A desativação mediada por DIPA-CRISPR de Vermilion gera um marcador de cor ocular visível para o grilo terrestre de pernas listradas Dianemobius nigrofasciatus

RESUMO A base molecular do fotoperiodismo, pela qual os insetos usam pistas fotoperiódicas para antecipar mudanças sazonais e regular eventos-chave da história de vida, como desenvolvimento, diapausa e reprodução, continua pouco compreendida. Estudos sobre os mecanismos moleculares do fotoperiodismo em insetos hemimetábolos são limitados em comparação com os em insetos holometábolos, em grande parte devido à falta de organismos modelo apropriados. O grilo terrestre de pernas listradas Dianemobius nigrofasciatus representa um sistema modelo valioso porque exibe respostas fotoperiódicas claras na indução materna da diapausa embrionária, na morfologia das asas e na taxa de desenvolvimento ninfal. Com a recente disponibilidade da sequência do genoma de D. nigrofasciatus, espera-se que o estabelecimento de métodos eficazes de edição genômica e genes marcadores confiáveis promova análises genômicas funcionais. Neste estudo, tivemos como objetivo estabelecer uma abordagem de edição genômica direta parental (DIPA)-CRISPR e avaliar a utilidade de vermilion (Dn-v), um gene envolvido na síntese de ommochrome, como um marcador de cor ocular visível para triagem de mutantes. Complexos de ribonucleoproteínas Cas9 foram injetados em fêmeas 3–5 dias após a emergência dos adultos, durante o estágio vitelogênico, gerando com sucesso mutantes knockout Dn-v. Esses mutantes apresentaram olhos compostos brancos durante o desenvolvimento, com a pigmentação atingindo uma cor vermelion cerca de 20 dias após a emergência dos adultos. Examinamos ainda a resposta fotoperiódica associada à indução de diapausa materna em mutantes knockout. Semelhante ao tipo selvagem, mutantes knockout exibiram baixa e alta incidência de diapausa sob condições de longo e curto dia, respectivamente. Nossos resultados demonstram que DIPA-CRISPR é um método eficaz de edição genômica em D. nigrofasciatus e que Dn-v serve como um gene marcador prático e confiável. O estabelecimento dessas ferramentas genômicas fornece uma base para futuras análises funcionais destinadas a elucidar a base molecular do fotoperiodismo em insetos hemimetábolos.