Tyraminergic signaling in phytophagous insects: from physiology to pest control

The biogenic amines tyramine (TA) and octopamine (OA) are neurochemicals essential in invertebrates that act as adrenaline and noradrenaline substitutes. They exert their effects by binding specific receptor proteins that belong to the superfamily of G-protein coupled receptors. Tyramine (TAR) and octopamine (OAR) receptors play important roles in modulating the biology, physiology and behavior of insect. This PhD thesis describes the characterization of the type 1 tyramine receptor (TAR1) in two insect pests, Drosophila suzukii and Halyomorpha halys, to dissect the receptor role in controlling physiological and behavioral traits as well as to examine TAR1 as possible target for biopesticides. D. suzukii TAR1 proved to be an interesting target for biopesticides, such as monoterpenes. These compounds were in fact able to modulate directly TAR1-controlled physiology and behavior. In H. halys, RNAi-mediated TAR1 downregulation suggested that the receptor involvement in pheromone perception. Together, the data described emphasize TAR1 as crucial in controlling and defining physiological and behavioral aspects in insects. Furthermore, this receptor appears an interesting target for innovative and environmental friendly in pest control.

Le ammine biogene tiramina (TA) ed octopamina (OA) sono sostanze neurochimiche, essenziali negli invertebrati, che agiscono come sostituti dell'adrenalina e della noradrenalina. TA ed OA esercitano i loro effetti legando specifici recettori che appartengono alla superfamiglia dei recettori accoppiati a proteine G. I recettori tiramici (TAR) ed octopaminici (OAR) svolgono un ruolo importante nel modulare la biologia, la fisiologia e il comportamento degli insetti. In questa tesi di dottorato viene descritta la caratterizzazione del recettore della tiramina di tipo 1 (TAR1) in due insetti nocivi per le piante, Drosophila suzukii e Halyomorpha halys, con lo scopo di investigare il ruolo che il recettore esercita nel controllo dei tratti fisiologici e comportamentali oltre che testare TAR1 come possibile bersaglio per biopesticidi. Il TAR1 di D. suzukii si è rivelato un interessante bersaglio per biopesticidi, nello specifico i monoterpeni. Questi composti sono stati in grado di modulare quegli aspetti fisiologici e comportamentali di D. suzukii direttamente controllati da TAR1. In H. halys, la downregolazione di TAR1 attraverso RNAi ha evidenziato un possibile coinvolgimento del recettore nella percezione dei feromoni. Insieme, i dati presentati mostrano come TAR1 sia cruciale nel controllo di numerosi aspetti fisiologici e comportamentali degli insetti. Inoltre, questo recettore sembra essere un bersaglio per approcci innovativi e rispettosi dell'ambiente nel controllo dei parassiti.