Composição da comunidade microbiana do intestino médio e caracterização cinética de proteases intestinais de Anticarsia gemmatalis alimentadas com diferentes genótipos de soja

Abstract

O estudo da interação inseto-planta tem se mostrado um caminho promissor no controle de pragas. No entanto para um controle efetivo de pragas, tornou-se necessário o conhecimento da relação entre os insetos e sua microbiota associada. Esta interação entrou em foco quando os primeiros estudos provaram a dependência direta do hospedeiro de sua microbiota. Este estudo teve como objetivos caracterizar a diversidade microbiológica associada simbioticamente com o inseto herbívoro Anticarsia gemmatalis e suas consequências em termos de atividade proteolítica digestiva quando alimentado com diferentes dietas de soja suscetíveis e resistentes. Foram encontradas diferenças para a microbiota simbionte alimentadas com os diferentes cultivares de soja, (suscetível controle, estresse hídrico suscetíveis e resistência a insetos (IAC 17 e IAC 24)). Observamos a predominância dos filos Firmicutes e Proteobactérias para as bactérias e Ascomycota e Chytridiomycota para fungos. Em todos os grupos, foram observadas 210 unidades operacionais taxonômicos (OTUs) para bactérias e 110 OTUs para fungos. Os dados mostram que a dieta é determinante na composição da microbiota, sendo agrupadas em diferentes quadrantes, quando analisados por Escalonamento Multidimensional não paramétrico (nMDS), existindo OTUs bem estabelecidos para cada tipo de dieta. No entanto, não foram observadas diferenças para a atividade proteolítica das enzimas isoladas do intestino de Anticarsia gemmatalis alimentada com os diferentes cultivares de soja. Foi verificado a predominância de uma classe de enzimas para a atividade amidolítica e esterolítica, uma vez que não foi observado diferenças nos valores de Km entre os tratamentos. Análise de componente principal agrupou os tratamentos em três grupos distintos, apesar das diferentes dietas não ser determinante no perfil enzimático. Apesar da dieta ser determinante na pressão seletiva sobre a microbiota, ela não foi capaz de modular a resposta das proteases digestivas de Anticarsia gemmatalis. Estudos posteriores poderão acrescentar subsídios no entendimento do papel adaptativo de cada um.

The plant-insect interaction study has proven to be a promising way to control pests. However, for effective pest control, it has become necessary to know the relationship between insects and their associated microbiota. This interaction came into focus when the first studies proved the direct dependence of the host of their microbiota. This study aimed to characterize the microbial diversity associated symbiotically with herbivorous insect Anticarsia gemmatalis and its consequences in terms of digestive proteolytic activity when fed with different soybean diets susceptible and resistant. Differences were found for the symbiont microbiota fed with different soybean cultivars (susceptible control, susceptible water stress and insect resistance (IAC 17 and IAC 24)). We observed the prevalence of phyla Firmicutes and Proteobacteria for bacteria, and Ascomycota and Chytridiomycota for fungi. In all groups, we observed 210 taxonomic units (OTUs) for bacteria and 110 OTUs for fungi. The diversity and richness of data shows that the diet is critical in the composition of the microbiota, being grouped in different quadrants when analyzed by non-Metric Multidimensional Scaling (NMDS), there are OTUs well established for each type of diet. However, no differences were observed for the proteolytic activity of enzymes isolated from the intestine Anticarsia gemmatalis fed with different soybean cultivars. It was found the prevalence of a class of enzymes for amidolytic and esterolytic activity, since it was not observed differences in their Km values between treatments. Analysis principal component grouped the treatments on three separate groups, despite different diets not be determinative in the enzymatic profile. Although the diet is crucial in the selective pressure on the microbiota, she was not able to modulate the response of digestive proteases Anticarsia gemmatalis. Further studies may add subsidies on understanding the adaptive role of each.