Riassunto analitico
Lobesia botrana è un lepidottero appartenente alla famiglia dei tortricidi e rappresenta uno dei fitofagi più temuti in viticultura. Il controllo dell’insetto avviene principalmente attraverso l’uso di fitofarmaci tra cui l’Indoxacarb, una ossadiazina che deve la sua azione larvicida al blocco del canale del sodio voltaggio-dipendente presente nella membrana cellulare. L’impiego continuato dei trattamenti chimici ha originato fenomeni di resistenza a questo principio attivo.
Lo scopo della tesi è quello di indagare i meccanismi molecolari responsabili di una ridotta risposta all’agrofarmaco, mediante analisi di trascrittomica comparativa, confrontando una popolazione suscettibile (SM) con una resistente (RA4) all’Indoxacarb.
L’assemblaggio de novo del trascrittoma è stata ottenuta combinando i risultati di quattro assemblatori (Trinity, rnaSPAdes-55, rnaSPAdes-75, Trans-Abyss) per ottenere un’immagine non ridondante e il più possibile rappresentativa, dei trascritti espressi in larve al primo stadio di sviluppo. Dopo aver clusterizzato le diverse isoforme a livello di singolo gene (Corset), l’annotazione funzionale dei trascritti è stata svolta tramite la pipeline ENTAP sfruttando le banche dati UniProtKB-Swiss-Prot, NCBI Invertebrate RefSeq, EggNOG e InterPro. L’analisi dell’espressione differenziale dei trascritti è stata ottenuta mediante EdgeR. Le classi funzionali di GO ontology e KEGG sovrarappresentate nei trascritti differenzialmente espressi, individuate utilizzando rispettivamente l’applicazione BiNGO/REVIGO e clusterProfiler.
Nella lettura dei risultati, particolare attenzione è stata rivolta ai geni che potevano essere putativamente coinvolti nei meccanismi di resistenza all’Indoxacarb: resistenza metabolica (ridotta bioattivazione dell’agrofarmaco o incremento della sua metabolizzazione) e resistenza bersaglio-specifica (mutazioni a carico del gene bersaglio dell’insetticida). Fra i geni potenzialmente coinvolti nella bioattivazione dell’Indoxacarb sono state identificate almeno 7 carbossilesterasi appartenenti alla famiglia FE4 sottoespresse nella popolazione resistente (range 3,0-7,5 RA4 vs SM). Fra i geni potenzialmente coinvolti nella risposta detossificante, in RA4 sono stati riscontrati 5 trascritti sovraespressi appartenenti alle classi citocromo P450-dipendenti CYP6, 4 e 12 (range 2,9-13,8 RA4 vs SM). In altri Lepidotteri, come risposta adattativa al principio attivo, era stato riscontrato un incremento dell’attività proteolitica a sostegno della sintesi degli enzimi detossificanti. Nella popolazione RA4, fra i geni sovraespressi erano particolarmente rappresentati trascritti annotati come serine proteasi (range 2,8-27,8 RA4 vs SM). Infine, l’eventuale presenza di un meccanismo di resistenza bersaglio-specifico, è stata verificata assemblando il trascritto codificante per il canale ionico del sodio, incluse due isoforme prodotte da splicing alternativi. L’analisi di mutazioni non silenti nella regione codificante del trascritto non ha evidenziato differenze fra la popolazione suscettibile e resistente all’agrofarmaco.
In conclusione, la ridotta suscettibilità all’Indoxacarb nella popolazione RA4 è probabilmente legata ad una resistenza metabolica piuttosto che bersaglio specifica.
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