Toxicidade de proteínas bacterianas e análise in silico de Vip3A em população Cry-resistente de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) - Moreira, Raquel Oliveira [UNESP] (2023)
RESUMO - A lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda) é uma praga de alto impacto econômico em grandes culturas, como o milho. Para reduzir os prejuízos causados pelos ataques, são utilizadas cultivares transgênicos expressando proteínas de Bacillus thuringiensis (Bt). Entretanto, a alta pressão de seleção em campo favoreceu a seleção de populações Bt-resistentes dessa praga. Até o momento, não foram relatadas populações de S. frugiperda de campo resistentes a Vip3Aa20, proteína Bt expressa em milhos transgênicos para o controle de lepidópteros-praga. Portanto, é necessário explorar o potencial das proteínas de Bt e de outras espécies de bactérias no manejo da resistência. O objetivo desse trabalho foi avaliar a atividade inseticida de diferentes proteínas bacterianas de Bt, Xenorhabdus nematophila e Photorhabdus akhurstii em duas populações da lagarta-do-cartucho (suscetível e resistente às proteínas Cry1A.105, Cry2Ab2 e Cry1F de Bt). As proteínas Txp40 de P. akhurstii, XnGroel de X. nematophila e diferentes Bt (Vip3Aa20, Vip3Ae e Vip3Af) foram obtidas por expressão heteróloga em Escherichia coli BL21 (DE3) “One Shot”. Posteriormente, ensaios de toxicidade in vitro foram conduzidos para estimar a concentração letal média (CL50) para cada proteína. A CL50 foi estimada a partir de uma curva de nove doses, com quatro repetições de 16 lagartas/dose, previamente definidas para cada população. A comparação da cinética proteolítica também foi realizada para as populações suscetível e resistente de S. frugiperda. As proteínas testadas foram incubadas com o conteúdo intestinal de lagartas de 3º instar, nas condições de 30ºC a 100 rpm e amostras foram coletadas ao longo de 120 min. O produto da proteólise foi quantificado por densitometria para avaliar a intensidade das bandas referentes às proteínas após o processamento no intestino do inseto. As proteínas Txp40 e XnGroel não apresentaram toxicidade em ambas as populações. As CL50 estimadas de Vip3Aa20 e Vip3Af foram, respectivamente, 4x e 14x superior na população resistente de S. frugiperda em relação à população suscetível, e a de Vip3Ae foi semelhante entre as populações. Na cinética proteolítica, diferenças entre as populações avaliadas não foram identificadas. A atividade inseticida diferencial detectada em Vip3Ae foi correlacionada à estrutura molecular da proteína. A localização de motifs diferenciais na região C–terminal, onde a ausência de um sítio foi detectada para Vip3Ae e as alterações nos resíduos Glu(546)->Gly(546) e Asn(568)->Lys(568) do domínio IV também podem estar associadas a susceptibilidade das populações em relação a esta proteína. Os resultados obtidos neste trabalho são importantes para auxiliar no desenvolvimento de estratégias para manejo de resistência e prolongar a durabilidade das tecnologias Bt.