Péptidos antimicrobianos expresados en el cuerpo graso de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) en respuesta al desafío microbiano

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i13.35263

Palabras clave:

Péptidos antimicrobianos; Beauveria bassiana; Cuerpo gordo; Sistema inmunitario; Expresion genica.

Resumen

Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) es la principal plaga del maíz y tiene un gran impacto en la agricultura mundial. Se han realizado varios estudios sobre el control biológico de esta especie, y estos demuestran resistencia al control biológico y plaguicidas. Sin embargo, el sistema inmune humoral de S. frugiperda aún no se comprende completamente en relación con la respuesta inmune innata a los agentes de control biológico. El objetivo de este trabajo fue evaluar la expresión de los genes Gloverina, Sf-galerimicina y Attacina en el cuerpo graso de larvas en el sexto estadio de desarrollo. Nuestro trabajo confirmó la expresión de Sf-galerimicina en respuesta al desafío bacteriano, 24 h después de la inoculación, y reveló por primera vez la expresión de Gloverina y Attacina, tanto con el desafío bacteriano como con el hongo entomopatógeno Beauveria bassiana. Los genes de Gloverina y Attacina aumentaron en las condiciones analizadas. Además, revelamos la presencia de dos probables péptidos antimicrobianos en hemolinfa, inducidos 24 h después del desafío con microorganismos. La banda b de 4,7 kDa es probablemente un péptido similar a la defensina, y la banda a de 6,1 kDa es un péptido aún no informado en S. frugiperda.

Citas

Axén, A., Carlsson, A., Engström, A., Bennich, H. (1997). Gloverin, an antibacterial protein from the immune hemolymph of Hyalophora pupae. European Journal of Biochemistry, 247, 614-619. https://doi: 10.1111/j.1432-1033.1997.00614.x

Bang, K., Park, S., Yoo, J.Y., Cho, S. (2012). Characterization and expression of attacin, an antibacterial protein-encoding gene, from the beet armyworm, Spodoptera exigua (Hu ¨bner) (Insecta: Lepidoptera: Noctuidae). Molecular Biology Reports, 39, 5151–5159. https://doi: 10.1007/s11033-011-1311-3

Bradford, M. (1976). A Rapid and Sensitive Method for the Quantification of Microgram Quantities of Protein Utilizing the Principle of Protein-Dye Binding" (PDF). Analytical Biochemistry, 72, 248–254. https://doi: 10.1006/abio.1976.9999. PMID 942051

Bulet, P., Hetru, C., Dimarcq, J. L., & Hoffmann, D. (1999). Antimicrobial peptides in insects; structure and function. Developmental and Comparative Immunology, 23, 329-44. https://doi:10.1016/s0145-305x(99)00015-4. PMID: 10426426.

Casanova-Torres, Á. M., & Goodrich-Blair, H. (2013). Immune Signaling and Antimicrobial Peptide Expression in Lepidoptera. Insects, 4, 320-38. https://doi: 10.3390/insects4030320. PMID: 25861461; PMCID: PMC4386667.

Charles, H. M., & Killian, K. A. (2015). Response of the insect immune system to three different immune challenges. Journal of Insect Physiology, 81, 97-108. https://doi: 10.1016/j.jinsphys. PMID: 26164746.

Choi, J. Y., Roh, J. Y., Wang, Y., Zhen, Z., Tao, X. Y., Lee, J. H., Liu, Q., Kim, J .S., Shin, S. W., & Je, Y .H. (2012). Analysis of genes expression of Spodoptera exigua larvae upon AcMNPV infection. PLoS One, 7, e42462. https://doi:10.1371/journal.pone.0042462. PMID: 22860129; PMCID: PMC3409162.

Destoumieux-Garzón, D., Brehelin, M., Bulet, P., Boublik, Y., Girard, P.-A., Baghdiguian, S., Zumbihl, R., & Escoubas, J.-M. (2009). Spodoptera frugiperda X-Tox Protein, an Immune Related Defensin Rosary, Has Lost the Function of Ancestral Defensins. PLoS one, 4(8): e6795. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0006795

Duvic, B., Jouan, V., Essa, N., Girard, P.-A., Pagès, S., Khattar, Z. A., Volkoff, N. A., Givaudan, A., Destoumieux-Garzón, D., & Escoubas, J .M. (2012). Cecropins as a marker of Spodoptera frugiperda immunosuppression during entomopathogenic bacterial challenge. Journal of Insect Physiology,. 58, 881-888. https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2012.04.001

Hultmark, D., Engström, A., Andersson, K., Steiner, H., Bennich, H., & Boman, H. G. (1983). Insect immunity. Attacins, a family of antibacterial proteins from Hyalophora cecropia. The EMBO Journal. 2,571-6. PMID: 6628360; PMCID: PMC555063.

Hwang, J., & Kim, Y. (2011). RNA interference of an antimicrobial peptide, gloverin, of the beet armyworm, Spodoptera exigua, enhances susceptibility to Bacillus thuringiensis. Journal of Invertebrate Pathology, 108, 194-200.https://doi.org/10.1016/j.jip.2011.09.003

Kakumani, P. K., Malhotra, P., Mukherjee, S. K., & Bhatnagar, R. K. (2014). A draft genome assembly of the army worm, Spodoptera frugiperda. Genomics, 104, 134-43. https://doi: 10.1016/j.ygeno.2014.06.005. PMID: 24984256.

Koehbach, J. (2017). Structure-Activity Relationships of Insect Defensins. Frontiers in Chemistry, 5, 1–10. https://doi.org/10.3389/fchem.2017.00045

Mandal S, Lin B, Shi M, Li Y, Xu X, & Jin F. (2020). iTRAQ-Based Comparative Proteomic Analysis of Larval Midgut From the Beet Armyworm, Spodoptera exigua (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) Challenged With the Entomopathogenic Bacteria Serratia marcescens. Frontiers in Physiology, 11,442. https://doi: 10.3389/fphys.2020.00442. PMID: 32457652; PMCID: PMC7227483.

