Molecular caracterization of the interaction of spittlebugs (Mahanarva spectabilis) with different forages

A cigarrinha-das-pastagens, Mahanarva spectabilis (Distant,1909) é a principal praga em forrageiras na América Tropical, promovendo danos severos às pastagens, e comprometendo a produção de produtos de origem animal. O Brasil possui o maior rebanho comercial do mundo, e para garantir baixos custos na produção, usa as pastagens como a principal fonte de alimentação do rebanho. Em decorrência de ataques de insetos- praga, o nível de produtividade das pastagens pode sofrer declínio tanto na quantidade quanto na qualidade de produção. A seleção de cultivares de forrageiras resistentes, é uma alternativa de controle promissora, uma vez que o controle químico das cigarrinhas é economicamente inviável. São escassos os trabalhos que relatam a bioquímica da interação entre M. spectabilis com diferentes forrageiras. O objetivo, na primeira parte do trabalho, foi identificar as proteínas, metabólitos e hormônios presentes nas glândulas salivares quando a M. spectabilis se alimenta de plantas de capim- elefante (Cenchrus purpureus), cv. Roxo Botucatu e cv. Pioneiro, Brachiaria brizantha cv. Marandú e Brachiaria decumbens cv. Basilisk. Na segunda parte, objetivamos elucidar as possíveis respostas metabólicas nas forrageiras Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens, capim-elefante (Cenchrus purpureaus) cv. Roxo-de-Botucatu e cv. Pioneiro quando infestadas por M. spectabilis. Através das análises de proteômica foi possível identificar proteínas envolvidas em processos como controle da musculatura, síntese e metabolismo protéico, proteção contra estresse biótico/abiótico e termoregulação. As análises fitohormonais das glândulas salivares indicam uma variação nos níveis hormonais em função do tipo de forrageira usada na alimentação. Foram detectados nos componentes das glândulas salivares a presença de efetores, tais como ácidos graxos de cadeia longa que podem induzir ou suprimir as respostas de defesa das plantas. A presença dos efetores afetam as respostas de defesa da planta para permitir o melhor desempenho do inseto na infestação das plantas. De frente a esses resultados, nos é permitido propor que alguns efetores presentes nas glândulas salivares de cigarrinha das pastagens possam ser responsáveis por suprimir a resposta de defesa da planta, tornando-se uma estratégia bem sucedida do inseto na colonização do hospedeiro. Palavras-chave: Cigarrinha-das-pastagens. Glândula salivar. Proteômica. Interação planta-praga.The spittlebugs, Mahanarva spectabilis (Distant, 1909) is the main forage pest in Tropical America, causing severe damage to pastures and compromising the production of animal products. Brazil has the largest commercial herd in the world, and to ensure low production costs, it uses pasture as its primary feed source. As a result of insect pest attacks, pasture productivity may decline in both quantity and quality of production. Selection of resistant forage cultivars is a promising control alternative, since chemical control of leafhoppers is economically unfeasible. There are few studies reporting the biochemistry of the interaction between M. spectabilis with different forages. The objective, in the first part of the work, was to identify the proteins, metabolites and hormones present in the salivary glands when M. spectabilis feeds on elephant grass (Cenchrus purpureus), cv. Purple Botucatu and cv. Pioneer, Brachiaria brizantha cv. Marandú and Brachiaria decumbens cv. Basilisk In the second part, we aim to elucidate the possible metabolic responses in the forages Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens, elephant grass (Cenchrus purpureaus) cv. Botucatu purple and cv. Pioneer when infested by M. spectabilis. Through proteomics analyzes it was possible to identify proteins involved in processes such as muscle control, protein synthesis and metabolism, protection against biotic / abiotic stress and thermoregulation. Phytohormonal analyzes of salivary glands indicate a variation in hormone levels depending on the type of forage used in the diet. The presence of effectors such as long chain fatty acids that can induce or suppress plant defense responses has been detected in salivary gland components. The presence of effectors affects plant defense responses to allow the best insect performance in plant infestation. Given these results, we are allowed to propose that some effectors present in the leafhopper salivary glands of the pastures may be responsible for suppressing the defense response of the plant, becoming a successful insect strategy in host colonization. Keywords: S pittlebugs . Salivary gland. Proteomics. Plant-pest interaction.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq