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

Processo: 15/07112-4
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2015 - 31 de julho de 2017
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Fitossanidade
Pesquisador responsável:Claudia Barros Monteiro Vitorello
Beneficiário:Claudia Barros Monteiro Vitorello
Instituição-sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Pesq. associados:Luis Eduardo Aranha Camargo ; Silvana Aparecida Creste Dias de Souza
Auxílios(s) vinculado(s):17/09442-7 - Metabolome dynamics of smutted sugarcane reveals mechanisms involved in disease progression and whip emission, PUB.ART
Assunto(s):Doenças de plantas  Estresse oxidativo  Genômica comparativa  Carvão (doença de planta)  Cana-de-açúcar  Fungos fitopatogênicos  Sporosorium scitamineum  Genômica 

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)

Publicações científicas
(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)
SCHAKER, PATRICIA D. C.; PETERS, LEILA P.; CATALDI, THAIS R.; LABATE, CARLOS A.; CALDANA, CAMILA; MONTEIRO-VITORELLO, CLAUDIA B. Metabolome Dynamics of Smutted Sugarcane Reveals Mechanisms Involved in Disease Progression and Whip Emission. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 8, MAY 31 2017. Citações Web of Science: 1.
PETERS, LEILA P.; CARVALHO, GISELLE; VILHENA, MILCA B.; CRESTE, SILVANA; AZEVEDO, RICARDO A.; MONTEIRO-VITORELLO, CLAUDIA B. Functional analysis of oxidative burst in sugarcane smut-resistant and -susceptible genotypes. PLANTA, v. 245, n. 4, p. 749-764, APR 2017. Citações Web of Science: 6.
SCHAKER, PATRICIA D. C.; PALHARES, ALESSANDRA C.; TANIGUTI, LUCAS M.; PETERS, LEILA P.; CRESTE, SILVANA; AITKEN, KAREN S.; VAN SLUYS, MARIE-ANNE; KITAJIMA, JOAO P.; VIEIRA, MARIA L. C.; MONTEIRO-VITORELLO, CLAUDIA B. RNAseq Transcriptional Profiling following Whip Development in Sugarcane Smut Disease. PLoS One, v. 11, n. 9 SEP 1 2016. Citações Web of Science: 10.

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