Anjali Jaiwal 1 , Natarajaswamy Kalleda 2 y Manchikatla Venket Rajam 1
Helicoverpa armigera es una plaga de insectos polífaga responsable de pérdidas importantes en el algodón y otros cultivos agronómicamente importantes. La interferencia de ARN (ARNi) ha surgido como una alternativa potencial para generar plantas resistentes a los insectos mediante la expresión in planta de ARN de doble cadena específico para un gen vital del insecto. En el presente estudio, los genes de biosíntesis hormonal en H. armigera fueron atacados mediante la alimentación de ARN de doble cadena correspondientes a cada gen objetivo, a saber, la metiltransferasa ácida de la hormona juvenil (HaJHAMT), la hormona protoracicotrópica (HaPTTH), el péptido activador de la biosíntesis de feromonas (HaPBAP), el factor de transcripción regulador de la muda (HaHR3), la proteína activada 4 (HaAP-4) y el precursor de la hormona de la eclosión (HaEHP), que desempeñan papeles clave en la regulación de eventos fisiológicos, de desarrollo y de comportamiento en la plaga de insectos objetivo. La ingestión de ARN de doble cadena del gen objetivo a través de una dieta artificial resultó en una mortalidad variable que osciló entre el 60 y el 92 % en los seis genes objetivo. El silenciamiento de los genes diana mostró un retraso en el crecimiento larvario, en la muda, en la metamorfosis y en la formación de pupas. Una comparación de la potencia de silenciamiento del dsRNA de HaPTTH largo sin cortar en cuadritos con los siRNA cortados en cuadritos con ARNm de ARNasa III reveló que los dsRNA largos eran más eficaces en el silenciamiento del gen diana en comparación con los siRNA. Se descubrió que el dsRNA de HaPTTH recubierto sobre la hoja desprendida era más eficaz en el silenciamiento del gen diana en comparación con la alimentación con dsRNA a través de una dieta artificial. Los análisis de qRT-PCR mostraron que el nivel de ARNm de seis genes diana se redujo drásticamente en comparación con el control o con el control de dsRNA de GFP no relacionado, lo que se correlacionó con los defectos de desarrollo. Estos resultados indican que los genes de la biosíntesis hormonal se pueden utilizar como objetivos vitales para mejorar la resistencia a las plagas en el algodón y otras plantas de cultivo que están infestadas con H. armigera. La impedancia de ARN (RNAi) se ha creado como un procedimiento innovador en la exploración de la genómica utilitaria, así como en el control de plagas de las plantas. En este estudio, se introdujeron ARN doblemente aislados (dsRNA) que se centran en la enzima 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A reductasa (HMGR), que cataliza una respuesta enzimática que limita la velocidad en la vía del mevalonato de la síntesis de la hormona juvenil (JH) en el gusano cogollero del algodón, en plantas de algodón mediante una mutación mediada por Agrobacterium tumefaciens. La PCR y la investigación de Sothern revelaron la integración de la enzima HMGR en el genoma del algodón. La RT-PCR y la qRT-PCR confirmaron el alto nivel de traducción de dsHMGR en las líneas de algodón transgénico. La expresión de HMGR, tanto en el nivel de traducción como en el de expresión, se reguló negativamente en las crías de gusanos cogolleros del algodón (helicoverpa armigera) después de beneficiarse de las hojas de plantas transgénicas HMGR. El nivel de expresión de la enzima HMGR en las crías criadas en hojas de algodón transgénico fue hasta un 80,68 % menor que el de la variedad silvestre. Es más, el nivel relativo de expresión de la calidad de la vitelogenina (Vg, fuente vital de sustento para el desarrollo de los organismos no desarrollados) también se redujo en un 76%.86% cuando las crías de la chinche fueron tratadas con hojas transgénicas. El resultado de los bioensayos de la chinche demostró que la planta transgénica que alberga dsHMGR restringió la ganancia de peso neto y retrasó el desarrollo de las crías del gusano del algodón. En conjunto, la planta de algodón transgénica que comunica dsRNAs disminuyó eficazmente la calidad de HMGR y obstaculizó el desarrollo y la supervivencia del insecto objetivo, lo que proporcionó más opciones para el control de la chinche de la planta. Palabras clave: 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A reductasa (HMGR), gusano del algodón, inhibición del ARN, algodón transgénico, ARN doblemente