Identificação e perfil de expressão de transcritos relacionados à olfação no percevejo-marrom Euschistus heros (Hemiptera: Pentatomidae) praga da soja

Abstract

O percevejo-marrom Euschistus heros é uma praga que reduz consideravelmente a produtividade nacional de culturas agrícolas de grande importância econômica, dentre elas a soja. Visando subsidiar o desenvolvimento de ferramentas biotecnológicas alternativas para auxílio no controle dessa praga, o presente trabalho realizou o estudo da expressão de genes relacionados à olfação e análise do perfil e sítios de expressão utilizando as técnicas de qPCR em Tempo Real e hibridização in situ, respectivamente. A prospecção foi realizada através da construção de uma biblioteca de cDNA a partir do RNA total extraído das antenas utilizando o kit Smart cDNA Library Construction (Clontech®). Mil clones foram sequenciados e, através de bioinformática, foram identificadas duas sequências de 477 e 294 pares bases pertencentes a genes da família das proteínas ligantes de odorantes (Odorant Binding Protein - OBP) que foram denominados EherOBP1 e EherOBP2, respectivamente. O EherOBP1 possui sequência deduzida de aminoácidos de 16 kDa e pI 5,18, peptídio sinal na extremidade N-terminal, domínio de ligação a feromônio (Pheromone Binding Protein – PBP) e seis resíduos de cisteína em posições conservadas, todas características esperadas para proteínas integrantes da família OBP. Embora parcial, a sequência deduzida de aminoácidos de EherOBP2 já pode também ser atribuída a função hipotética de proteína ligante a odor devido a presença do domínio PBP e cinco resíduos de cisteína em posições conservadas. A análise da expressão diferencial através de RT-PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) indicou que as antenas representam o principal sítio de produção da EherOBP1 em ambos os sexos, sendo a expressão nas antenas de macho cerca de três vezes maior que nas antenas de fêmeas. Em relação a EherOBP2, foi observada uma predominância da expressão nas antenas e abdômen de machos, sendo esta cerca de cinco vezes maior em relação à expressão observada nas antenas de fêmeas. A partir dos resultados obtidos com a localização da hibridização in situ nas antenas foi possível inferir que os mRNAs das EherOBPs são localizados especificamente na base dos órgãos olfativos (sensilas), havendo diferenças na expressão ao longo da antena entre machos e fêmeas. Neste trabalho foram identificados dois transcritos gênicos relacionados à olfação que codificam duas proteínas com provável função de ligação a odorantes. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

In Brazil, the stink bug Euschistus heros represents an important agricultural plague responsible for economic damages on several cultures, including the soy. Aiming the development of alternatives biotechnological tools, the present work conducted the study of the expression of genes related to olfaction through the construction of a cDNA library from transcripts (mRNA) isolated from the antennae and analysis of the profile and sites of expression using the techniques of real-time qPCR and in situ hybridization, respectively. cDNA library was successfully constructed from total RNA extract from adults antenna using the Smart cDNA Library Construction Kit (Clontech®). A total of 1000 cDNA clones were randomly selected and submitted to sequencing. Two transcripts encoding OBPs were identified by bioinformatics approaches. The E. heros OBPs nucleotide sequences showed 477 and 294 pb and were named as EherOBP1 and EherOBP2, respectively. The deduced amino acid sequence of EherOBP1 has16kDa and pI 5.18, signal peptide at the N-terminal, PBP domain and six cysteine residues in conserved positions, all the expected features for members of OBP protein family. Although partial, the deduced amino acid sequence of EherOBP2 can be assigned as a hypothetical Odorant Binding Protein due the presence of PBP domain and five cysteine residues in conserved positions. Analysis of differential expression by quantitative real time PCR indicated that antenna are the main production site of EherOBP1 in both sexes, and the expression in male antennae is about three times higher than in female antennae. Regarding to EherOBP2, there was a predominance of expression in the antennae and abdomen of males, which is about six times greater than the expression observed in the antennae of females. In situ hybridization results showed that EherOBPs mRNAs are specifically expressed on the base of the antenna olfactory organs (sensilas) with differences in the localization of the expression along the antenna of male and female. In this work were identified two transcripts related to olfaction encoding proteins with hypothetical function odorant binding.