Proteína salivar favorece pulgão-do-sorgo e reduz defesa vegetal

Pesquisadores identificaram uma proteína salivar do pulgão-do-sorgo, Melanaphis sorghi, associada à alimentação do inseto, à reprodução e à supressão de respostas imunes da planta. A proteína, denominada MsSP1, entrou nos tecidos do sorgo durante a alimentação. O silenciamento do gene correspondente reduziu a produção de ninfas e a excreção de honeydew, indicador da ingestão de seiva.

O estudo analisou folhas de sorgo infestadas por pulgões por meio de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem (DOI 10.3390/insects17080779). A equipe detectou 69 proteínas originárias do inseto nos tecidos vegetais. Cinco apresentaram peptídeos-sinal, característica associada à secreção proteica.

Cinco candidatos

Entre os cinco candidatos, os cientistas selecionaram MsSP1 para os ensaios funcionais. A escolha considerou a anotação e a abundância da proteína. MsSP1 possui 320 aminoácidos, peptídeo-sinal nos 20 primeiros resíduos e ausência de domínio transmembrana. Cerca de 21% da sequência corresponde a resíduos de serina. A região final da proteína contém cinco repetições de um motivo formado por 15 aminoácidos.

Os pesquisadores produziram um anticorpo específico contra MsSP1. A análise por imunoblot detectou a proteína em folhas de sorgo após 48 horas de alimentação dos pulgões. O sinal não apareceu nos tecidos sem infestação. O resultado confirmou a liberação de MsSP1 no hospedeiro durante a inserção dos estiletes e a retirada de seiva.

Em protoplastos de sorgo, a proteína permaneceu no citoplasma. O sinal não coincidiu com o marcador nuclear usado no experimento. A localização reforçou a hipótese de atuação sobre processos celulares ligados à defesa vegetal.

Interferência de RNA

A equipe avaliou a função de MsSP1 por interferência de RNA. Ninfas receberam RNA de fita dupla direcionado ao gene MsSP1 em dieta artificial com sacarose a 20% e concentração final de dois miligramas por mililitro. Após 48 horas, a expressão do gene caiu em comparação com os controles.

O silenciamento não provocou alterações morfológicas visíveis nem reduziu a sobrevivência no período avaliado. O tratamento, porém, limitou a reprodução. Os pulgões submetidos ao RNA de fita dupla produziram menos descendentes após a transferência para plantas do genótipo suscetível BTx623.

Produção de honeydew

A produção de honeydew também caiu. Esse resultado indica menor atividade alimentar, pois a excreção acompanha a ingestão de seiva do floema. Em conjunto, os dados associam MsSP1 ao desempenho alimentar e reprodutivo de Melanaphis sorghi no sorgo.

Outros ensaios

Outro conjunto de ensaios investigou a interferência da proteína na imunidade vegetal. Os pesquisadores expressaram MsSP1 em folhas de Nicotiana benthamiana. Depois, usaram a criptogeína, molécula capaz de induzir produção de espécies reativas de oxigênio e morte celular associada à resposta de defesa.

A presença de MsSP1 reduziu os sintomas provocados pela criptogeína. Os tecidos apresentaram menor morte celular, menor extravasamento de eletrólitos e menor acúmulo de peróxido de hidrogênio. A proteína isolada não provocou danos visíveis nem induziu acúmulo desse composto.

Efetor de virulência

Os resultados sustentam a classificação de MsSP1 como candidata a efetor de virulência. Durante a alimentação, o pulgão libera a proteína no tecido vegetal. A molécula reduz respostas de defesa e favorece a exploração do floema.

O trabalho também aponta MsSP1 como possível alvo para estratégias de controle baseadas em interferência de RNA. Essa aplicação ainda exige validação em condições de cultivo e estudos sobre os alvos moleculares da proteína no sorgo. Os pesquisadores também destacam outros quatro candidatos com peptídeo-sinal, incluindo uma proteína semelhante à maltase A1, uma proteína rica em lisina semelhante à arabinogalactana e duas proteínas sem função anotada.