abandonados, control de plagas. El algodón (Gossypium hirsutum) es un importante productor de fibra y dinero en todo el mundo, que muestra una importancia destacada en la producción de cultivos. Las plagas y los organismos patógenos presentan una preocupación principal para la rentabilidad y la calidad del algodón. En la actualidad, la principal molestia en la producción de algodón es el gusano del algodón (Helicoverpa armigera). A pesar del amplio desarrollo del algodón transgénico BT inocuo para las polillas, lo que indica enormes ventajas económicas y sociales 1, las transformaciones de la calidad del gusano cogollero entre generaciones y las elecciones que surgen debido a las proteínas inocuas para las polillas BT benefician al gusano cogollero con protección contra los cultivos transgénicos BT 2-6. Por lo tanto, los cultivos transgénicos de inhibición de polillas con procedimientos alternativos son atractivos. La inhibición del ARN (ARNi), una herramienta eficaz para inhibir la calidad en eucariotas, se ha encontrado en Caenorhabditis elegans 7 solo y luego se desarrolló como un sistema eficaz inocuo para las polillas en una amplia variedad de especies de plantas 8, 9. El ARN de doble cadena (ARNdc) se puede generar mediante traducción interna, transposón, transgénesis artificial e infección por ARN, que son detectados y descompuestos en ARN intermediarios pequeños (ARNip) por la endorribonucleasa Dicer. El complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC), que incluye ARNi y algunas sustancias químicas, como endonucleasas, exonucleasas y helicasas, muestra la capacidad de las nucleasas para detectar y separar ARN específico objetivo 10. De esta manera, el ARNi puede usarse de manera engañosa para restringir la salida de la calidad endógena. Al compartir la herramienta molecular normal de silenciamiento específico de la calidad de la disposición en una amplia variedad de especies animales, el ARNi activado por dsRNA exógeno se ha desarrollado como una de las herramientas más efectivas para el estudio de la capacidad de calidad 11 y el control de plagas 12-16. El dsRNA creado por plantas transgénicas contra la calidad clave de las irritaciones ha sido visto como un escudo que enriquece las plantas transgénicas seguras para plagas con nuevo avance 17, 18. El gusano cogollero del algodón experimenta un complejo proceso de desprendimiento en su ciclo de vida, cuyo desarrollo y mejoramiento son controlados coordinadamente por la hidroxiecdisona 19-22 y la hormona adolescente (JH) 22. Los análogos de JH se han integrado falsamente y han aportado nuevas originalidades al trabajo innovador esencial del pesticida 23.Los usos fructíferos de los análogos hormonales identificados con el proceso de desprendimiento demostraron que la inhibición o exageración de las hormonas fundamentales podría ser otra metodología para el control coordinado de plagas (IPM) de los insectos que pertenecen al filo Arthropoda 24. En este sentido, las cualidades críticas o los factores de interpretación asociados con las vías de biosíntesis de hormonas están inclinados a ser utilizados como objetivos ideales cuando la tecnología RNAi se aplica al control de plagas 25. JH se integra a través de la vía del mevalonato en insectos, en la que el mevalonato es uno de los intermediarios más importantes. La HMG-CoA, precursora de la vía del mevalonato, debe pasar por tres reacciones enzimáticas para convertirse en mevalonato, y la HMGR cataliza y regula la última reacción 26. De esta manera, la HMGR interviene en un proceso que limita la velocidad de la biosíntesis de mevalonato, lo que la convierte en un objetivo prometedor para la tecnología RNAi para el control de insectos 27, 28. Además, la biosíntesis de vitelogenina, el sustento esencial para el desarrollo de microorganismos no cultivados en la posteridad, también puede verse obstaculizada por la regulación negativa de la expresión de la HMGR en B. germanica 27. En nuestro estudio anterior, un ADNc de longitud completa de 3329 pb (número de referencia de GenBank GU584103) de expresión de HaHMGR se clonó mediante tecnología RACE. Una sección de 1176 pb en la disposición de codificación de HaHMGR se intensificó a partir del ADNc del gusano cogollero y se usó para crear dsRNA. Al infundir dsHMGR en la sección media de una pupa de 2 días de edad, vimos que la cantidad de huevos puestos