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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46518| ORCID: | http://orcid.org/0009-0008-7202-0832 |
| Tipo do documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Título: | Estratégias para uso de genes inseticidas em Bacillus thuringiensis: expressão heteróloga e a análises genômicas |
| Título(s) alternativo(s): | Strategies for the use of insecticidal genes in Bacillus thuringiensis: heterologous expression and genomic analyses |
| Autor(es): | Baldin, Beatriz |
| Primeiro orientador: | Barbosa, Aulus Estevão Anjos de Deus |
| Primeiro membro da banca: | Dias, Simoni Campos |
| Segundo membro da banca: | Barreto, Cristine Chaves |
| Resumo: | A demanda por métodos mais sustentáveis de controle de pragas agrícolas tem impulsionado o desenvolvimento de bioinseticidas baseados em Bacillus thuringiensis (Bt), uma bactéria capaz de produzir proteínas inseticidas altamente específicas e biodegradáveis. No entanto, o espectro restrito de ação de algumas toxinas e o surgimento de populações de insetos resistentes tornam necessário expandir a diversidade de proteínas inseticidas disponíveis. Nesta dissertação, foram avaliadas estratégias complementares para ampliar o uso de genes inseticidas em Bt, combinando análises genômicas de cepas para prospecção de novos genes com a transformação genética visando à expressão heteróloga de múltiplas toxinas. Foram analisados 25 genomas de Bt disponíveis no GenBank-NCBI, revelando que 52% das cepas possuem genes inseticidas conhecidos, enquanto 48% não apresentaram genes identificáveis, sugerindo diversidade ainda inexplorada. Foram identificadas 64 toxinas, majoritariamente do tipo Cry, com diferentes distribuições em cromossomos e plasmídeos, destacando cepas promissoras como IBL200, NB-176, BMP144 e C15 para desenvolvimento de novos bioinseticidas. Em uma segunda etapa, foi realizada a transformação genética da cepa Bt subsp. kurstaki HD-1 com um cassete policistrônico contendo os genes cyt2Aa, cry3Bb1 e cry9Ca1, construído no plasmídeo pHT01 e propagado em Escherichia coli antes da transferência para Bt por eletroporação. Protocolos para preparação de células competentes e eletroporação foram otimizados, e a integração dos genes foi confirmada por PCR. A transformação bem-sucedida da cepa HD-1 com múltiplos genes inseticidas representa um passo importante para o desenvolvimento de bioinseticidas com espectro ampliado de ação, contribuindo para o manejo integrado de pragas do tomateiro com menor dependência de inseticidas químicos. |
| Abstract: | The demand for more sustainable methods of agricultural pest control has driven the development of bioinsecticides based on Bacillus thuringiensis (Bt), a bacterium capable of producing highly specific and biodegradable insecticidal proteins. However, the narrow spectrum of action of some toxins and the emergence of resistant insect populations highlight the need to expand the diversity of available insecticidal proteins. This dissertation evaluated complementary strategies to enhance the use of insecticidal genes in Bt by combining genomic analyses of strains for the discovery of new genes with genetic transformation aimed at heterologous expression of multiple toxins. Twenty-five Bt genomes available in the GenBank-NCBI database were analyzed, revealing that 52% of the strains carry known insecticidal genes, while 48% showed no identifiable genes, suggesting unexplored diversity. A total of 64 toxins were identified, mainly Cry proteins, with diverse chromosomal and plasmid distributions, highlighting promising strains such as IBL200, NB-176, BMP144, and C15 for the development of new bioinsecticides. In a second stage, genetic transformation of B. thuringiensis subsp. kurstaki HD-1 was performed using a polycistronic cassette containing the cyt2Aa, cry3Bb1, and cry9Ca1 genes, cloned into the pHT01 plasmid and propagated in Escherichia coli before transfer to Bt by electroporation. Protocols for competent cell preparation and electroporation were optimized, and gene integration was confirmed by PCR. The successful transformation of the HD-1 strain with multiple insecticidal genes represents an important step toward developing bioinsecticides with an expanded spectrum of action, supporting integrated pest management for tomato crops with reduced reliance on chemical insecticides. |
| Palavras-chave: | bioinseticidas genômica comparativa eletroporação proteínas inseticidas |
| Área(s) do CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::MICROBIOLOGIA AGRICOLA |
| Assunto: | Biotecnologia Inseticidas Pragas - Controle biológico |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Programa: | Programa de Pós-graduação em Biotecnologia |
| Referência: | BALDIN, Beatriz. Estratégias para uso de genes inseticidas em Bacillus thuringiensis: expressão heteróloga e análises genômicas. 2025. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.390. |
| Identificador do documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.390 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46518 |
| Data de defesa: | 6-Jun-2025 |
| Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): | ODS::ODS 12. Consumo e produção responsáveis - Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis. |
| Aparece nas coleções: | DISSERTAÇÃO - Biotecnologia (Patos de Minas) |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| EstratégiasUsoGenes.pdf | 1.57 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
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