Caracterização de isolados de Bacillus Thuringiensis com potencial inseticida: abordagens genômica e proteômica - Alves, Giselly Batista (2023)
A busca por alternativas sustentáveis que possam substituir os inseticidas químicos constitui uma importante estratégia para garantir o controle de insetos-praga de forma segura. Neste sentido, Bacillus thuringiensis (Bt) se destaca pela produção de proteínas inseticidas capazes de atuar no controle biológico de insetos-praga de diferentes ordens. Neste trabalho, buscou- se alternativas para o controle de insetos dípteros e lepidópteros a partir de bioensaios realizados com cepas de Bt isolados no Tocantins. Para explorar todos os genes relacionados com a patogenicidade dos isolados, os genomas dessas bactérias foram sequenciados. Além disso, nos capítulos dois e quatro, a proteômica foi integrada à análise genômica para a análise de proteínas expressas na mistura de esporos-cristais. No capítulo 1, a análise comparativa de quatro genomas de isolados de Bacillus thuringiensis subsp. israelensis, com toxicidade para Aedes aegypti e Culex quinquefasciatus, revelou alta identidade de sequência de nucleotídeos (>98%), mesmo perfil plasmidial e de proteínas pesticidas (cry4Ba, cry4Aa, cry11Aa, cry10Aa, cyt1Aa, cyt2Ba e cytCa). O genoma do isolado Bt TOD651, apresentado no capítulo 2, com atividade tóxica para A. aegypti e C. quinquefasciatus (CL50 de 0.011 e 0.023 μg/mL, respectivamente), apresentou regiões CDS altamente homólogas com os genes cry11Aa3, cry10Aa4, cry4Aa4, cry4Ba5, cyt1Aa5, cyt1Ca1, cyt2Ba13, mpp60Aa3 e mpp60Ba3. A expressão das proteínas Cry11Aa3, Cry10Aa4, Cry4Aa4, Cry4Ba5, Cyt1Aa5, Cyt1Ca1, Cyt2Ba13 e Mpp60Ba3 foi identificada na mistura de esporos-cristais, em que Cry4Ba5 foi mais abundante que Cyt1Aa5. Além disso, a expressão da enzima Mppe foi a mais abundante dentre as proteases. Já no capítulo 3, a cepa Bt UFT038, testada para diferentes pragas de soja, apresentou maior toxicidade para Spodoptera cosmioides (CL50=6,8 106/cm2) e sua análise genômica revelou a presença dos genes cry1Aa8, cry1Ac11, cry1Ia44, cry2Aa9, cry2Ab35 e vip3Af5. Por fim, no capítulo 4, a cepa Bt TOL651, filogeneticamente próximo a subespécie kenyae, foi mais tóxico para Anticarsia gemmatalis (LC50 =1.45 ng.cm-2) em comparação a Diatraea saccharalis (LC50 = 73.77 ng.cm-2). Sua análise genômica permitiu detectar os genes cry1Aa18, cry1Ia44, cry2Aa9 e cry1Ac5, enquanto a proteômica indicou expressão das proteínas Cry1Aa18, Cry1Ac5 e Cry2Aa9, do qual a Cry1Ac5 foi mais abundante. Além disso, o fator de virulência InhA1 foi detectado e, portanto, também deve contribuir com a toxicidade deste isolado. Por fim, os isolados de Bt deste estudo são alternativas para o controle biológico e a caracterização genômica e genômica-proteômica são etapas importantes que poderão contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias de biocontrole de mosquitos vetores de doenças e pragas agrícolas