Análise da resposta ecológica da cana-de-açúcar (Saccharum sp) em resposta à herbivoria por Diatraea saccharalis

• Main Author: Silva Filho, Benisio Ferreira da
• Other Authors: Sant'Ana, Antônio Euzébio Goulart
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Alagoas 2017
• Subjects: Cana-de-açúcar; Diatraea saccharalis; Herbivoria; Sugar cane; Herbivory; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Online Access: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/2042

The increasing global demand for renewable energy to replace fossil fuels has given great emphasis on sugar cane (Saccharum spp) As this has been considered as the most efficient crop for energy production. Brazil is the largest producer of sugar cane with a production of 652.02 million tonnes in the 2013/2014 season, in an area of 8.1 million hectares. One major barrier to the production of sugar cane is still the attack of pests and diseases. It is estimated that about 10 % of the crop losses to be caused by insects, and the bit of sugar cane (Diatraea saccharalis) the most important. Plants, during evolution, to reduce the damage caused by the attack of insects, have developed a number of defense mechanisms, among them physical, toxic metabolites and volatile metabolites. Many studies have been developed to decipher the mechanisms of defense sugar cane to attack by herbivorous insects in an attempt to support breeding and biotechnology information programs for the development of more resistant plants, but many of these mechanisms still remain to be clarified. This project aimed to evaluate the response of sugar cane in herbivory by Diatraea saccharalis identifying volatile organic compounds, secondary metabolites and proteins produced during the response to the attack. We investigated the possible sequence of a terpene synthase, and Benzoxazinoides (Bx) sugar cane genes and the expression of these genes in the infected plants. Our results show that sugar cane has a systemic response when attacked by the larva Diatraea saccharalis producing β - caryophyllene volatile compound with increased expression of TPs cane putative gene, hydroxamic acid DIMBOA in roots increased with the expression of genes involved in the biosynthesis and defense-related proteins in attempts to inhibit the attack of the larvae and preserve the plant. === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === A crescente demanda mundial para a produção de energias renováveis em substituição aos combustíveis fósseis tem dado grande destaque à cana-de-açúcar (Saccharum sp.), pois esta tem sido considerada como a cultura mais eficiente para a produção de energia. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar com uma produção de 652,02 milhões de toneladas na safra 2013/2014, em uma área de 8,1 milhões de hectares. Um dos grandes entraves à produção de cana-de-açúcar ainda é o ataque de pragas e doenças. Estima-se que cerca de 10% das perdas para esta cultura sejam ocasionadas por insetos, sendo a broca da cana-de-açúcar (Diatraea saccharalis) a mais importante. As plantas, durante a evolução, para reduzir os danos causados pelo ataque dos insetos, têm desenvolvido uma série de mecanismos de defesa, dentre eles, barreiras físicas, metabólitos tóxicos e metabólitos voláteis sinalizadores. Muitos trabalhos têm sido desenvolvidos para decifrar os mecanismos de defesa da cana-de-açúcar ao ataque de insetos herbívoros, na tentativa de subsidiar programas de melhoramento genético e a biotecnologia de informação para o desenvolvimento de plantas mais resistentes, mas, muito destes mecanismos ainda permanecem a ser esclarecidos. Este projeto se propôs a avaliar a resposta da cana-de-açúcar na herbivoria por Diatraea sccharalis através da identificação de importantes compostos orgânicos voláteis, metabólitos secundários e proteínas produzidas durante o processo de resposta ao ataque. Investigamos a sequência de uma possível terpeno sintase, bem como genes Benzoxazinoides (Bx) de cana de açúcar e a expressão destes genes nas plantas infestadas. Nossos resultados mostram que a cana-de-açúcar apresenta uma resposta sistêmica quando atacada pela larva de Diatraea saccharalis produzindo o composto volátil β-cariofileno, com aumento da expressão do gene putativo TPs de cana, o aumento ácido hidroxâmico DIMBOA nas raízes junto com o aumento da expressão dos genes envolvidos na sua biossíntese e proteínas relacionadas a defesa na tentativas de inibir o ataque da larva e preservar a planta.