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Estudo funcional de genes associados à defesa de plantas a fitopatógenos: foco no controle de Xylella fastidiosa, agente causal da clorose variegada dos citros

Processo: 13/17485-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de maio de 2014 - 31 de outubro de 2016
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Fitossanidade
Pesquisador responsável:Alessandra Alves de Souza
Beneficiário:Alessandra Alves de Souza
Instituição-sede: Instituto Agronômico (IAC). Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA). Secretaria de Agricultura e Abastecimento (São Paulo - Estado). Campinas , SP, Brasil
Pesq. associados:Helvecio Della Coletta Filho ; Marco Aurélio Takita
Auxílios(s) vinculado(s):15/50462-6 - Molecular basis for pathogen recognition and resistance aimed to control bacterial diseases of citrus, AP.R
Bolsa(s) vinculada(s):14/24789-5 - Uso de plantas modelo para estudo funcional de genes associados à resistência a clorose variegada dos citros, BP.TT
Assunto(s):Doenças de plantas  Clorose variegada dos citros  Xylella fastidiosa  Citricultura  Citrus  Tabaco  Arabidopsis  Plantas geneticamente modificadas  Resistência genética vegetal 

Resumo

A citricultura brasileira responde por um faturamento anual da ordem de 1,5 bilhão de dólares, com exportação de suco concentrado e subprodutos da laranja (pectina, óleo, ração). Entretanto, fatores como a presença de pragas e doenças agrícolas impedem que a produtividade brasileira seja maior. Dentre essas doenças, a clorose variegada dos citros (CVC), causada pela bactéria Xylella fastidiosa, merece destaque por causar danos de aproximadamente 100 milhões de dólares ao ano ao agronegócio da citricultura. Todas as variedades de laranja doce são afetadas pela doença diminuindo fortemente a produção de suco concentrado, principal produto de exportação relacionado ao citros. Sabe-se que programas de melhoramento genético vegetal visando à obtenção de plantas resistentes são de fundamental importância, mas ainda representam um desafio à medida que a citricultura se expande apoiada em baixíssima variabilidade genética e na impossibilidade de acompanhar o avanço das pragas e doenças na mesma proporção do crescimento da cultura. A necessidade de ampliação das bases genéticas atuais dos citros impulsiona à continuidade de programas de melhoramento apoiados em ferramentas de biotecnologia, dessa maneira, a utilização de genes com características desejadas de outros organismos poderia auxiliar no surgimento de novas características no organismo transformado, como por exemplo, resistência a patógenos. Essa característica pode ser adquirida utilizando genes de plantas resistentes. Embora os patógenos apresentem distintas estratégias para infecção, na maioria das vezes os hospedeiros conseguem resistir, devido principalmente ao sistema de imunidade inata. O grande número de receptores presentes na superfície das células vegetais permite que as plantas reconheçam padrões moleculares associados aos patógenos (PAMPs) e desencadeiem as diferentes respostas adaptativas de defesa. Receptor-like kinases (RLKs) constitui uma grande família de proteínas transmembranas capaz de atuar em distintos processos celulares, incluindo o reconhecimento de patógenos nas interações planta-micróbio. O receptor de EF-Tu (EFR) identificado em membros de Brassicaceae representa uma RLK com domínio extracelular de repetições ricas em leucina (RLK-LRR) que é capaz de reconhecer estruturas conservadas (epítopo elf18) da proteína EF-Tu de um grupo de bactérias patogênicas e assim desencadear as respostas de imunidade inata. A transferência deste sistema de reconhecimento (receptor AtEFR) para espécies de plantas cultivadas suscetíveis ao ataque de bactérias que expressem esta PAMP (Ef-Tu), como é o caso da X. fastidiosa, é um dos objetivos dessa proposta e possibilita que a planta passe a apresentar resposta de defesa mais efetiva a infecção. Embora as espécies de citros sejam uma das frutíferas mais consumidas no mundo e apresentem suscetibilidade a um elevado número de patógenos, nenhuma análise filogenética envolvendo os membros de RLKs foi feita, apesar da disponibilidade de genomas completos sequenciados e da importância destacada destas proteínas na defesa contra patógenos. Assim, este trabalho também tem como objetivo fazer a reconstrução filogenética dos receptores RLK-LRRs nos genomas disponíveis de C. clementina e C. sinensis visando aumentar o entendimento destas proteínas e sua relação com os mecanismos de defesa da planta contra patógenos. Por fim, devido à identificação prévia por transcritoma de genes possivelmente associados à resistência de C. reticulata a X. fastidiosa, torna-se necessário a validação da função desses genes, desta forma, a ideia da proposta é também transformar C. sinensis com genes promissores estudados previamente em plantas modelo. (AU)

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
NIZA, BARBARA; MERFA, MARCUS V.; ALENCAR, VALQUIRIA C.; MENEGIDIO, FABIANO B.; NUNES, LUIZ R.; MACHADO, MARCOS A.; TAKITA, MARCO A.; DE SOUZA, ALESSANDRA A. Draft Genome Sequence of 11399, a Transformable Citrus-Pathogenic Strain of Xylella fastidiosa. MICROBIOLOGY RESOURCE ANNOUNCEMENTS, v. 4, n. 5 SEP-OCT 2016. Citações Web of Science: 0.
MAGALHAES, DIOGO M.; SCHOLTE, LARISSA L. S.; SILVA, NICHOLAS V.; OLIVEIRA, GUILHERME C.; ZIPFEL, CYRIL; TAKITA, MARCO A.; DE SOUZA, ALESSANDRA A. LRR-RLK family from two Citrus species: genome-wide identification and evolutionary aspects. BMC Genomics, v. 17, AUG 12 2016. Citações Web of Science: 11.
MERFA, MARCUS V.; NIZA, BARBARA; TAKITA, MARCO A.; DE SOUZA, ALESSANDRA A. The MqsRA Toxin-Antitoxin System from Xylella fastidiosa Plays a Key Role in Bacterial Fitness, Pathogenicity, and Persister Cell Formation. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 7, JUN 10 2016. Citações Web of Science: 19.
NIZA, B.; COLETTA-FILHO, H. D.; MERFA, M. V.; TAKITA, M. A.; DE SOUZA, A. A. Differential colonization patterns of Xylella fastidiosa infecting citrus genotypes. PLANT PATHOLOGY, v. 64, n. 6, p. 1259-1269, DEC 2015. Citações Web of Science: 16.
CASERTA, R.; PICCHI, S. C.; TAKITA, M. A.; TOMAZ, J. P.; PEREIRA, W. E. L.; MACHADO, M. A.; IONESCU, M.; LINDOW, S.; DE SOUZA, A. A. Expression of Xylella fastidiosa RpfF in Citrus Disrupts Signaling in Xanthomonas citri subsp citri and Thereby Its Virulence. MOLECULAR PLANT-MICROBE INTERACTIONS, v. 27, n. 11, p. 1241-1252, NOV 2014. Citações Web of Science: 10.

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