Bacillus thuringiensis: diversidade gênica, estrutura genética de populações e eficiência no controle de Plutella xylostella (L., 1758) (Lepidoptera: Plutellidae)

Abstract

O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Genética de Bactérias e Biotecnologia Aplicada (LGBBA) da FCAV-UNESP. Foram caracterizados geneticamente, por PCR, isolados de Bacillus thuringiensis, provenientes de três coleções brasileiras, quanto aos tipos de genes cry1, avaliando-se o efeito dos mesmos sobre uma população de Plutella xylostella caracterizando-se também os isolados de B. thuringiensis quanto à presença de enterotoxinas HBL, NHE e o regulador pleitrópico PLC, por verificação biomolecular, avaliando a variabilidade, bem como a estruturação genética de populações de B. thuringiensis, por PCR-RFLP. Verificou-se que existe uma distribuição homogênea das subclasses cry1 dentro do banco de isolados de B. thuringiensis, com maior porcentagem de isolados portadores dos genes cry1Ab (42,12%) e com menor porcentagem de representantes da subclasse cry1Db (0,6%). Nos bioensaios observou-se 100% de mortalidade para lagartas de P. xylostella com os isolados utilizados, indicando que combinações de tipos diferentes de genes cry1 apresentam ação tóxica para larvas de P. xylostella. Analisando a estrutura populacional de B. thuringiensis foram obtidos 78 haplótipos, definidos para as populações das diferentes coleções, e 76 haplótipos, definidos para as populações de diferentes regiões brasileiras, retratando a variabilidade genética para os loci hblA, plcR, nheBC e cry1 analisados. Segundo valores FSTs, de comparação duas a duas, diferenças significativas entre coleções e populações de B. thuringiensis provenientes das regiões brasileiras foram verificadas. Mesmo assim, alguns grupos formados são constituídos por uma população clonal de isolados da bactéria.

The work was developed in the Laboratory of Bacterias’ Genetics and Applied Biotechnology (LGBBA) at UNESP/ Jaboticabal Campus. There were genetically characterized, by PCR, isolates of B. thuringiensis, belonging to three Brazilian collections basead on cry1 gene content, evaluating their effects on Plutella xylostella. They were also characterized concerning their enterotoxins production such as HBL, NHE and the PLC virulence factor, using molecular techniques, so as to evaluate their gene diversities, as well as their population genetic, using the PCR-RFLP approach. It was observed a homogeneous distribution of the cry1 subclasses within B. thuringiensis strain collections studied, with bigger percentage of isolates showing the cry1Ab genes (42.12%) and with lower percentage of isolates for subclass cry1Db (0.6%). The bioassays have revealed 100% mortality to P. xylostella larvae meaning that the effectiveness of B. thuringiensis as a biological control agent does not depend at the cry genes content. When the B. thuringiensis population structure was considered, 78 haplotypes were defined for the strains contents of different collections and 76 haplotypes were defined for strains of different Brazilian regions, exhibiting the great genetic variability for hblA, plcR, nheBC and cry1 loci. According to the FSTs values for establish pair comparisons, significant differences among the B. thuringiensis collections and populations, were observed. Nevertheless some of the formed groups were considered as bacterial clonal population.