Campus Poços de Caldas

 IFSULDEMINAS -Campus Poços e UNIFAL desenvolvem pesquisa com caruncho do feijão, aprovada em edital do CNPQ (chamada universal).

O projeto de pesquisa Molecular -genomic, epigenomic, and transcriptomic- and morphological signatures of host shift in the bean weevil Zabrotes subfasciatus, desenvolvido por meio de um convênio de Cooperação Técnica do IFSULDEMINAS - Campus Poços,  com a UNIFAL-MG – campus Alfenas, com foco no estudo com insetos, foi aprovado em edital do CNPq/MCTI/FNDCT Nº 18/2021.  Segundo uma das professoras envolvidas, Isabel Ribeiro do Valle Teixeira, "com o trabalho espera-se conhecer o genoma de Zabrotes subfasciatus, popularmente conhecido como caruncho do feijão, (ainda não descrito) e entender melhor a forma com que um organismo se adapta a algo novo em seu ambiente. Neste caso, no grão de bico, um alimento hospedeiro (o grão serve de casa e alimento). Pretende-se levantar o que este animal tinha em sua biologia que permitiu esta adaptação ao novo e quais as mudanças que este novo hábito podem trazer. Isso, além das transformações e consequências morfológicas e genéticas deste novo comportamento. Na prática, os resultados do desenvolvimento do projeto permitirão identificar “as fraquezas” moleculares da espécie, que poderão ser utilizadas pelo ser humano no controle de infestação de grãos por populações do caruncho", detalhou.

Caruncho causa prejuízos diversos na lavoura e prejudica economia

O Zabrotes subfasciatus é um besouro que usa os feijões para alimentar as suas larvas. Os ovos são colocados sobre os grãos destas sementes e as larvas emergem diretamente para o interior delas e ali ficam até completar todo o seu desenvolvimento até adulto, quando fazem uma janela redonda e saem. Isso faz com que a espécie, conhecida também como caruncho do feijão, seja responsável por grandes perdas nos grãos armazenados, causando prejuízos tanto econômicos, como sociais, já que o feijão é a principal fonte de proteína de muitos países em desenvolvimento.

Além dos interesses econômicos, a biologia destes insetos é bem peculiar. Eles possuem todo um aparato fisiológico que permite reconhecer seu hospedeiro principal (o feijão) e sobreviver por muitas gerações, apenas com o alimento ingerido na fase imatura (larvas no interior do feijão), sem beber água e sem se alimentarem quando adultos, ao sair do feijão. Mesmo estando completamente adaptados ao feijão, se sabe que, em situações mais excepcionais,  podem usar outros hospedeiros: como o grão de bico (Cicer arietimum). A pergunta principal do projeto é: Quais são as alterações morfológicas, genômicas, epigenômicas e transcriptômicas nestes indivíduos, que permitem que eles usem uma semente nova como local de oviposição e desenvolvimento? "As respostas nos ajudariam a entender as bases biológicas da escolha de hospedeiro desta espécie, o que permitiria o desenvolvimento de estratégias para o controle sustentável das populações do inseto. Nos permitiria, também, entender como as espécies evoluem e se adaptam a novas condições ambientais", disse a pesquisadora.

Técnicas utilizadas
Várias técnicas serão utilizadas para tal estudo, incluindo qPCR e análises genômicas, que permitirão identificar qualquer expressão gênica diferencial, além de obter um genoma de referência para a espécie. O IFSULDEMINAS ficará responsável  pelo estabelecimento das populações matrizes dos insetos que serão utilizadas nos experimentos de seleção e de análise moleculares e morfológicas. Serão adotadas  abordagens genômicas, epigenômicas, transcriptômicas e morfológicas na pesquisa.

Entenda:

Abordagem epigenômica: é quando se identificam as modificações no DNA do genoma de um indivíduo que, normalmente, são produto da ação ambiental.

Abordagem genômica: é quando se identifica a sequência do DNA do genoma de um indivíduo, “soletrando as bases moleculares” para seu desenvolvimento e funcionamento.

Abordagem transcriptômica: é um conjunto de análises da expressão gênica (daqueles genes presentes no genoma do organismo, que podem ser modificados pelo ambiente) – por intermédio do estudo qualitativo e quantitativo de diferentes tipos de RNA – de um determinado organismo sob uma condição específica ou na comparação de diferentes condições como, por exemplo, carunchos que vivem há algumas gerações em feijão com aqueles que vivem em grão de bico.

Abordagem morfológica: Baseada em comparação das estruturas corporais em relação ao formato e tamanho, por exemplo, das antenas, do abdome, entre outras.

Validação por qPCR:  É um método que permite medir os níveis em que um determinado gene é expresso num organismo. Permite, também, comparar os níveis de expressão de um mesmo gene (ou mais) em organismos diferentes ou em indivíduos da mesma espécie expostos a condições ambientais diferentes, como duas populações de caruncho.

Professora Isabel  finaliza destacando que "conhecer o genoma de referência de uma espécie, é saber exatamente a sequência de nucleotídeos de seu genoma. Isso significa que, com essa informação, será possível identificar cada um dos genes da espécie, estudar como se comportam nas diferentes fases da vida dos organismos, como são influenciados pelo ambiente e como se comportam para permitir que os indivíduos se adaptem a variações ambientais, com o uso de novos hospedeiros".

O coordenador do projeto é o Prof. Dr. Angel Roberto Barchuk. Ele  envolve os mestrados de Sílvia de Oliveira Miranda e Bruno de Oliveira Cruz,  que foram ex-alunos da Biologia do campus Poços de Caldas.  Silvia explica que os insetos Zabrotes subfascitus são popularmente chamados de caruncho do feijão e possuem importância social e econômica considerável por ser praga de grãos estocados, sobretudo do feijão (phaseolus vulgaris) que é importante fonte de proteínas para muitas populações. Em alguns países já há relatos de ampliação de hospedeiros dessa espécie, ou seja, ela tem um grande potencial de infestação de outros grãos onde, até então, não havia ocorrência de infestação.  “Estudar no Instituto Federal de Poços de Caldas foi uma experiência ímpar na minha vida, sobretudo na minha carreira. Já nos anos iniciais da graduação tive contato com a iniciação científica e tudo mais que foi base para o meu desenvolvimento pessoal e na pós-graduação. Sou imensamente grata aos servidores, professores e à estrutura espetacular do Instituto que ainda hoje é diretamente importante para a minha pesquisa”, destacou.