RNAi mira quitina para controlar mosca-branca

Pesquisadores da Hebei University identificaram quatro genes de desacetilase da quitina em Bemisia tabaci MEAM1 e demonstraram o potencial desses alvos para o controle da mosca-branca por interferência de RNA. O estudo avaliou os genes BtCDA1, BtCDA2a, BtCDA2b e BtCDA4, ligados à formação e à remodelação de estruturas com quitina, como cutícula e matriz do intestino médio.

A equipe testou duas formas de entrega de RNA dupla fita. A primeira usou o nanomaterial SPc, aplicado sobre ninfas. A segunda utilizou tomateiros transgênicos capazes de produzir RNA dupla fita contra os genes-alvo. As duas estratégias reduziram a expressão dos genes de desacetilase da quitina em Bemisia tabaci.

A interferência de RNA atua por silenciamento pós-transcricional. A introdução de RNA dupla fita na célula leva à degradação de RNA mensageiro específico. O processo pode gerar falhas funcionais no gene-alvo e morte do inseto.

Análise bioinformática

No estudo, a análise bioinformática localizou sete candidatas a desacetilases da quitina no genoma da mosca-branca. Três proteínas semelhantes a CDA foram descartadas por falta de domínio de ligação à quitina. Com isso, os pesquisadores confirmaram quatro membros da família CDA no genoma da espécie: BtCDA1, BtCDA2a, BtCDA2b e BtCDA4.

A análise filogenética classificou BtCDA1, BtCDA2a e BtCDA2b no grupo I. O gene BtCDA4 entrou no grupo III. Os grupos II, IV e V não apareceram em Bemisia tabaci. Segundo o artigo, esse padrão difere do observado em outros hemípteros, como Nilaparvata lugens, Acyrthosiphon pisum e Sogatella furcifera.

Ovos e ninfas

Os quatro genes apresentaram expressão em ovos e ninfas. A expressão em adultos permaneceu baixa. Esse padrão indica maior participação desses genes em fases com intensa remodelação de quitina, como embriogênese, eclosão e mudas ninfais.

Nos ensaios com aplicação de RNA dupla fita associado ao SPc, os pesquisadores trataram ninfas de quarto ínstar. Após 72 horas, todos os genes-alvo apresentaram redução significativa de expressão em comparação ao controle com dsEGFP. A expressão de BtCDA1 caiu cerca de 60,7%. A de BtCDA2a/b caiu 23,2%. A de BtCDA4 caiu 24,4%.

Mortalidade corrigida

A mortalidade corrigida das ninfas a 120 horas chegou a 84,1% no tratamento com dsBtCDA1. O tratamento com dsBtCDA4 alcançou 88,1%. O tratamento com dsBtCDA2a/b atingiu 40,8%. As taxas relativas de emergência de adultos ficaram em 11,5%, 7,5% e 48,1%, respectivamente.

Os pesquisadores também desenharam um gene de fusão chamado 3CDA. Esse constructo reuniu fragmentos de BtCDA1, BtCDA2a/b e BtCDA4 em uma única molécula de RNA dupla fita. O objetivo envolveu silenciar vários genes ao mesmo tempo.

O tratamento com ds3CDA reduziu a expressão dos três alvos. Após 72 horas, a expressão de BtCDA1 caiu 60,7%. A de BtCDA2a/b caiu 23,1%. A de BtCDA4 caiu 34,3%. A 120 horas, a mortalidade corrigida das ninfas chegou a 69,5%. A emergência relativa de adultos ficou em 16,8%.

Etapa com plantas

Na etapa com plantas, a equipe produziu tomateiros transgênicos da cultivar Micro-Tom com expressão de ds3CDA. Adultos recém-emergidos de mosca-branca permaneceram por três dias sobre as plantas. Após o período de alimentação, a expressão média de BtCDA1, BtCDA2a/b e BtCDA4 caiu para 23,9%, 30,0% e 40,5% dos níveis observados no controle com dsEGFP.

Três semanas após a liberação dos adultos, os pesquisadores observaram menos ovos, ninfas e exúvias na face abaxial das folhas de tomateiros com ds3CDA, em comparação às plantas com dsEGFP. O estudo não apresentou dados completos de mortalidade e desenvolvimento para a etapa em plantas, pois a maioria dos tomateiros transgênicos murchou e morreu antes do fim das avaliações.

Os resultados indicam o potencial das desacetilases da quitina como alvos para estratégias de controle de mosca-branca baseadas em interferência de RNA. O trabalho também aponta duas rotas técnicas: formulações com nanocarreador para entrega de RNA dupla fita e plantas com expressão de dsRNA. Os próprios pesquisadores destacam a necessidade de otimizar o desenho dos RNAs dupla fita, avaliar formulações pulverizáveis e investigar segurança ambiental e risco de resistência antes de uso em campo.

Outras informações em doi.org/10.3390/insects17060628