Resposta de soja à herbivoria por Anticarsia gemmatalis por modulação da expressão gênica

Abstract

A soja é um dos grãos mais importantes da economia no Brasil, o maior produtor mundial. No entanto, as lavouras sofrem frequentemente danos causados por pragas, como a lagarta da soja (Anticarsia gemmatalis), que também ataca outras culturas. Alguns cultivares que demonstram resistência ao ataque de insetos têm sido utilizadas para decifrar os mecanismos através da avaliação de compostos de defesa. A produção de inibidores de protease, como a família Kunitz (SBTI) e Bowman-Birk (BBI), combinada com compostos fenólicos, podem ser os principais agentes que afetam a digestibilidade das lagartas. Este estudo teve como objetivo avaliar a expressão de genes, o perfil proteico e a atividade enzimática de lipoxigenases e inibidores de protease em resposta ao ataque de lagarta. Os resultados mostraram que essas propriedades parecem ser constitutivas e induzidas, como revelados por níveis mais altos de expressão de inibidores de protease no genótipo considerado resistente mesmo antes da herbivoria e por maior atividade e maior aumento da expressão de genes de lipoxigenases após a herbivoria neste genótipo em comparação ao sensível. Além disso, proteínas comumente responsivas a estresses bióticos e abióticos e ainda não caracterizadas para interações planta-inseto foram positivamente reguladas no genótipo IAC 17 resistente. Receptores transmembranas e fatores transcricionais, detectados como positivamente regulados após herbivoria, podem estar envolvidos na defesa. Da mesma forma, a biossíntese de moléculas de defesa atuando por antibiose pode ser modulada pelas proteínas de ligação ao RNA que controlam o metabolismo do cloroplasto. Palavras-chave: Pragas. Resposta. Proteínas. Resistência.

Soy is one of the most important grains in the economy in Brazil, the largest producer in the world. However, crops often suffer damage from pests, such as the soybean caterpillar (Anticarsia gemmatalis), which also attacks other crops. Some cultivars that demonstrate resistance to insect attack have been used to decipher the mechanisms through the evaluation of defense compounds. The production of protease inhibitors, such as the Kunitz family (SBTI) and Bowman-Birk (BBI), combined with phenolic compounds, may be the main agents that affect the digestibility of caterpillars. This study aimed to evaluate gene expression, protein profile and enzymatic activity of lipoxygenases and protease inhibitors in response to caterpillar attack. The results showed that these properties appear to be constitutive and induced, as revealed by higher levels of expression of protease inhibitors in the genotype considered resistant even before herbivory and by greater activity and greater expression of lipoxygenase genes after herbivory in this genotype compared to the sensitive. In addition, proteins commonly responsive to biotic and abiotic stresses and not yet characterized for plant-insect interactions have been positively regulated in the resistant IAC 17 genotype. Transmembrane receptors and transcriptional factors, detected as positively regulated after herbivory, may be involved in defense. Likewise, the biosynthesis of defense molecules acting by antibiosis can be modulated by RNA-binding proteins that control chloroplast metabolism. Keywords: Pests. Response. Proteins. Resistance.