Análise de expressão diferencial entre estágios de desenvolvimento de Mahanarva Spectabilis (hemiptera) para prospecção de genes alvos no controle mediado por RNAi
| dc.contributor.advisor-co1 | Fuentes, Andrea Soares da Costa | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2426157257540389 | |
| dc.contributor.advisor-co1orcid | https://orcid.org/0000-0002-7379-1136 | |
| dc.contributor.advisor1 | Vigna, Bianca Baccili Zanotto | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1663784979286725 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-0192-9877 | |
| dc.contributor.author | Gonçalves, Gustavo Fernando Ferreira | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/2956126665741738 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0009-0009-6152-0978 | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-25T19:14:06Z | |
| dc.date.issued | 2025-02-24 | |
| dc.description.abstract | The pasture leafhopper Mahanarva spectabilis (Distant, 1909) is considered a key pest of pastures, as it sucks sap from the xylem and can lead to losses of up to 20% in biomass production in grasses. Resistance to these attacks is a desirable characteristic in any forage cultivar to be launched in Brazil, in addition to other large grasses (such as sugar cane) which are also affected. The search for ecologically sustainable ways to manage insect pests involves the use of molecular tools such as RNA interference (RNAi). This mechanism is used as a method of inducing resistance which has the advantages of greater target specificity, greater control efficiency and less impact on the ecosystem. In order to develop biodefense products using RNAi technology, certain steps are important, such as finding candidate target genes to be silenced so that the dsRNA (double-stranded RNA) developed does not find targets in cultivated plants or in non-target organisms (“off targets”). In addition, the target genes need to be involved in physiological processes that are critical for the insect's survival, so that when they are silenced they generate a preferentially lethal phenotype. In this study we reassembled the transcriptome of M. spectabilis from egg, nymph and adult samples, investigated the existence of the RNAi mechanism in the organism and prospected for target genes to be silenced. The transcriptome obtained was considered adequate in terms of size and representation of the RNAs provided, with 197,003 contigs, 25,492 of them (12.94%) with positive annotation in Blast, an average size of 364 bp per contig, N50 of 853 bp and 34.48% GC content. The results reveal the high number of transcripts referring to essential components in the RNAi response found in the transcriptome (such as Dicer 1-2, Argonauta 1-2-3, Piwi, Spindle, Gawky, Armi, among others), indicating the feasibility of using this tool to control the insect. Gene expression analysis categorized 10,928 contigs (5.54%) present in the transcriptome as DEGs, with the comparisons of eggs with adults being the most distinct and small nymphs with large nymphs being the most similar. In addition, from the function and expression analysis, five genes involved in different key stages of insect survival and with high expression (V-ATPase, trehalase, calmodulin, apolipoprotein D and hexokinase type 2) were selected as possible targets for a dsRNA that would direct efficient and specialized silencing. | eng |
| dc.description.resumo | A cigarrinha-das-pastagens Mahanarva spectabilis (Distant, 1909) é considerada uma praga-chave das pastagens, pois ao sugar a seiva do xilema pode levar a perdas de até 20% na produção de biomassa em gramíneas. A resistência a estes ataques é uma característica desejável em qualquer cultivar de forrageira a ser lançada no Brasil, além de outras gramíneas de grande porte (como a cana de açúcar) que também são afetadas. A busca por caminhos ecologicamente sustentáveis para o manejo de insetos pragas envolve o uso de ferramentas moleculares como a interferência por RNA (RNAi). Este mecanismo é utilizado como um método de indução de resistência que traz como vantagens maior especificidade de alvos, maior eficiência de controle e menor impacto sobre o ecossistema. Para o desenvolvimento de biodefensivos utilizando a tecnologia de RNAi, algumas etapas são importantes, como a busca de genes alvos candidatos a serem silenciados de forma que o dsRNA (double-strand RNA, ou RNA dupla fita) desenvolvido não encontre alvos nas plantas cultivadas ou em organismos não-alvos (“off targets”). Além disso, os genes alvos precisam estar envolvidos em processos fisiológicos críticos para a sobrevivência do inseto, de modo que, ao serem silenciados, gerem um fenótipo preferencialmente letal. Neste estudo foi realizada uma montagem de novo do transcriptoma de M. spectabilis a partir de amostras de ovos, ninfas e adultos, a investigação da existência do mecanismo de RNAi no organismo e a prospecção de genes alvo para serem silenciados. O transcriptoma obtido foi considerado adequado em termos de tamanho e representação dos RNAs fornecidos, com 197.003 contigs, 25.492 deles (12,94%) com anotação positiva em Blast, tamanho médio de 364 pb por contig, N50 de 853 pb e 34,48% de conteúdo GC. Os resultados revelam o alto número de transcritos referentes a componentes essenciais na resposta de RNAi encontrados no transcriptoma (como Dicer 1-2, Argonauta 1-2-3, Piwi, Spindle, Gawky, Armi, dentre outros), apontando a viabilidade do uso desta ferramenta para controle do inseto. A análise de expressão gênica categorizou 10.928 contigs (5,54%) presentes no transcriptoma como DEGs, sendo as comparações de ovos com adultos a mais distinta e ninfas pequenas com ninfas grandes a mais semelhante. Além disso, a partir da análise de função e de expressão, cinco genes envolvidos em diferentes etapas fundamentais da sobrevivência do inseto e com alta expressão (V-ATPase, trealase, calmodulina, apolipoproteína D e hexoquinase tipo 2) foram selecionados como possíveis alvos de um dsRNA que direcionaria um silenciamento eficiente e especializado. | |
| dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | |
| dc.description.sponsorshipId | 163207/2024-0 | |
| dc.identifier.citation | GONÇALVES, Gustavo Fernando Ferreira. Análise de expressão diferencial entre estágios de desenvolvimento de Mahanarva Spectabilis (hemiptera) para prospecção de genes alvos no controle mediado por RNAi. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21667. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/21667 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.course | Biotecnologia - Biotec | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Cigarrinha-das-pastagens | |
| dc.subject | Transcriptoma | |
| dc.subject | Bioinformática | |
| dc.subject | RNAi | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL | |
| dc.title | Análise de expressão diferencial entre estágios de desenvolvimento de Mahanarva Spectabilis (hemiptera) para prospecção de genes alvos no controle mediado por RNAi | |
| dc.title.alternative | Differential expression analysis between developmental stages of Mahanarva Spectabilis (hemiptera) to prospect for target genes in RNAi-mediated control | eng |
| dc.type | TCC |
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