Multi-omics approaches for understanding spinetoram resistance in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) (2023)
- Authors:
- Autor USP: KANNO, RUBENS HIDEO - ESALQ
- Unidade: ESALQ
- Sigla do Departamento: LEA
- DOI: 10.11606/T.11.2023.tde-03102023-094619
- Subjects: LAGARTAS; INSETICIDAS; GENÔMICA; METABOLÔMICA; PROTEÔMICA
- Keywords: Espinosinas; Transcritômica
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A resistência a inseticidas é um dos principais desafios em programas de manejo de pragas. A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), é uma praga polífaga com alto risco de evolução de resistência a inseticidas. A resistência de S. frugiperda ao spinetoram já foi reportada, no entanto, informações sobre as bases moleculares da resistência ao spinetoram e os possíveis custos adaptativos associados a ela não foram elucidados. O uso de abordagens multi-ômicas tem fornecido informações sobre os mecanismos de resistência e processos de adaptação. Assim, para apoiar os programas de manejo de resistência a inseticidas e compreender a resistência S. frugiperda a spinetoram, este estudo teve como objetivos: i) caracterizar as bases moleculares da resistência de S. frugiperda a spinetoram utilizando o método de bulk segregant analysis combinada com sequenciamento de DNA e RNA, ii) avaliar o custo adaptativo associado à resistência de S. frugiperda a spinetoram comparando vários parâmetros biológicos e por meio de tabelas de vida de fertilidade das linhagens resistentes, suscetíveis e heterozigotas quando alimentadas com plantas de milho, soja e algodão, iii) caracterizar e quantificar as proteínas das linhagens de S. frugiperda resistente e suscetível a spinetoram quando alimentadas com plantas de milho, soja e algodão mediante uso de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa (LC-MS), e iv) identificar os metabólitos associados à resistênciade S. frugiperda a spinetoram por meio da metabolômica baseada em cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS). A análise de mapeamento genômico possibilitou a identificação de uma deleção de três nucleotídeos na subunidade α6 do receptor nicotínico de acetilcolina (nAChR α6), e a análise do transcritoma demonstrou a superexpressão de genes do citocromo P450, transportadores ABC e proteínas cuticulares que podem estar envolvidos na resistência a spinetoram. Com base nos paramêtros biológicos, há custo adaptativo associado à resistência de S. frugiperda a spinetoram quando as lagartas se alimentam de plantas de soja e algodão, ao passo que não foi observado custo adaptativo em plantas de milho. O estudo de proteômica demonstrou que as plantas hospedeiras são fatores significativos na expressão proteica das linhagens resistente e suscetível de S. frugiperda a spinetoram, sendo que a maioria das proteínas diferencialmente expressas entre essas duas linhagens é específica para cada planta hospedeira. A análise de enriquecimento demonstrou que as proteínas diferencialmente expressas estão relacionadas a processos metabólicos, celulares, de desenvolvimento e regulação biológica. Um total de 86 metabólitos foram detectados por meio da metabolômica baseada em GC-MS, dos quais 20 metabólitos foram diferencialmente abundantes entre as linhagens resistente e suscetível a spinetoram. Os metabólitos diferenciais foram principalmente aminoácidos,carboidratos, ácidos dicarboxílicos e ácidos graxos e foram enriquecidos em vias relacionadas ao metabolismo de cisteína e metionina, metabolismo do ácido linoléico e biossíntese de aminoacil-tRNA. O uso de abordagens multi-ômicas permitiu um entendimento amplo e integrado dos mecanismos moleculares associados à inseticidas e à adaptação a plantas hospedeiras em S. frugiperda, fornecendo uma perspectiva holística desses dois processos adaptativos
- Imprenta:
- Publisher place: Piracicaba
- Date published: 2023
- Data da defesa: 01.08.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
KANNO, Rubens Hideo. Multi-omics approaches for understanding spinetoram resistance in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae). 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-03102023-094619/. Acesso em: 01 maio 2024. -
APA
Kanno, R. H. (2023). Multi-omics approaches for understanding spinetoram resistance in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-03102023-094619/ -
NLM
Kanno RH. Multi-omics approaches for understanding spinetoram resistance in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-03102023-094619/ -
Vancouver
Kanno RH. Multi-omics approaches for understanding spinetoram resistance in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-03102023-094619/ - Bases para um programa de manejo da resistência de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) a chlorfenapyr no Brasil
- Fitness costs associated with chlorantraniliprole resistance in Spodoptera frugiperda ( Lepidoptera: Noctuidae ) strains with different genetic backgrounds
- Trends towards lower susceptibility of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) to Teflubenzuron in Brazil: an evidence for field-evolved resistance
- Fitness costs associated with spinetoram resistance in Spodoptera frugiperda is driven by host plants
- Inheritance patterns, cross-resistance and synergism in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) resistant to emamectin benzoate
- Geographical distribution of Vip3Aa20 resistance allele frequencies in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) populations in Brazil
- The cost of resistance to diamide insecticide varies with the host plant in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae)
- Baseline Response, Monitoring, and Cross-Resistance of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) to Sodium Channel Blocker Insecticides in Brazil
- Susceptibility monitoring and comparative gene expression of susceptible and resistant strains of Spodoptera frugiperda to lambda‐cyhalothrin and chlorpyrifos
- Resistance of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) to spinetoram: inheritance and cross-resistance to spinosad
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.11.2023.tde-03102023-094619 (Fonte: oaDOI API)
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