Análise da expressão gênica em isolados de Bacillus thuringiensis por PCR tempo real visando o controle de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) de diferentes populações brasileiras

Abstract

Bacillus thuringiensis é entomopatogênica muito utilizada no controle de insetos-praga e a predição de sua atividade tóxica é realizada por PCR na identificação de genes cry. Assim sendo, este trabalho objetivou elaborar novos oligonucleotídeos iniciadores para a detecção das subclasses cry1Ab, cry1Ac, cry1Ca, cry1Ea e cry1Fa, estudar o potencial de controle de 31 isolados de B. thuringiensis à duas populações de Spodoptera frugiperda por meio de bioensaios e analisar a taxa de expressão dos genes presentes nos isolados por qPCR em tempo real. Um par de oligonucleotídeo iniciador foi elaborado para cada subclasse e dentre os isolados testados 6,5% e 48,5% apresentaram os genes cry1Ab e cry1Ac, respectivamente, nenhum dos isolados apresentou os genes cry1Ca, cry1Ea e cry1Fa. Dentre os 31 isolados, 13 apresentaram mortalidade acima de 75% para as larvas da população de campo e apenas nove para a população de laboratório, mostrando que os isolados controlaram com maior eficiência as larvas da população de campo. A presença dos genes cry1Ab e cry1Ac conjuntamente foi associada à elevado potencial de controle às larvas da população de campo e baixo às larvas da população de laboratório. A expressão do gene cry1Ab, não foi constatada em nenhum dos isolados nas condições analisadas e, para o gene cry1Ac, todos os isolados apresentaram taxa de expressão. Os resultados de expressão foram associados ao potencial de controle das larvas de S. frugiperda das populações testadas, sendo que os elevados níveis de expressão do gene cry1Ac foram associados diretamente a elevado potencial de controle da população de laboratório.

Bacillus thuringiensis is entomopathogenic used for insect control and the prediction of the toxic activity is performed by PCR on the identification of cry genes. Thus, the aim of this research was develop news primers for detection the subclasses cry1Ab, cry1Ac, cry1Ca, cry1Ea and cry1Fa, study the potential control of 31 isolates of B. thuringiensis against two Spodoptera frugiperda populations by bioassays and analyze the rate of gene expression present on the isolates by real-time qPCR. A pair of primer was prepared for each subclass, the genes cry1Ab and cry1Ac were found in 6.5% and 48.5% of the isolates, respectively, and the genes cry1Ca, cry1Ea and cry1Fa were not detected on the isolates. Among the 31 isolates, 13 showed over 75% mortality for the larvae of field population and only nine isolates to the laboratory population, showing that the isolates controlled more efficiently the larvae of the field population. The presence of cry1Ab and cry1Ac genes were correlated to high levels of insecticidal activity for the larvae of field population and low levels control to the laboratory population. The expression of cry1Ab was not found in any of the isolates analyzed and the rates expression of cry1Ac gene was detected in all isolates. The results of gene expression were associated with the potential control to S. frugiperda, and the high levels of cry1Ac gene expression were linked directly to high levels of insecticidal activity for the laboratory population.