Effects of a Reserve Protein on <i>Spodoptera frugiperda</i> Development: A Biochemical and Molecular Approach to the Entomotoxic Mechanism
Carolina Turatti Oliveira,
Suzy Wider Machado,
Cézar da Silva Bezerra,
Marlon Henrique Cardoso,
Octávio Luiz Franco,
Carlos Peres Silva,
Demetrio Gomes Alves,
Cristina Rios,
Maria Lígia R. Macedo
Affiliations
Carolina Turatti Oliveira
Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Alimentos e Nutrição, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Mato Grosso do Sul 79070-900, Brazil
Suzy Wider Machado
Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Alimentos e Nutrição, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Mato Grosso do Sul 79070-900, Brazil
Cézar da Silva Bezerra
Programa multicêntrico de Pós-Graduação em Bioquímica e Biologia Molecular, Instituto de Biologia, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Mato Grosso do Sul 79070-900, Brazil
Marlon Henrique Cardoso
Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicase Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, Distrito Federal 70790-160, Brazil
Octávio Luiz Franco
Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicase Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, Distrito Federal 70790-160, Brazil
Carlos Peres Silva
Departamento de Bioquímica, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Catariana, Florianópolis, Santa Catarina 88040-900, Brazil
Demetrio Gomes Alves
Departamento de Bioquímica, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Catariana, Florianópolis, Santa Catarina 88040-900, Brazil
Cristina Rios
Departamento de Bioquímica, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Catariana, Florianópolis, Santa Catarina 88040-900, Brazil
Maria Lígia R. Macedo
Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Alimentos e Nutrição, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Mato Grosso do Sul 79070-900, Brazil
Talisin is a storage protein from Talisia esculenta seeds that presents lectin-like and peptidase inhibitor properties. These characteristics suggest that talisin plays a role in the plant defense process, making it a multifunctional protein. This work aimed to investigate the effects of chronic intake of talisin on fifth instar larvae of Spodoptera frugiperda, considered the main insect pest of maize and the cause of substantial economic losses in several other crops. The chronic intake of talisin presented antinutritional effects on the larvae, reducing their weight and prolonging the total development time of the insects. In addition, talisin-fed larvae also showed a significant reduction in the activity of trypsin-like enzymes. Midgut histology analysis of talisin-fed larvae showed alterations in the intestinal epithelium and rupture of the peritrophic membrane, possibly causing an increase of aminopeptidase activity in the midgut lumen. Talisin also proved to be resistant to degradation by the digestive enzymes of S. frugiperda. The transcription profile of trypsin, chymotrypsin and aminopeptidase genes was also analyzed through qPCR technique. Talisin intake resulted in differential expression of at least two genes from each of these classes of enzymes. Molecular docking studies indicated a higher affinity of talisin for the less expressed enzymes.