disminuyó y la articulación general de la calidad de HMGR y Vg se reguló a la baja en las crías tratadas 27. Biografía Anjali Jaiwal está cursando un doctorado bajo la supervisión del Profesor MV Rajam, Jefe del Departamento de Genética, Campus Sur de la Universidad de Delhi, Nueva Delhi, India. Hizo su Postgrado en Biotecnología de la Universidad MD, Rohtak, Haryana y recibió la Medalla de Oro por ocupar el primer lugar en la universidad. Recibió diferentes becas durante la Graduación y el Postgrado. Clonó y presentó tres secuencias de genes al GenBank de NCBI. Publicó un artículo de revisión 'Producción de coenzima Q10 en plantas: estado actual y perspectivas futuras' en 'Revisiones críticas en biotecnología' como segunda autora. Asistió a seis congresos nacionales y tres internacionales. Recibió la beca CSIR-UGC JRF y la prestigiosa beca DST-INSPIRE del DST (Departamento de Ciencia y Tecnología). Su trabajo de investigación incluye la detección de algunos genes vitales de Helicoverpa armigera mediante la alimentación de la plaga de insectos con dsRNA de genes diana mediante una dieta artificial semisintética y el desarrollo de plantas de tabaco y algodón transgénicas resistentes a insectos mediante el silenciamiento por RNAi mediado por plantas de genes vitales de H. armigera.Las cualidades críticas o los factores de interpretación asociados con las vías de biosíntesis de hormonas están inclinados a ser utilizados como objetivos perfectos cuando la innovación de ARNi se aplica al control de plagas 25. JH se integra a través de la vía del mevalonato en insectos, en los que el mevalonato es uno de los intermediarios más importantes. La HMG-CoA, precursora de la vía del mevalonato, debe pasar por tres reacciones enzimáticas para convertirse en mevalonato, y la HMGR cataliza y regula la última reacción 26. De esta manera, la HMGR interviene en un proceso que limita la velocidad de la biosíntesis de mevalonato, lo que la convierte en un objetivo prometedor para la tecnología RNAi para el control de insectos 27, 28. Además, la biosíntesis de vitelogenina, el sustento esencial para el desarrollo de microorganismos no cultivados en la posteridad, también puede verse obstaculizada por la regulación negativa de la expresión de la HMGR en B. germanica 27. En nuestro estudio anterior, un ADNc de longitud completa de 3329 pb (número de referencia de GenBank GU584103) de expresión de HaHMGR se clonó mediante tecnología RACE. Una sección de 1176 pb en la disposición de codificación de HaHMGR se intensificó a partir del ADNc del gusano cogollero y se usó para crear dsRNA. Al infundir dsHMGR en la sección media de una pupa de 2 días de edad, vimos que la cantidad de huevos puestos disminuyó y la articulación general de la calidad de HMGR y Vg se reguló a la baja en las crías tratadas 27. Biografía Anjali Jaiwal está cursando un doctorado bajo la supervisión del Profesor MV Rajam, Jefe del Departamento de Genética, Campus Sur de la Universidad de Delhi, Nueva Delhi, India. Hizo su Postgrado en Biotecnología de la Universidad MD, Rohtak, Haryana y recibió la Medalla de Oro por ocupar el primer lugar en la universidad. Recibió diferentes becas durante la Graduación y el Postgrado. Clonó y presentó tres secuencias de genes al GenBank de NCBI. Publicó un artículo de revisión 'Producción de coenzima Q10 en plantas: estado actual y perspectivas futuras' en 'Revisiones críticas en biotecnología' como segunda autora. Asistió a seis congresos nacionales y tres internacionales. Recibió la beca CSIR-UGC JRF y la prestigiosa beca DST-INSPIRE del DST (Departamento de Ciencia y Tecnología). Su trabajo de investigación incluye la detección de algunos genes vitales de Helicoverpa armigera mediante la alimentación de la plaga de insectos con dsRNA de genes diana mediante una dieta artificial semisintética y el desarrollo de plantas de tabaco y algodón transgénicas resistentes a insectos mediante el silenciamiento por RNAi mediado por plantas de genes vitales de H. armigera.Las cualidades críticas o los factores de interpretación asociados con las vías de biosíntesis de hormonas están inclinados a ser utilizados como objetivos perfectos cuando la innovación de ARNi se aplica al control de plagas 25. JH se integra a través de la vía del mevalonato en insectos, en los que el mevalonato es uno de los intermediarios más importantes. La