Aplicação de estratégias moleculares visando o controle da broca-gigante da cana-de-açúcar (Telchin licus licus, Drury 1770) (Lepidoptera: Castiniidae)

Abstract

A cana-de-açúcar é uma das principais culturas agrícolas do Brasil e apresenta importância comercial significativa em todo o mundo. As lavouras são alvo constante de ataque de insetos-praga e patógenos, além de sofrerem também com estresses abióticos. Dentre os principais insetos-praga responsáveis por grandes impactos econômicos na produção de cana nas regiões Norte e Nordeste encontra-se a broca-gigante da cana-de-açúcar (Telchin licus licus). Existe pouca informação acerca da fisiologia ou biologia molecular dessa praga, o que torna seu controle muito difícil. Entre as estratégias que vêm sendo desenvolvidas para o controle de insetos-praga encontram-se, o uso de toxinas Cry com atividade melhorada especificamente contra o inseto alvo e a utilização do silenciamento gênico por meio da técnica de RNA interferente. O presente trabalho gerou uma biblioteca de genes expressos de T. licus licus, por meio de sequenciamento de cDNAs obtidos de diferentes estágios do ciclo de vida do organismo. O pirosequenciamento do transcriptoma de T. licus licus gerou mais de 600.000 reads que foram anotados em 23.942 contigs de alta qualidade. Após a obtenção da biblioteca, foram selecionados três genes que codificam aminopeptidases N (APNs), que além de atuarem como enzimas digestivas, podem participar como receptores de toxinas Cry. Essas APNs foram caracterizadas quanto a sua capacidade de interação em ensaios de dinâmica molecular e docking molecular com quatro toxinas Cry: Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1Ac e Cry2Aa. A atividade dessas toxinas foi analisada em bioensaios contra larvas neonatas de T. licus licus e mostrou que as toxinas da classe 1A foram as que apresentaram maior mortalidade. Ao comparar os dados dos bioensaios com os resultados da dinâmica molecular e docking, foi observado que a APN4Tl apresentou as características mais próximas a receptores de toxinas Cry já descritos. Além disso, a busca por genes essenciais do inseto permitiu identificar os genes para quitina sintase II e V-ATPase A, os quais foram avaliados em ensaios de silenciamento gênico com larvas neonatas da broca-gigante. A análise de expressão de genes resultou em um extenso trabalho de validação de genes de referência a serem utilizados em experimentos de qRT-PCR. Paralelamente aos estudos do transcriptoma e avaliação de toxinas Cry, foram iniciados experimentos de transformação genética de plantas de cana-de-açúcar visando avaliar o efeito de moléculas entomotóxicas sobre larvas neonatas de T. licus licus em bioensaios. Os resultados aqui apresentados são os primeiros estudos da fisiologia e biologia molecular do inseto e permitiram o desenvolvimento de um método de criação de larvas em laboratório (Patente em preparação). As informações aqui disponibilizadas contribuirão em aplicações futuras visando o desenvolvimento de técnicas aplicadas ao controle biotecnológico da broca-gigante da cana-de-açúcar.