and enhanced protection of dsRNA molecules against degradation in the environment and within the insect. The objective of this study was to evaluate gene silencing in D. saccharalis using the endophytic bacterium Pantoea agglomerans 33.1 with the rnc gene knocked out as a dsRNA delivery platform to reduce internal dsRNA degradation. This strain was previously developed in our laboratory. The colonization capacity of the P. agglomerans 33.1:rnc in sugarcane plants was assessed through gfp detection via confocal microscopy, re-isolation, and quantitative enzymatic amplification (qPCR). The delivery method for bacteria expressing dsRNA involved an artificial diet to evaluate the silencing effects on target genes: Chitin Synthase (CHI), Juvenile Hormone Epoxide Hydrolase (JHEH), Neverland (NVD), and RNAi efficiency-related nuclease (REase) in D. saccharalis larvae. Parameters evaluated included larval mortality, weight, and relative expression of target genes. The endophytic bacterium demonstrated the ability to colonize root tissues and the interior of sugarcane stalks, proving to be a strong candidate for dsRNA delivery. However, the application of bacterial dsRNA delivery via artificial diet requires optimization, as the diet must be free of antimicrobial agents, leading to frequent contamination and complicating long-term studies. The observed absence of silencing effects aligns with findings from various studies on insects of the order Lepidoptera, which exhibit greater recalcitrance to RNAi compared to other insect ordersBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFigueira, Antonio Vargas de OliveiraBaba Junior, Ricardo Yoshio2025-06-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-12092025-083221/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/openAccesspor2025-09-26T14:24:02Zoai:teses.usp.br:tde-12092025-083221Biblioteca 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:27212025-09-26T14:24:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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