Study of the termite Coptotermes gestroi : analysis of differentialy expressed genes between castes and search for genes with biotechnological applicability

Os cupins são insetos pertencentes à Ordem Isoptera, com mais de 3.000 espécies descritas. São importantes agentes de degradação de madeira e compostos celulósicos em geral. Entretanto, essas mesmas características tornam algumas das espécies danosas por destruírem estruturas de edificações, sendo responsáveis por prejuízos da ordem de milhões de dólares. Uma destas espécies-praga é o Coptotermes gestroi. Originária do sudeste asiático foi introduzida no Brasil no início do século XX, estabelecendo-se ao longo daregião costeira, mas com uma clara expansão para o interior do país. O ciclo de vida de C .gestroi inicia com a eclosão do ovo, a larva originada pode se transformar tanto em um operário (linhagem áptera) como em uma ninfa (linhagem ninfal), a qual pode originar um rei ou uma rainha. Além disso, o operário pode se transformar em soldado, sob indução do hormônio juvenil. Assim sendo, o objetivo do presente trabalho foi a avaliação da expressão gênica nas diversas castas e estágios de vida de C.gestroi visando a identificação de genes relacionados ao ciclo de vida e com possível aplicação biotecnológica. Para isso,foi deita a análise de uma biblioteca de cDNA de cabeça de operários previamente construída. Para melhor compreender genes diferencialmente expressos entre as castas,outras quatro bibliotecas subtrativas foram confeccionadas. Alguns dos genes identificados foram genes selecionados para a validação pelo método de PCR em tempo Real. O seqüenciamento de segunda geração (454) foi realizado com amostras de soldados e operários e mais de 110.000 transcritos foram identificados. Dentre eles destacam-se as Hexamerinas I e II, a epóxido hidroláse do hormônio juvenil e genes relacionados à musculatura. Quanto aos genes com potencial biotecnológico dezenove enzimas envolvidasna quebram da lignocelulose foram identificadas e serão investigadas para confirmar o papel destas neste processo.Termites are insects belonging to the Order Isoptera, with more than 3,000 describedspecies. These insects are important wood and cellulosic compounds degraders. However, these same characteristics make some of them harmful species to mankind, by destroying buildings, accounting for million dollars losses. One of these pest species is Coptotermesgestroi. Originated from Southeast Asia, it was introduced in Brazil in the early twentieth century, establishing colonies along the coastal region, but with a clear expansion into thecountry. The life cycle of C. gestroi works as follows: after hatching from the egg, thelarvae can become either a worker (apterous lineage) or a nymph (nymphal lineage), whichcan lead to a king or a queen. In addition, the worker can become a soldier, under inductionof juvenile hormone. Therefore, the purpose of this study was the evaluation of gene expression in different castes and developmental stages of C.gestroi in order to identifygenes related to different life cycles and biotechnological potential. To accomplish this, weanalized a workers head cDNA library previously prepared. To better understand genes differentially expressed between castes, other four subtractive libraries were constructed. Some of the genes identified were selected for validation by Real Time PCR. Secondgeneration sequencing (454) was performed with samples of workers and soldiers and morethan 110,000 transcripts were identified. Among them stand out Hexamerins I and II, thejuvenile hormone epoxide hydrolase and genes related to muscle formation. As for geneswith biotechnological potential, nineteen enzymes involved in lignocellulose´s break downwere identified and will be investigated to confirm their role in this process