Avaliação da eficiência de eventos transgênicos de soja que expressam JABURETOX na resistência a insetos-praga

Abstract

Apesar do cenário mundial da soja ser bastante positivo, principalmente para o Brasil, estresses bióticos e abióticos como clima, pragas e doenças acarretam reduções significativas no desenvolvimento e produtividade das plantas. Helicoverpa armigera e Spodoptera frugiperda são espécies de insetos-praga que se alimentam de diferentes estruturas vegetais, especialmente inflorescências e frutos. Estes insetos têm surpreendido produtores e pesquisadores pelo seu grande poder de destruição. Dessa forma, empenhos que possibilitem a obtenção de plantas de soja mais resistentes a insetos-praga e que contribuam para o desenvolvimento de cultivares agronomicamente superiores, são de extrema importância. O grupo de pesquisa coordenado pela Dra. Célia R. Carlini demonstrou a atividade inseticida de uma urease de Canavalia ensiformis contra insetos. Nos estudos realizados foi identificada a região da proteína responsável pela toxicidade, posteriormente, denominada JABURETOX. Em experimentos prévios, realizados por nossa equipe, culturas embriogênicas de soja foram submetidas à transformação, via bombardeamento, utilizando plasmídeos que continham a sequência gênica codificadora do peptídeo JABURETOX. Foram obtidas 174 plantas, oriundas de 76 eventos independentes de transformação. As plantas transformadas (T0) foram autofertilizadas para a obtenção das gerações T1, T2 e T3. Visando avaliar a capacidade inseticida do peptídeo JABURETOX, dois bioensaios foram delineados. No primeiro, plantas da progênie T2 que expressavam JABURETOX, foram desafiadas com lagartas da espécie-praga Helicoverpa armigera. Os resultados mostraram que a expressão de JABURETOX conferiu às plantas de soja maior resistência a lagartas de H. armigera. Tendo em vista tais resultados, um segundo bioensaio foi realizado. Neste, folhas de plantas da progênie T3 foram desafiadas com lagartas de S. frugiperda. O efeito da expressão de JABURETOX na mortalidade destas lagartas foi pequeno ou inexistente. Os resultados sugerem uma atividade inseticida espécie-específica do peptídeo JABURETOX.

Although the world scenario of soybeans is very positive, especially for Brazil, biotic and abiotic stresses such as climate, pests and diseases lead to significant reductions in plant development and productivity. Helicoverpa armigera and Spodoptera frugiperda are species of insect pests that feed themselves on different plant structures, especially inflorescences and fruits. These insects have surprised producers and researchers for their great power of destruction. Therefore, efforts to obtain soybean plants that are more resistant to insect pests and that contribute to the development of agronomically superior cultivars are of extremely important. The research group coordinated by Dr. Célia R. Carlini has demonstrated the insecticidal activity of a Canavalia ensiformis urease against insects. In the studies carried out the region of the protein responsible for toxicity, later known as JABURETOX, was identified. In previous experiments performed by our team, embryogenic soybean cultures were subjected to a transformation via bombardment using plasmids that contained the coding sequence of a gene from the peptide JABURETOX. A total of 174 plants were obtained from 76 independent transformation events. The transformed plants (T0) were self-fertilized to obtain the T1, T2 and T3 generations. In order to evaluate the insecticidal capacity of the JABURETOX peptide, two bioassays were delineated. In the first one, plants of the T2 progeny expressing JABURETOX were challenged with pest-caterpillars H. armigera. The results showed that the expression of JABURETOX conferred to the soybean plants greater resistance to H. armigera caterpillars. In view of such results, a second bioassay was performed. In this one, leaves of T3 progeny plants were challenged with S. frugiperda caterpillars. The effect of JABURETOX expression on the mortality of these caterpillars was small or non-existent. The results suggest a species-specific insecticidal activity of the peptide JABURETOX.