Caracterização molecular e desenvolvimento de marcadores específicos para a detecção de biótipos de mosca branca Bemisia tabaci

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2006.A mosca-branca (Bemisia tabaci) tem assumido um papel de destaque na agricultura mundial por ser uma praga de importância econômica em função das infestações causadas pelo biótipo B de B. tabaci e que já se encontra distribuído em todos os continentes. O conhecimento da diferenciação genética de B. tabaci permitirá o desenvolvimento de estratégias para o controle da mosca-branca no Brasil. O presente estudo teve como objetivo caracterizar e analisar a variabilidade genética da mosca-branca B. tabaci, por meio de marcadores moleculares baseados em DNA. Os dados de caracterização molecular por RAPD, revelaram a extrema complexidade da espécie sugerindo uma possível separação das populações em função da planta hospedeira. Posteriormente, os dados de variância molecular revelaram que, a maior fonte de variabilidade era originária de diferenças entre as populações, do que em relação a variações dentro das populações do biótipo B desse inseto. Observou-se, ainda, que o biótipo BR, nativo do Brasil, apresentou baixa similaridade genética em relação ao biótipo B, que foi introduzido no país. Sendo assim, fragmentos de RAPD de ocorrência persistente nas populações estudadas dos biótipos B e BR, foram clonados e seqüenciados, seguindo-se o desenvolvimento de dois conjuntos de primers, para a detecção do biótipo B e um para a detecção do biótipo BR. Esses marcadores denominados SCAR (Seqüências Caracterizadas de Regiões Amplificadas) mostraram-se sensíveis para a detecção dos biótipos em questão, sendo capazes de discriminá-los em testes utilizando amostras de DNA provenientes de diferentes insetos. Os resultados obtidos permitem propor um modelo para a dispersão do biótipo B em campo. Possivelmente, as fêmeas de B. tabaci biótipo B adotam um sistema multifatorial (detecção de predadores, interferência por machos de outros biótipos, disponibilidade de recursos e competição entre populações de um mesmo biótipo) para a seleção das culturas hospedeiras. Independente do fenômeno ocorrido em relação à cultura hospedeira selecionada pelo biótipo B de B. tabaci, os marcadores SCAR foram capazes de detectar os dois biótipos de ocorrência no Brasil. O desenvolvimento de marcadores específicos para cada biótipo de B. tabaci é uma etapa decisiva para o estabelecimento de estratégias baseadas em DNA para a detecção e a prevenção da entrada de novos biótipos no Brasil, minimizando os riscos provocados pela entrada de insetos exóticos no agro-ecossistema brasileiro. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe whitefly Bemisia tabaci has assumed an increasing importance because it is one of the most harmful pests of plant production. An increasing number of plant diseases were related to the B biotype of B. tabaci. This biotype is the most widespread pest of economically important plant crops. The understanding of the genetic differentiation of B. tabaci allows the development of methods to control this pest in many countries, including Brazil. The objective of this study was the characterization and analysis of the genetic variability of the B. tabaci using DNA based molecular markers. The molecular characterization by RAPD revealed the extreme complexity of this species suggesting possible population segregation by host culture. The molecular variance analysis (AMOVA) revealed that the highest genetic variability were more due to variations among the populations analyzed than genetic variation in the populations of the B biotype of B. tabaci. The native B. tabaci biotype (called BR) showed low genetic similarity to the introduced B. tabaci B biotype. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) fragments occurring persistently in all B and BR populations studied were cloned, sequenced, and used to design two sets of SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) primers to detect the B biotype and one to detect the BR biotype. These SCAR markers were very sensitive to discriminate the two biotypes analyzed in this study. The specific biotype detection occurred in several conditions, including tests using DNA extracted from different insect sources. These molecular results could be used in a proposition of a model trying to explain the dispersion of B. tabaci in the field. Possibly, the B. tabaci B biotype females could adopt a multifactorial system to select its host crops. This system could be formed by factors like detection of predators of its offspring, interference by males from different biotypes, availability of plant resources, and competition among populations of the same biotype. Independently of which factors were interfering or influencing on B. tabaci to take a decision about host plant, the SCAR markers developed in this study were able to detect the most common B. tabaci biotypes occurring in Brazil. The development of specific molecular markers to each B. tabaci biotypes is a very important step to the establishment of DNA based strategies to detect and prevent the incoming of new biotypes of whiteflies in Brazil, reducing the risks produced by the introduction of exotic insects in the Brazilian agricultural