Estudo bioquímico da soja em defesa induzida pela herbivoria do percevejo-marrom euchistus heros (Heteroptera : Pentatomidae)

Abstract

Atualmente a soja é uma das culturas mais importantes para o agronegócio nacional devido aos seus múltiplos usos, e tem na região Centro-Oeste a maior produção do país. Este trabalho de mestrado visou avaliar a resposta adaptativa bioquímica de duas variedades de soja sob herbivoria do percevejo-marrom (Euschistus heros), importante praga da cultura, através (i) da quantificação da atividade de determinadas enzimas do sistema antioxidante (guaiacol peroxidase, catalase, ascorbato peroxidase e lipoxigenase 3) e da (ii) identificação de enzimas envolvidas em vias metabólicas chaves através de análise proteômica. Duas variedades de soja, uma que é considerada resistente à herbivoria do percevejo (IAC-100), e outra susceptível (Silvânia) em estágio V3, foram expostas à herbivoria por 96 h, das quais as folhas foram coletadas em intervalos de 24 h. A variedade Silvânia foi a que apresentou significativa diferença na resposta antioxidante durante a herbivoria do percevejo-marrom. Exceto para a ascorbato peroxidase, todas as demais enzimas apresentaram atividade variada ao longo do tempo de herbivoria, evidenciando assim uma maior resposta ao estresse gerado pela herbivoria do percevejo-marrom. Adicionalmente, essa variedade apresentou, em média, 386 proteínas foliares totais, das quais 17 tiveram seu nível de expressão alterado quando em herbivoria. Dentre as proteínas com expressão diferenciada estão a CP4EPSPS (enolpiruvil shikimato-3-fosfato sintase), a proteína rica em glicina do tipo 2b, e as chaperonas de 20 e 70 kDa. A variedade IAC-100 não apresentou modificações nas atividades das enzimas antioxidantes estudadas e apresentou em média 191 proteínas foliares totais, das quais 10 tiveram seu nível de expressão alterado em função da herbivoria - foram identificadas a gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase e a enzima rubisco. A interpretação da função das proteínas diferencialmente expressas, aliada aos resultados do sistema de defesa antioxidante, possibilitou compreender melhor os mecanismos bioquímicos de resistência/susceptibilidade nas duas variedades de soja, assim como dar maior embasamento à proposta de que a IAC-100 é mais resistente à herbivoria do percevejo-marrom. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Currently soy is one of the most important crops for agribusiness because of its multiple uses, and has in the Midwest the biggest production of the country. This master thesis was to evaluate the biochemical adaptive response of two soybean varieties under herbivory brown stink bug (Euschistus heros), an important pest of culture through (i) the quantification of the activity of certain enzymes of the antioxidant system (guaiacol peroxidase, catalase , ascorbate peroxidase and lipoxygenase 3) and (ii) identification of enzymes involved in key metabolic pathways through proteomic analysis. Two soybean varieties, one that is considered resistant to herbivory stink bug (IAC-100), and another capable (Silvânia) V3 stage were exposed to herbivory by 96 h, the leaves of which were collected at intervals of 24 h. The variety Silvânia showed the significant difference in antioxidant response during herbivory brown stink bug. Except for ascorbate peroxidase, all other enzymes showed activity varied over time from herbivory, thus revealing a greater stress response generated by herbivory of the brown stink bug. Additionally, the variety show, in average, 386 total leaf proteins, of which 17 had their expression level changed when herbivory. Among the proteins with differential expression are CP4EPSPS (enolpyruvyl shikimate-3-phosphate synthase), glycine-rich protein 2b-like, and chaperones 20 and 70 kDa. IAC-100 showed no changes in the activities of antioxidant enzymes studied and showed an average of 191 total leaf proteins, of which 10 had their expression level changed depending on herbivores - were identified glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and the enzyme rubisco. The interpretation of the function of differentially expressed proteins, coupled with the results of the antioxidant defense system, enabled a better understanding of the biochemical mechanisms of resistance / susceptibility in two soybean varieties, as well as giving greater basis for the proposal that the IAC-100 is more resistant herbivory of the brown stink bug.