Isolamento, caracterização molecular e expressão de um novo gene vip3Aa50 de Bacillus thuringiensis virulento para Anticarsia gemmatalis e Spodoptera frugiperda

Abstract

A bactéria Bacillus thuringiensis é vista como uma das melhores opções no controle biológico devido à ação entomopatogênica e a especificidade de suas proteínas. As proteínas Vip3, que são secretadas durante o crescimento vegetativo do B. thuringiensis, atuam no controle de importantes lepidópteros praga. O objetivo deste trabalho foi caracterizar um gene vip3A de um isolado de B. thuringiensis, expressar a proteína e verificar sua toxicidade contra larvas de Anticarsia gemmatalis e. Spodoptera frugiperda Para tanto, o gene foi amplificado com iniciadores específicos por PCR, gerando um fragmento de 2370 pb. O fragmento foi clonado em vetor pGEM - T Easy para sequenciamento, subclonado em vetor de expressão pET-28a (+) e o conjunto inserido em células de Escherichia coli BL21 (DE3). A expressão da proteína foi induzida por IPTG, a proteína Vip3Aa50 foi visualizada em SDS-PAGE e detectada por “Western blotting”. Os ensaios de toxicidade revelaram alta virulência às larvas neonatas de A. gemmatalis e S. frugiperda, sendo as larvas da população de A. gemmatalis mais sensíveis. O isolado utilizado neste estudo é altamente promissor como fonte de gene vip3A para controle de ambas as pragas por meio da produção de plantas transgênicas como milho e soja.

The bacterium Bacillus thuringiensis is seen as one the best options for the biological control due to entomopathogenic action and protein specificity. The Vip3 proteins, which are secreted during the vegetative growth of B. thuringiensis, act to the control the most important lepidopteran pests. The aim of this study was to characterize a vip3A gene from an isolate of B. thuringiensis, to induce the protein and evalute its toxicity against Anticarsia gemmatalis and Spodoptera frugiperda larvae. Therefore, the gene was amplified by specific PCR’s primers, generating a 2370 pb fragment. The fragment was cloned into the pGEM-T Easy vector and subsequently, it was sequenced and subcloned into the pET-28a (+)’s expression vector and inserted in to the Escherichia coli BL21 (DE3) cells. The Vip3Aa50 protein expression was induced by IPTG, observed using SDS-PAGE and detected by Western blotting. The toxicity bioassay showed intense virulence for A. gemmatalis and S. frugiperda’s neonate larvae. The results showed that A. gemmatalis larval population was more sensitive. The isolate used in this study is highly promising as vip3A source gene to control both plagues through transgenic plant production, such as, corn and soybean.