Gene Kr-h1 regula fecundidade de joaninha predadora

O gene Kr-h1, ligado à sinalização do hormônio juvenil, interfere no desenvolvimento ovariano e na produção de ovos em fêmeas de Coccinella septempunctata. O resultado vem de estudo de cientistas chineses. A pesquisa usou interferência por RNA para reduzir a expressão do gene e avaliar seus efeitos reprodutivos no predador, usado no controle biológico de pulgões e outros artrópodes-praga.

A equipe observou queda de 28,74 por cento na produção média de ovos após o silenciamento de Kr-h1. Fêmeas injetadas com Kr-h1-dsRNA produziram 119 ovos por fêmea em vinte dias. No controle sem injeção, a média alcançou 167 ovos por fêmea. No grupo tratado com GFP-dsRNA, usado como controle da técnica, a média chegou a 168 ovos por fêmea.

Papel central

O trabalho indica papel central de Kr-h1 na fecundidade de Coccinella septempunctata. O gene codifica o fator de transcrição Krüppel homolog 1. A proteína atua na via do hormônio juvenil, conhecida pela regulação de crescimento, metamorfose e reprodução em insetos.

Os pesquisadores também testaram a resposta do gene ao hormônio juvenil em dieta artificial. Fêmeas alimentadas com dieta contendo hormônio juvenil apresentaram maior expressão de Kr-h1 aos cinco e dez dias, em comparação com fêmeas mantidas em dieta sem o hormônio. Aos cinco dias, a expressão ficou 3,02 vezes maior. Aos dez dias, ficou 1,76 vez maior.

O experimento reforça a relação entre hormônio juvenil e transcrição de Kr-h1 em Coccinella septempunctata. Segundo os cientistas, essa resposta ajuda a explicar efeitos anteriores da suplementação hormonal sobre a reprodução da espécie. Em estudo citado no artigo, dieta artificial com hormônio juvenil elevou a produção de ovos em quatro vezes, em comparação com dieta sem suplementação.

Função do gene

Para avaliar a função do gene, os pesquisadores injetaram fêmeas recém-emergidas com um microlitro de Kr-h1-dsRNA, na concentração de 4500 nanogramas por microlitro. A aplicação ocorreu na membrana intersegmentar entre o terceiro e o quarto segmentos abdominais. O controle recebeu GFP-dsRNA. Cada tratamento reuniu 50 fêmeas, com três repetições.

A interferência reduziu a expressão de Kr-h1 em relação ao controle com GFP-dsRNA. A queda chegou a 30,97 por cento aos cinco dias após a injeção e a 38,32 por cento aos dez dias. A redução da expressão veio acompanhada por atraso no desenvolvimento ovariano.

Imagens e medições

As imagens e medições de ovários mostraram menor avanço reprodutivo no grupo tratado com Kr-h1-dsRNA. Aos cinco dias, os ovários apresentaram menos ovos maduros. Os ovaríolos também exibiram aspecto murcho. As medidas de comprimento dos ovários, comprimento e largura das câmaras ovarianas esquerda e direita caíram em relação ao grupo GFP-dsRNA.

Aos dez dias, os pesquisadores registraram aumento em algumas dimensões dos ovários do grupo Kr-h1-dsRNA em comparação com o controle GFP-dsRNA. Mesmo assim, as fêmeas tratadas apresentaram mais ovaríolos vazios. Esse padrão sugere prejuízo no processo reprodutivo, apesar da recuperação parcial da expressão gênica ao longo do tempo.

Os cientistas apontam uma possível redução gradual da eficiência da interferência por RNA. O Kr-h1-dsRNA injetado pode sofrer degradação por nucleases celulares. Com isso, a expressão de Kr-h1 pode recuperar parte da atividade após alguns dias.

Coccinella septempunctata ocupa posição importante em programas de controle biológico. A espécie predadora ataca pulgões, moscas-brancas, cigarrinhas e ácaros. Por isso, a compreensão da regulação reprodutiva pode apoiar melhorias em dietas artificiais e em sistemas de criação massal.

O estudo também fornece base para pesquisas sobre vias hormonais em insetos. A via hormônio juvenil–Met–Kr-h1 participa da vitelogênese, do desenvolvimento ovariano e da fecundidade em diferentes espécies. Em Coccinella septempunctata, os dados indicam participação direta de Kr-h1 na produção de ovos e no desenvolvimento dos ovários.

Outras informações em doi.org/10.3390/insects17060577