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Exploratory comparative transcriptomic analysis reveals potential gene targets associated with Cry1A.105 and Cry2Ab2 resistance in fall armyworm (Spodoptera frugiperda).
Castellane, Tereza Cristina L; Fernandes, Camila C; Pinheiro, Daniel G; Lemos, Manoel Victor Franco; Varani, Alessandro M.
Afiliação
  • Castellane TCL; Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências Agrárias E Veterinárias, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Rod. Prof. Paulo Donato Castellane km 5, Jaboticabal, CEP 14884-900, SP, Brasil. tereza.castellane@unesp.br.
  • Fernandes CC; Instituto de Pesquisa em Bioenergia, Laboratório Multiusuário de Sequenciamento em Larga Escala e Expressão Gênica, IPBEN, 14884-900, Jaboticabal, SP, Brasil.
  • Pinheiro DG; Departamento de Biotecnologia Agropecuária e Ambiental, Faculdade de Ciências Agrárias E Veterinárias, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Rod. Prof. Paulo Donato Castellane km 5, Jaboticabal, CEP 14884-900, SP, Brasil.
  • Lemos MVF; Departamento de Biologia, Faculdade de Ciências Agrárias E Veterinárias, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Rod. Prof. Paulo Donato Castellane km 5, Jaboticabal, CEP 14884-900, SP, Brasil.
  • Varani AM; Instituto de Pesquisa em Bioenergia, Laboratório Multiusuário de Sequenciamento em Larga Escala e Expressão Gênica, IPBEN, 14884-900, Jaboticabal, SP, Brasil.
Funct Integr Genomics ; 24(4): 129, 2024 Jul 23.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-39039331
ABSTRACT
Genetically modified (GM) crops, expressing Bacillus thuringiensis (Bt) insecticidal toxins, have substantially transformed agriculture. Despite rapid adoption, their environmental and economic benefits face scrutiny due to unsustainable agricultural practices and the emergence of resistant pests like Spodoptera frugiperda, known as the fall armyworm (FAW). FAW's adaptation to Bt technology in corn and cotton compromises the long-term efficacy of Bt crops. To advance the understanding of the genetic foundations of resistance mechanisms, we conducted an exploratory comparative transcriptomic analysis of two divergent FAW populations. One population exhibited practical resistance to the Bt insecticidal proteins Cry1A.105 and Cry2Ab2, expressed in the genetically engineered MON-89Ø34 - 3 maize, while the other population remained susceptible to these proteins. Differential expression analysis supported that Cry1A.105 and Cry2Ab2 significantly affect the FAW physiology. A total of 247 and 254 differentially expressed genes were identified in the Cry-resistant and susceptible populations, respectively. By integrating our findings with established literature and databases, we underscored 53 gene targets potentially involved in FAW's resistance to Cry1A.105 and Cry2Ab2. In particular, we considered and discussed the potential roles of the differentially expressed genes encoding ABC transporters, G protein-coupled receptors, the P450 enzymatic system, and other Bt-related detoxification genes. Based on these findings, we emphasize the importance of exploratory transcriptomic analyses to uncover potential gene targets involved with Bt insecticidal proteins resistance, and to support the advantages of GM crops in the face of emerging challenges.
Assuntos
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Proteínas de Bactérias / Resistência a Inseticidas / Spodoptera / Endotoxinas / Transcriptoma / Toxinas de Bacillus thuringiensis / Proteínas Hemolisinas Limite: Animals Idioma: En Revista: Funct Integr Genomics Assunto da revista: BIOLOGIA MOLECULAR / GENETICA Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil País de publicação: Alemanha

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Proteínas de Bactérias / Resistência a Inseticidas / Spodoptera / Endotoxinas / Transcriptoma / Toxinas de Bacillus thuringiensis / Proteínas Hemolisinas Limite: Animals Idioma: En Revista: Funct Integr Genomics Assunto da revista: BIOLOGIA MOLECULAR / GENETICA Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil País de publicação: Alemanha