Perfil metabolômico associado a resistência da soja infestada por Euschistus heros: catalogando estruturas químicas em busca de histórias biológicas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Nathália Salgado
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Fisiologia vegetal; Genetic resistance; Metabolômica; Metabolomics; Plant physiology; Pós-genômica; Post-genomics; Resistência genética
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-23032023-103028/

O percevejo marrom Euschistus heros é a principal espécie praga da soja. Frequentemente usa-se inseticidas para o seu controle, contudo, a resistência e a diminuição da sua eficácia fizeram com que essa medida se tornasse pouco eficiente. Diante da complexidade do controle do percevejo marrom, o uso de materiais resistentes caracteriza-se como sendo uma estratégia de controle múltiplo. A presença de genes associados com a resistência não é garantia de manifestação fenotípica, visto que, a expressão de genes é regulada em diferentes níveis, e alterações da conformação proteica podem ocorrer, acarretando em uma possível função metabólica diferente daquela esperada. A compreensão da lacuna existente na associação entre genótipo e fenótipo pode ser elucida por meio das ômicas, as quais possibilitam a compreensão de funções celulares, bem como proveem informações de biomoléculas de diferentes camadas, contribuindo para a compreensão da biologia complexa de forma sistemática e holística. A Metabolômica é capaz de proporcionar o acesso aos metabólitos, os quais são as moléculas responsáveis pela expressão fenotípica específica, por meio da modulação indireta da presença ou da quantidade no tecido. Essas moléculas atuam como sinalizadores fisiológicos de um organismo, e podem fornecer informações a serem utilizadas no monitoramento de mudanças específicas advindas da presença da praga. A Metabolômica é uma estratégia capaz de desvendar a bioquímica da interação soja e percevejo e de elucidar as modificações do perfil vegetal decorrentes da infestação. Ela possibilita o entendimento dos mecanismos celulares associados a resistência e a compreensão da interação entre moléculas e fisiologia da planta. Alinhado com o objetivo de contribuir na compreensão dessa engrenagem molecular e de explorar as informações provenientes da Metabolômica, diversos métodos de análise dos dados podem ser empregados. Métodos de análises univariadas e multivariadas são aplicados em combinação objetivando a extração de informações relevantes. Frequentemente as metodologias tradicionais não são capazes de lidarem com a complexidade dos metabólitos. Novas abordagens de análise se mostraram necessárias, como a incorporação de redes de co-abundância e métodos de aprendizado de máquina. Este trabalho está divido em dois capítulos, os quais tiveram como objetivos: (1) identificar os metabólitos primários e secundários, variáveis ao longo do tempo e associados a resistência e suscetibilidade da soja ao percevejo marrom, por meio da abordagem de Metabolômica, utilizando a cromatografia gasosa e líquida, acopladas a espectrometria de massas (GC-MS e LC-MS); (2) analisar por meio de diferentes estratégias analíticas (univariadas, multivariadas e aprendizado de máquina) o perfil dos metabólitos de modo a verificar a capacidade dos compostos em diferenciarem amostras resistentes e suscetíveis; (3) extrair por metodologias de aprendizado de máquinas os metabólitos mais importantes na diferenciação das amostras resistentes e suscetíveis; (4) Integrar os metabólitos primários e secundários com QTLs associados com a resistência da soja ao percevejo marrom; (5) Construir redes de co-abundância entre metabólitos a fim de caracterizar os perfis de interação metabólica dos genótipos resistente e suscetíveis.