Marshall, S. H., & Arenas, G. (2003). Antimicrobial peptides: A natural alternative to chemical antibiotics and a potencial for applied biotechnology. Electronic Journal of Biotechnology, 6. https://doi: 10.2225/vol6-issue3-fulltext-1

Melo, E. P., Fernandes, M. G., Degrande, P. E., Cessa, R. M. A, Salomão, J. L., & Nogueira, R. F. (2006). Spatial Distribution of Plants Infested with Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) on Corn Crop. Neotropical Entomology, 35, 689-697.

Peterlini, E., Pinto, R. B., Scapim, C., Rizzardi, D., Bertagna, F. A. B., & Junior, A. T. A. (2020). Diallel analysis of popcorn populations for yield, popping expansion and resistance to fall armyworm. Revista Ceres, 67, 288-295. https//doi:10.1590/0034-737X202067040006

Pinto, C. C., Grützmacher, A. D., Da Rosa, A. P. S.A ., Manica-Berto, R., Mendes, S .M., Arge, L. W. P., & Borges, C. T. (2015). Molecular diversity among populations of Spodoptera frugiperda in Brazil evaluated by AFLP markers. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 50, 343-346. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2015000400010

Ribeiro, L. P., Ansante, T. F., & Vendramim, J. D. (2016). Effect of ethanolic extract from Annona mucosa seeds on development and feeding behavior of Spodoptera frugiperda. Bragantia, 75, 322-330. https://doi.org/10.1590/1678-4499.473

Sarmento, R. A., Aguiar, R. W. S., Aguiar, R. A. S. S., Vieira, S. M. J., Oliveira, H. G., & Holtz, A. M. (2002). Biology Review, Occurrence and Control of Spodoptera frugiperda (LEPIDOPTERA, NOCTUIDAE) in corn in Brazil. Biosciences Journal, 18, 41-48. Biosciences Journal, 18, 41-48.

Schägger, H. (2006). Tricine-SDS-PAGE. Nature Protocols. 1, 16-22. https:// doi: 10.1038/nprot.2006.4. PMID: 17406207.

Sheehan, G., Garvey, A., Croke, M., & Kavanagh, K. (2018). Innate humoral immune defences in mammals and insects: The same, with differences? Virulence, 9, 1625-1639, https://doi: 10.1080/21505594.2018.1526531

Silva, J. L. C., Barbosa, J. F., Bravo, J. P., Souza, E. M. de Huergo, L. F., Pedrosa, F. O., Esteves, E., Daffre, S., & Fernandez, M. A. (2010). Induction of a gloverin-like antimicrobial polypeptide in the sugarcane borer Diatraea saccharalis challenged by septic injury. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 43, 431-436. https://doi.org/10.1590/S0100-879X2010005000010

Tanaka, H., Ishibashi, J., Fujita, K., Nakajima, Y., Sagisaka, A., Tomimoto, K., Suzuki, N., Yoshiyama, M., Kaneko, Y., Iwasaki, T., Sunagawa, T., Yamaji, K., Asaoka, A., Mita, K., & Yamakawa, M. (2008). A genome-wide analysis of genes and gene families involved in innate immunity of Bombyx mori. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 38, 1087-110. https://doi: 10.1016/j.ibmb.2008.09.001 PMID: 18835443.

Thomazoni, D., Formentini, M. A., & Alves, L .F. A. (2014). Patogenicity of entomopathogenic fungi to Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae). Arquivos do Instituto Biológico, 81, 126-133. https://doi.org/10.1590/1808-1657001162012.

Viljakainen, L. (2015). Evolutionary genetics of insect innate immunity. Briefings in Functional Genomics, 14, 407–412. https://doi.org/10.1093/bfgp/elv002

Volkoff, A .N., Rocher, J., d'Alençon, E., Bouton, M., Landais, I., Quesada-Moraga, E., Vey, A., Fournier, P., Mita, K., & Devauchelle, G. (3003). Characterization and transcriptional profiles of three Spodoptera frugiperda genes encoding cysteine-rich peptides. A new class of defensin-like genes from lepidopteran insects? Gene, 13, 43-53. https://doi: 10.1016/s0378-1119(03)00789-3. PMID: 14597170.

Wangen, D. R. B., Júnior, P. H. S. P., & Santana, W. S. (2015). Controle de Spodoptera frugiperda (J.E. SMITH, 1797) na cultura do milho com inseticidas de diferentes grupos químicos. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer. 11, n. 801. https://doi: http://dx.doi.org/10.18677

Zaghloul, H. A .H., Hice, R., Bideshi, D. K., Arensburger, P., & Federici, B. A. (2020). Mitochondrial and Innate Immunity Transcriptomes from Spodoptera frugiperda Larvae Infected with the Spodoptera frugiperda Ascovirus. Journal of Virology, 94, (9):e01985-19. https://doi: 10.1128/JVI.01985-19. PMID: 32075926; PMCID: PMC7163118.

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Publicado

28/09/2022

Cómo citar

FEISTLER, E. P. .; MALLER, A.; SIMÃO, R. de C. G. .; KADOWAKI, M. K. .; ALVES , L. F. A. .; SILVA, J. L. da C. . Péptidos antimicrobianos expresados en el cuerpo graso de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) en respuesta al desafío microbiano. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 13, p. e81111335263, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i13.35263. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/35263. Acesso em: 20 may. 2024.

Número

Sección

Ciencias Agrarias y Biológicas