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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Estudo do mecanismo adaptativo da lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda) contra inibidores de peptidases vegetais
Title Alternative: Study of the adaptive mechanism of the fall armyworm (Spodoptera frugiperda) against the plant peptidase inhibitors
Author: Oliveira, Caio Fernando Ramalho de, 1987-
Advisor: Macedo, Maria Lígia Rodrigues
Abstract: Resumo: Inibidores de peptidases vegetais apresentam atividade inseticida para insetos de diferentes ordens. Entretanto, alguns insetos não apresentam os efeitos deletérios esperados ao se alimentarem com estas proteínas. A lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda), inseto-praga generalista, é capaz de sintetizar enzimas resistentes à inibição quando alimentada em dieta contendo inibidores enzimáticos vegetais. No intuito de estudar as respostas adaptativas da lagarta-do-cartucho contra inibidores de peptidases realizamos bioensaios utilizando o inibidor de tripsina purificado de sementes de Entada acaciifolia (EATI). Larvas de 6º instar cronicamente alimentadas com dieta contendo 0,5% de inibidor (p/p) apresentaram uma redução de 20% no peso médio. No entanto, nenhum outro parâmetro foi afetado nos demais estágios de desenvolvimento. A presença do inibidor em dieta provocou aumento da atividade enzimática das tripsinas e quimotripsinas digestivas. Estudos de PCR em tempo real quantitativo (qPCR) revelaram que o aumento da atividade enzimática ocorreu devido a transcrição diferencial de genes de tripsinas e quimotripsinas e ensaios bioquímicos revelaram que as tripsinas expressas possuem baixa afinidade por diferentes inibidores vegetais e pelo EATI. Interessantemente, quando as larvas são retiradas da dieta contento inibidor estas enzimas deixam de ser expressas. Estudos de western blot revelaram que EATI está majoritariamente presente no intestino médio e fezes das larvas alimentadas, em comparação aos demais tecidos analisados. Mostramos também que o tempo que o inibidor permanece no intestino de S. frugiperda é ligeiramente maior que o tempo normal de digestão do alimento. Através de ensaios de Imunofluorescência co-localizamos EATI junto a membrana peritrófica do intestino médio e corpo gorduroso. Baseado nestes resultados sugerimos que ao longo do processo evolutivo S. frugiperda adquiriu a capacidade de produzir enzimas resistentes à inibição por inibidores de diferentes famílias, o que explicaria seu hábito alimentar generalista. Verificamos também que as enzimas transcritas na presença do inibidor não tem a função de degradá-lo

Abstract: Plant peptidase inhibitors show insecticide activity for insects from different orders. However, some insects do not show the negative effects through feeding experiments. The fall armyworm (Spodoptera frugiperda), generalist insect-pest, is able to express resistant enzymes after feeding in diet containing plant inhibitors. In order to evaluate the adaptive responses of the fall armyworm against peptidase inhibitors we carried out bioassays incorporating the trypsin inhibitor from Entada acaciifolia seeds (EATI) into artificial diet. Sixth-instar larvae fed with EATI 0.5% (w/w) showed reduction on larval weight of 20%. Nevertheless, any other evaluated parameter was affected in further development steps. The EATI-dietary triggered the increase of trypsin and chymotrypsin activities. qPCR studies revealed that the increase in enzymatic activity is related to differential transcription of trypsin and chymoytypsin genes and biochemical studies revealed that these trypsins are resistant to inhibition by several plant inhibitors and by EATI. Interestingly, when the EATI is removed from diet the differential transcription is interrupted. Western blot studies showed that EATI is majorly present in midgut and feaces in comparison with other analyzed tissues. The time of contact between the inhibitor and the gut is extended in comparison with normal food. Immunofluorescence assays collocated EATI in the same position of peritrophic membrane and fatty body. Based in these results, we suggested that along the evolution S. frugiperda evolved the capability to synthetize wide-range resistant enzymes, explicating it polyphagia. The enzymes transcribed during adaptive response are no involved with inhibitor degradation
Subject: Mimosoideae
Lagarta-do-cartucho
Tripsina
Quimotripsina
Inibidores enzimaticos
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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