Transgenic citrus plants expressing Bacillus thuringiensis toxin aiming at the control of Diaphorina citri, insect vector of the huanglongbing (HLB) causal agents

Diaphorina citri é o inseto vetor das bactérias Candidatus Liberibacter spp., causadoras do huanglongbing (HLB), doença que tem causado sérios danos e grandes perdas econômicas à citricultura mundial, pois acomete todas as variedades comerciais de citros e não existem genótipos comerciais resistentes. Por esta razão, têm-se buscado estratégias que auxiliem no controle do inseto vetor, hoje feito quase que exclusivamente com o uso de excessivas aplicações de agroquímicos que aumentam o custo de produção e potencializam a agressão ao meio ambiente. Tem-se vislumbrado o desenvolvimento de plantas transgênicas que aumentem a resposta de defesa da planta contra Ca. Liberibacter spp. ou o vetor de forma mais efetiva, pelo direcionamento da expressão de genes alvo em tecidos específico, controlados por promotores de floema ou constitutivo. Nosso grupo tem buscado estratégias ainda não utilizadas em citros, mas efetivas para outras culturas, como o uso da bactéria entomopatogênica Bacillus thuringiensis (Bt) para o controle de D. citri. Essa bactéria se destaca devido à produção de proteínas com atividades inseticidas contra diversas fases imaturas de insetos, por isso tem sido amplamente utilizada tanto na produção de bioinseticidas quanto, principalmente, na produção de plantas transgênicas em culturas como algodão, milho e soja. Em trabalhos anteriores, identificamos que o gene cry11 codifica uma toxina capaz de causar elevada mortalidade em ninfas do psilídeo dos citros 120 horas após sua inoculação em seedlings de citros. Este gene foi clonado para a expressão em tecido de plantas de laranja doce sob o direcionamento de dois promotores, um específico de floema e o outro constitutivo. Foram obtidas 19 plantas transgênicas, com a inserção de uma a três cópias do transgene em seus genomas. Algumas delas apresentaram elevados níveis de expressão do transcrito. Todas essas plantas foram propagadas via enxertia em limoeiro Cravo e estão praticamente prontas para serem desafiadas com ninfas de D. citri. Esse é o primeiro esforço para a produção de citrus Bt visando ao manejo do HLB dos citros.Diaphorina citri is the insect vector of Candidatus Liberibacter spp., the causal agents of huanglongbing (HLB), the most devastating disease of citrus worldwide, due to the severe losses it induces and the lack of commercial resistant genotypes. For this reason, strategies have been sought to assist in the control of the insect vector, nowadays done almost exclusively with the use of excessive applications of agrochemicals that increase the cost of production and potentiate the aggression to the environment. It has been envisioned the development of transgenic plants that increase the defense response of the plant against Ca. Liberibacter spp. or the vector more effectively, by targeting the expression of target genes in specific tissues, controlled by phloem or constitutive promoters. Our group has sought strategies not yet used in citrus, but effective for other crops, such as the use of the entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis (Bt) for the control of D. citri. This bacterium stands out due to the production of proteins with insecticidal activity against several immature phases of insects, so it has been widely used both in the production of bioinsecticides and mainly in the production of transgenic plants in crops such as cotton, corn and soybean. In previous work, we have identified that the cry11 gene encodes a toxin capable of causing high mortality of citrus psyllid nymphs 120 hours after inoculation in citrus seedlings. This gene was cloned for expression in sweet orange plant tissue under the guidance of two promoters, one phloem specific and the other constitutive. Nineteen transgenic plants were obtained, with the insertion of one to three copies of the transgene into their genomes. Some of them had high levels of transcript expression. All these plants were propagated via grafting in Clove lemon tree and are practically ready to be challenged with D. citri nymphs. This is the first effort to produce citrus Bt for the management of citrus HLB