HMG-CoA, precursora de la vía del mevalonato, debe pasar por tres reacciones enzimáticas para convertirse en mevalonato, y la HMGR cataliza y regula la última reacción 26. De esta manera, la HMGR interviene en un proceso que limita la velocidad de la biosíntesis de mevalonato, lo que la convierte en un objetivo prometedor para la tecnología RNAi para el control de insectos 27, 28. Además, la biosíntesis de vitelogenina, el sustento esencial para el desarrollo de microorganismos no cultivados en la posteridad, también puede verse obstaculizada por la regulación negativa de la expresión de la HMGR en B. germanica 27. En nuestro estudio anterior, un ADNc de longitud completa de 3329 pb (número de referencia de GenBank GU584103) de expresión de HaHMGR se clonó mediante tecnología RACE. Una sección de 1176 pb en la disposición de codificación de HaHMGR se intensificó a partir del ADNc del gusano cogollero y se usó para crear dsRNA. Al infundir dsHMGR en la sección media de una pupa de 2 días de edad, vimos que la cantidad de huevos puestos disminuyó y la articulación general de la calidad de HMGR y Vg se reguló a la baja en las crías tratadas 27. Biografía Anjali Jaiwal está cursando un doctorado bajo la supervisión del Profesor MV Rajam, Jefe del Departamento de Genética, Campus Sur de la Universidad de Delhi, Nueva Delhi, India. Hizo su Postgrado en Biotecnología de la Universidad MD, Rohtak, Haryana y recibió la Medalla de Oro por ocupar el primer lugar en la universidad. Recibió diferentes becas durante la Graduación y el Postgrado. Clonó y presentó tres secuencias de genes al GenBank de NCBI. Publicó un artículo de revisión 'Producción de coenzima Q10 en plantas: estado actual y perspectivas futuras' en 'Revisiones críticas en biotecnología' como segunda autora. Asistió a seis congresos nacionales y tres internacionales. Recibió la beca CSIR-UGC JRF y la prestigiosa beca DST-INSPIRE del DST (Departamento de Ciencia y Tecnología). Su trabajo de investigación incluye la detección de algunos genes vitales de Helicoverpa armigera mediante la alimentación de la plaga de insectos con dsRNA de genes diana mediante una dieta artificial semisintética y el desarrollo de plantas de tabaco y algodón transgénicas resistentes a insectos mediante el silenciamiento por RNAi mediado por plantas de genes vitales de H. armigera.La HMGR está implicada en un avance que limita la velocidad en la biosíntesis de mevalonato, lo que la convierte en un objetivo prometedor para la tecnología RNAi para el control de insectos 27, 28. Además, la biosíntesis de vitelogenina, el sustento esencial para el desarrollo de organismos no desarrollados posteriores, también puede verse obstaculizada por la regulación negativa de la calidad HMGR en B. germanica 27. En nuestro informe anterior, un ADNc de longitud completa de 3329 pb (número de referencia de GenBank GU584103) de calidad HaHMGR se ha clonado mediante tecnología RACE. Una sección de 1176 pb en la secuencia codificante de HaHMGR se intensificó a partir del ADNc del gusano del algodón y se utilizó para crear dsRNA. Al infundir dsHMGR en la sección media de pupas de 2 días de edad, vimos que la cantidad de huevos puestos disminuyó y la articulación general de la calidad de HMGR y Vg se reguló a la baja en las crías tratadas 27. Biografía Anjali Jaiwal está cursando un doctorado bajo la supervisión del Profesor MV Rajam, Jefe del Departamento de Genética, Campus Sur de la Universidad de Delhi, Nueva Delhi, India. Hizo su Postgrado en Biotecnología de la Universidad MD, Rohtak, Haryana y recibió la Medalla de Oro por ser la primera en la universidad. Recibió diferentes becas durante la Graduación y el Postgrado. Clonó y presentó tres secuencias de genes al GenBank del NCBI. Publicó un artículo de revisión 'Producción de coenzima Q10 en plantas: estado actual y perspectivas futuras' en 'Revisiones críticas en biotecnología' como segunda autora. Asistió a seis conferencias nacionales y tres internacionales. Recibió la beca CSIR-UGC JRF y la prestigiosa beca DST-INSPIRE del DST (Departamento de Ciencia y Tecnología). Su trabajo de investigación incluye el cribado de algunos genes vitales de Helicoverpa armigera mediante la alimentación de dsRNA de genes diana a la plaga de insectos mediante una dieta artificial semisintética y el desarrollo de plantas de tabaco y algodón transgénicas resistentes