Desarrollo de herramientas moleculares para incrementar la aplicabilidad del baculovirus de <i>Anticarsia gemmatalis</i> en el control biológico de plagas

Abstract

El virus de Anticarsia gemmatalis, AgMNPV, es el bioinsecticida viral que ha sido más utilizado en el mundo. Este virus, perteneciente a la familia de los baculovirus, actúa específicamente sobre larvas de la oruga de las leguminosas, Anticarsia gemmatalis, un lepidóptero que causa severos daños en los cultivos de soja y otras leguminosas. A pesar del amplio uso de AgMNPV en países con climas cálidos, como Brasil y Paraguay, la aplicación de este baculovirus en Argentina se ha visto limitada por su tiempo de acción lento en comparación con los insecticidas químicos de amplio espectro. El objetivo del trabajo desarrollado en esta tesis consiste en la generación de herramientas que permitan mejorar las posibilidades de aplicación de AgMNPV como bioinsectida mediante el uso de estrategias de biología molecular. En el segundo capítulo se describe el desarrollo de un sistema de recombinación que establece la base para la modificación genética de AgMNPV. En el tercer capítulo se describe el desarrollo de líneas celulares derivadas de lepidópteros que expresan la proteína mayoritaria del cuerpo de oclusión de los baculovirus, poliedrina. Este desarrollo permitió la generación de cuerpos de oclusión de AgMNPV de genotipo poliedrina negativo (polh-), lo cual representa un avance importante en la generación de bioinsecticidas con una barrera de contención ecológica. En el cuarto capítulo se detalla el desarrollo de una línea celular que expresa un gen indicador (GFP) inducible por la infección con baculovirus. Este tipo de líneas celulares representa un recurso importante para la manipulación cotidiana de baculovirus en cultivo celular y para estudios básicos. En el quinto capítulo se describe la transactivación de promotores del alfabaculovirus AgMNPV y del betabaculovirus EpapGV por parte de factores de transcripción provistos por la infección con AgMNPV en un entorno celular en el que no se replica EpapGV. Este tipo de estudio permite avizorar la perspectiva de expandir el rango de hospedador de AgMNPV a través del desarrollo de baculovirus recombinantes quiméricos entre dos especies de la familia. En el sexto capítulo se describen los avances en el desarrollo de sistemas de recombinación más eficientes para AgMNPV y se discuten algunos resultados novedosos acerca de la función del gen 1629 en la replicación y la infectividad de los baculovirus en cultivo celular.

Anticarsia gemmatalis Multiple Nucleopolyhedrovirus is the most extensively used virus pesticide in the world. This member of the Baculoviridae acts specifically on velvetbean caterpillar, a lepidopteran insect that causes massive damage to soybean and other legumes crops. Despite the successful use of AgMNPV in warm climate conditions (Brazil and Paraguay), its application to protect crops in temperate climate (Argentina) has been limited due to its slow speed of action when compared with broad-spectrum chemical pesticides. The aim of the present work is the development of tools and strategies to improve the feasibility of use of AgMNPV as biopesticide employing molecular biology approaches. In the second chapter, the development of a recombination system that allows the genetic engineering of AgMNPV is described. The third chapter is a report on the development of lepidopteran transgenic cell lines expressing the major occlusion body protein, polyhedrin. This development allowed the generation of occlusion bodies containing only AgMNPV virions with a polyhedrin negative (polh-) genotype. This represents a considerable step forward for the generation of environmentally contained biopesticides. The fourth chapter is a description of the generation of a transgenic cell line expressing a reporter gene (GFP) inducible by virus infection. This type of cell lines facilitates the handing of baculoviruses in the lab and represents a valuable tool for fundamental biological studies. The fifth chapter details the results of a study on transactivation of alphabaculovirus AgMNPV and betabaculovirus EpapGV promoters by transcription factors supplied by AgMNPV infection in a cellular environment not permissive for EpapGV. This study aims at evaluating the possibilities of expanding the host range of a baculovirus by the generating chimeric recombinant baculovirus containing genomic fragments of two different species. In the sixth chapter, the advances in the development of a highly efficient AgMNPV recombination and selection system are described. Novel results found about the functions of 1629 gene in the infectivity of baculovirus in cell culture are discussed as well.