Bacillus thuringiensis (Bt) é uma bactéria entomopatogênica utilizada como biopesticida contra insetos, principalmente Lepidoptera, Coleoptera e Diptera, e na produção de organismos geneticamente modificados. Com a descoberta da capacidade de Bt se movimentar sistemicamente em plantas, potencialmente atingindo insetos sugadores, surge uma nova possibilidade para o controle de Diaphorina citri Kuwayama, que transmite bactérias associadas ao Huanglongbing, uma séria doença da citricultura. O objetivo do trabalho foi desenvolver sistemas de aquisição de Bt por D. citri, in vitro e in planta, para estudos de patogenicidade. Uma estirpe de Bt transformada com o gene green fluorescent protein (Btk-gfp), cultivada em meio NYSM, foi usada como marcador de aquisição pelo inseto e movimentação nas plantas. Para o sistema de aquisição in vitro, selecionaram-se dietas com base na sobrevivência e atividade alimentar de D. citri. Btk-gfp foi adicionada à dieta selecionada, composta por uma solução de sacarose a 30% em água mineral com corantes alimentícios (verde 0,1% e amarelo 0,4%). A dieta foi acondicionada em um sachê formado por duas membranas de Parafilm®, sobre a parte inferior de uma placa de Petri de 40 mm de diâmetro (gaiola de alimentação). Dez insetos foram confinados em cada gaiola para períodos de acesso à aquisição (PAA) de até 48 h, estabelecendo-se 10 gaiolas por tratamento; como controle, utilizou-se a dieta sem Btk-gfp. Para testes de aquisição in planta, suspensões de Btk-gfp foram inoculadas em ramos novos cortados e no solo, próximo à haste de seedlings de laranja doce [Citrus sinensis (L.) Osbeck] e de murta [Murraya paniculata (L.) Jack], e em diferentes concentrações, avaliando-se a movimentação da bactéria após um período de 48 h. Posteriormente, adultos e ninfas de D. citri foram confinados nestas plantas para avaliar a aquisição de Btk-gfp, usando-se plantas inoculadas apenas com água como controle. Para os bioensaios de patogenicidade a D. citri, 21 estirpes de Bt foram testadas no sistema de aquisição em ramos cortados de murta e 5 estirpes em ramos cortados de laranja para ninfas de 3º. ínstar. In vitro, testaram-se 3 estirpes contra ninfas de 3º. ínstar e 9 contra adultos. Btgfp foi absorvido pelas raízes e ramos novos cortados de seedlings de laranja doce e de murta, e translocado até as folhas, mostrando movimentação sistêmica. Esta estirpe foi adquirida por adultos e ninfas de D. citri que se alimentaram nos ramos novos cortados, mantidos em suspensão bacteriana. O sistema de alimentação in vitro permitiu a aquisição de Bt-gfp (pellet ressuspendido na dieta de sacarose com corantes) por adultos de D. citri com apenas 12 h de PAA, mas 30 h é um período ótimo para exposição do inseto ao sistema. Nenhuma das nove estirpes testadas no sistema in vitro foi patogênica aos adultos de D. citri. Das 21 estirpes testadas contra ninfas de 3º. ínstar em ramos novos de murta, cinco causaram mortalidade de 24 a 45%, em 5 dias. Essas cinco estirpes também foram testadas contra ninfas dem ramos de citros cortados, causando mortalidade de 35 a 75% em 48 h. / Bacillus thuringiensis (Bt) is an entomopathogenic bacterium widely used as a biopesticide against insect pests, mainly Coleoptera, Lepidoptera and Diptera, or for engineering genetically-modified plants. The recent finding that Bt is able to move systemically within plants, potentially targeting piercing-sucking insects, suggests that the bacterium may be effective for microbial control of Diaphorina citri Kuwayama, the vector of Huanglongbing-associated bacteria, a serious citrus disease. The goal of this research was to develop in vitro and in planta acquisition systems of Bt by D. citri for pathogenicity assays. A transformed Bt strain with the green fluorescent protein gene (Btk-gfp), grown in NYSM medium, was used as a marker to demonstrate bacterial acquisition by the insect and movement within the plants. Artificial diets were selected for the in vitro acquisition system based on insect survival and feeding activity. Btk-gfp was added to the selected diet, a 30% sucrose solution in mineral water with green (0.1%) and yellow (0.4%) food coloring. The diet was placed inside a Parafilm® membrane sachet, covering the opening of the lower half of a 40-mm diameter culture plate, and forming the feeding cage. Ten D. citri adults or nymphs were introduced in each cage and allowed acquisition access periods (AAP) of up to 48 h on the diet; as a control, a diet without Btk-gfp was used. For testing the in planta acquisition system, Btk-gfp suspensions were inoculated in young stem cuttings or in the soil, near the stem of Citrus sinensis (L.) Osbeck and Murraya paniculata (L.) Jack seedlings, as well as in different concentrations, and bacterial movement was assessed after 48 h; plants inoculated with water were used as controls. D. citri adults and nymphs were confined on inoculated plants to verify Btk-gfp acquisition. In pathogenicity assays, 21 Bt strains were tested against 3rd instars of D. citri using the acquisition system with stem cuttings of M. paniculata and 5 strains were tested using citrus stem cuttings. The in vitro acquisition system was used to test pathogenicity of 3 and 9 Bt strains against 3rd-instar nymphs and adults, respectively. Bt-gfp absorbed by roots or young stem cuttings of inoculated C. sinensis and M. paniculata was detected in the leaves, showing systemic movement. Bt-gfp was isolated from groups of nymphs and adults that were fed on inoculated stem cuttings or on artificial diets with bacterial suspension, showing that both in planta and in vitro acquisition take place. D. citri adults can acquire Bt-gfp within 12 h of AAP to the artificial diet with bacterium inoculum, but 30 h is the optimum AAP. None of the nine Bt strains assayed in vitro were pathogenic to D. citri adults. Of 21 strains tested for pathogenicity against nymphs using inoculated stem cuttings of M. paniculata, five caused mortality rates varying from 24 to 45% mortality within 5 days. These five Bt strains were also tested against D. citri nymphs using young stem cuttings of C. sinensis, causing mortality rates of 35 to 75% within 48 h.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-22032012-111908 |
| Date | 28 November 2011 |
| Creators | Juliana Balbinotte |
| Contributors | Joao Roberto Spotti Lopes, Juliana de Freitas Astúa, Manoel Victor Franco Lemos |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Entomologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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