a insectos mediante el silenciamiento por RNAi mediado por plantas de genes vitales de H. armigera.La HMGR está implicada en un avance que limita la velocidad en la biosíntesis de mevalonato, lo que la convierte en un objetivo prometedor para la tecnología RNAi para el control de insectos 27, 28. Además, la biosíntesis de vitelogenina, el sustento esencial para el desarrollo de organismos no desarrollados posteriores, también puede verse obstaculizada por la regulación negativa de la calidad HMGR en B. germanica 27. En nuestro informe anterior, un ADNc de longitud completa de 3329 pb (número de referencia de GenBank GU584103) de calidad HaHMGR se ha clonado mediante tecnología RACE. Una sección de 1176 pb en la secuencia codificante de HaHMGR se intensificó a partir del ADNc del gusano del algodón y se utilizó para crear dsRNA. Al infundir dsHMGR en la sección media de pupas de 2 días de edad, vimos que la cantidad de huevos puestos disminuyó y la articulación general de la calidad de HMGR y Vg se reguló a la baja en las crías tratadas 27. Biografía Anjali Jaiwal está cursando un doctorado bajo la supervisión del Profesor MV Rajam, Jefe del Departamento de Genética, Campus Sur de la Universidad de Delhi, Nueva Delhi, India. Hizo su Postgrado en Biotecnología de la Universidad MD, Rohtak, Haryana y recibió la Medalla de Oro por ser la primera en la universidad. Recibió diferentes becas durante la Graduación y el Postgrado. Clonó y presentó tres secuencias de genes al GenBank del NCBI. Publicó un artículo de revisión 'Producción de coenzima Q10 en plantas: estado actual y perspectivas futuras' en 'Revisiones críticas en biotecnología' como segunda autora. Asistió a seis conferencias nacionales y tres internacionales. Recibió la beca CSIR-UGC JRF y la prestigiosa beca DST-INSPIRE del DST (Departamento de Ciencia y Tecnología). Su trabajo de investigación incluye el cribado de algunos genes vitales de Helicoverpa armigera mediante la alimentación de dsRNA de genes diana a la plaga de insectos mediante una dieta artificial semisintética y el desarrollo de plantas de tabaco y algodón transgénicas resistentes a insectos mediante el silenciamiento por RNAi mediado por plantas de genes vitales de H. armigera.Realizó su posgrado en Biotecnología en la Universidad MD, Rohtak, Haryana y recibió la Medalla de Oro por ser la primera en la universidad. Recibió diferentes becas durante la graduación y el posgrado. Clonó y presentó tres secuencias genéticas al GenBank del NCBI. Publicó un artículo de revisión 'Producción de coenzima Q10 en plantas: estado actual y perspectivas futuras' en 'Revisiones críticas en biotecnología' como segunda autora. Asistió a seis conferencias nacionales y tres internacionales. Recibió la beca CSIR-UGC JRF y la prestigiosa beca DST-INSPIRE del DST (Departamento de Ciencia y Tecnología). Su trabajo de investigación incluye la detección de algunos genes vitales de Helicoverpa armigera mediante la alimentación de dsRNA de genes diana a la plaga de insectos a través de una dieta artificial semisintética y el desarrollo de plantas de tabaco y algodón transgénicas resistentes a los insectos mediante el silenciamiento de genes vitales de H. armigera mediante ARNi mediado por plantas.Realizó su posgrado en Biotecnología en la Universidad MD, Rohtak, Haryana y recibió la Medalla de Oro por ser la primera en la universidad. Recibió diferentes becas durante la graduación y el posgrado. Clonó y presentó tres secuencias genéticas al GenBank del NCBI. Publicó un artículo de revisión 'Producción de coenzima Q10 en plantas: estado actual y perspectivas futuras' en 'Revisiones críticas en biotecnología' como segunda autora. Asistió a seis conferencias nacionales y tres internacionales. Recibió la beca CSIR-UGC JRF y la prestigiosa beca DST-INSPIRE del DST (Departamento de Ciencia y Tecnología). Su trabajo de investigación incluye la detección de algunos genes vitales de Helicoverpa armigera mediante la alimentación de dsRNA de genes diana a la plaga de insectos a través de una dieta artificial semisintética y el desarrollo de plantas de tabaco y algodón transgénicas resistentes a los insectos mediante el silenciamiento de genes vitales de H. armigera mediante ARNi mediado por plantas.natarajaswamy@gmail.com , rajam.mv@gmail.com , jaiwalanjali99@gmail.com
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