Ligando os fatos sobre a interação molecular da cana-de-açúcar e o fungo biotrófico patogênico Sporisorium scitamineum, causador do carvão da cana

Resumo

Sporosorium scitamineum é o agente causal da doença conhecida como carvão da cana-de-açúcar. O carvão é uma das doenças danosas ao cultivo da cana-de-açúcar e ocorre praticamente em todos os países produtores. É caracterizada por inutilizar os colmos, deixando-os em condições inadequadas para serem industrializados, reduzindo biomassa e a produção de açúcar e etanol. S. scitamineum é um fungo basideomiceto, dimórfico e biotrófico. As características da interação com a cana-de-açúcar são únicas, pois a planta e o patógeno desenvolveram uma relação próxima que culmina na formação de uma estrutura em forma de chicote composta de tecidos da planta e do fungo que abrigam os milhões de esporos de resistência do fungo. Essa interação é parte integrante do ciclo de vida do fungo, que só é infeccioso durante a formação de uma hifa dicariótica e reprodução sexuada no hospedeiro. A disseminação dos esporos é rápida no campo se a planta infectada não for erradicada. Os métodos para conter a doença dependem de variedades resistentes e técnicas de manejo para a retirada das plantas infectadas no campo. O objetivo geral deste projeto é de ligar os fatos disponíveis na literatura aos dados obtidos em nossos projetos anteriores com relação a relevância de algumas das fases associadas a resistência e susceptibilidade da cana ao carvão: defesa pré-formada, defesa induzida, e modificações no transcriptoma da cana quanto ao metabolismo de açúcares e hormônios vegetais durante o desenvolvimento do fungo. Os experimentos serão conduzidos com base nos resultados de análises de transcriptômica realizadas anteriormente e de proteômica e metabolômica que integram esta proposta. A defesa pré-formada está associada aos metabólitos de folhas modificadas que protegem a região meristemática em variedades com níveis variáveis de resistência; o estresse oxidativo e proteínas kinases LRR serão alvos de análise quantitativa da expressão gênica na resposta induzida; e os genes associados ao metabolismo de açúcares e relacionados a síntese e regulação hormonal durante o desenvolvimento da planta da mesma forma analisados. Novos candidatos serão selecionados com base na metabolômica e proteômica e todos os dados serão integrados aqueles encontrados na literatura de forma a proporcionar um panorama mais acurado do que acontece in vivo durante a interação molecular cana-S. scitamineum. Considerando ainda a interação, um estudo visando o entendimento sobre a variabilidade populações do patógeno foi iniciado em projeto anterior (PROJETO FAPESP N. 2010/05591-9). Neste projeto propomos a expansão dessas análises a espécies causadoras de carvão em outras gramíneas e de relevância para o Brasil fazendo uso das tecnologias de sequenciamento de nova geração. (AU)