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Mecanismos moleculares envolvidos na interação entre micro-organismos endofíticos e a planta hospedeira

Processo: 15/11563-1
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de novembro de 2015 - 31 de outubro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Fitossanidade
Pesquisador responsável:Welington Luiz de Araújo
Beneficiário:Welington Luiz de Araújo
Instituição-sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesq. associados:Ana Olívia de Souza ; Arthur Gruber
Auxílios(s) vinculado(s):17/14079-9 - Diversity of cultivated fungi associated with conventional and transgenic sugarcane and the interaction between endophytic Trichoderma virens and the host plant, PUB.ART
17/12647-0 - Genome sequence of Micromonospora SP. NBs 11-29, an antibiotic and hydrolytic enzymes producer isolated from sediment river in Brazil, PUB.ART
Assunto(s):Controle biológico  Plantas hospedeiras  Micro-organismos endofíticos  Burkholderia  Curtobacterium  Genômica  Transcriptoma  Análise de sequência de RNA 

Resumo

Nos últimos anos tem crescido o interesse por micro-organismos endofíticos como fonte de novos metabólitos com diferentes atividades biológicas. Além disso, esta comunidade também pode ser composta por espécies ainda não descritas e com potencial utilização no controle biológico e promoção de crescimento vegetal. Entretanto, apesar do interesse por novas moléculas produzidas por estes micro-organismos, trabalhos que visam o conhecimento das vias de biossíntese e dos mecanismos envolvidos na interação com o hospedeiro e com outras espécies microbianas ainda são escassos. Neste contexto, em projetos anteriores, tem sido estudada a variabilidade genética do fungo Epicoccum nigrum e da bactéria Burkholderia spp. isoladas de cana-de-açucar (Proc. FAPESP 2003/14143-3) e Methylobacterium mesophilicum isolada de Citrus sinensis. Posteriormente, uma nova molécula, a Epicolactona e genes envolvidos com a síntese deste e de outros metabólitos secundários foram identificados na linhagem P16 do fungo endofítico Epicoccum nigrum linhagem P16 (Proc. FAPESP nos. 2010/08286-2 e 2008/52407-9), bem como genes da bactéria endofítica Burkholderia seminalis linhagem TC3.4.2R3 relacionados ao controle biológico (Proc. FAPESP no. 2008/52407-9) e genes de Methylobacterium mesophilicum linhagem SR1.6/6 envolvidos na interação com a planta hospedeira em (Proc. FAPESP no. 2010/07594-5,). Nestes projetos citados acima, os genomas de E. nigrum P16, B. seminalis TC3.4.2R3 e de M. mesophilicum SR1.6/6 foram sequenciados, montados e anotados. Estes resultados anteriores, permitiram a descrição de possível vias envolvidas na síntese de metabólitos envolvidos na interação com a planta hospedeira e com outros micro-organismos associados. A biblioteca de mutantes de B. seminalis e E. nigrum, com aproximadamente 3300 e 1600 mutantes, respectivamente, que tem sido utilizada para a identificação de genes envolvidos em interações microbianas. Assim, a partir das informações já obtidas em projetos anteriores (Proc. 2012/24217-6), o objetivo do presente projeto será i) avaliar o transcriptoma (RNA-seq) de E. nigrum em diferentes condições de crescimento; ii) determinar os genes expressos em diferentes estágios da interação microbiana; iii) por meio do nocaute/complementação confirmar a associação de genes/operons com a síntese de compostos antimicrobianos, colonização da planta hospedeira e controle biológico; iv) clonar e expressar genes que codificam peptídeos envolvidos no controle de patógenos e v) identificar novos compostos produzidos pela linhagem selvagem e ausente nos mutantes de B. seminalis e de E. nigrum. Assim, este projeto visa contribuir para um melhor entendimento dos diversos processos biológicos relacionados à colonização da planta hospedeira, ao controle de doenças microbianas em plantas e síntese de moléculas bioativas por micro-organismos endofíticos. Este enfoque permite não somente o desenvolvimento de estratégias de controle biológico baseado em endófitos, mas também gerar informações sobre genes e metabólitos destes micro-organismos que poderão ser utilizados em diferentes aplicações biotecnológicas como a síntese de biomoléculas, geração de micro-organismos recombinantes, plantas geneticamente modificadas com resistência a patógenos, entre outras aplicações. (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)
BRAGA, RAISSA MESQUITA; PADILLA, GABRIEL; ARAUJO, WELINGTON LUIZ. The biotechnological potential of Epicoccum spp.: diversity of secondary metabolites. CRITICAL REVIEWS IN MICROBIOLOGY, v. 44, n. 6, p. 759-778, 2018. Citações Web of Science: 0.
DA SILVA ARAUJO, FRANCISCA DIANA; ARAUJO, WELINGTON LUIZ; EBERLIN, MARCOS NOGUEIRA. Potential of Burkholderia seminalis TC3.4.2R3 as Biocontrol Agent Against Fusarium oxysporum Evaluated by Mass Spectrometry Imaging. JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR MASS SPECTROMETRY, v. 28, n. 5, p. 901-907, MAY 2017. Citações Web of Science: 8.
BRAGA, RAISSA MESQUITA; DOURADO, MANUELLA NOBREGA; ARAUJO, WELINGTON LUIZ. Microbial interactions: ecology in a molecular perspective. Brazilian Journal of Microbiology, v. 47, n. 1, p. 86-98, DEC 2016. Citações Web of Science: 23.
GARRIDO, LEANDRO MAZA; PEREIRA ALVES, JOAO MARCELO; OLIVEIRA, LILIANE SANTANA; GRUBER, ARTHUR; PADILLA, GABRIEL; ARAUJO, WELINGTON LUIZ. Draft Genome Sequence of Curtobacterium sp. Strain ER1/6, an Endophytic Strain Isolated from Citrus sinensis with Potential To Be Used as a Biocontrol Agent. MICROBIOLOGY RESOURCE ANNOUNCEMENTS, v. 4, n. 6 NOV-DEC 2016. Citações Web of Science: 1.
RAÍSSA MESQUITA BRAGA; MANUELLA NÓBREGA DOURADO; WELINGTON LUIZ ARAÚJO. Microbial interactions: ecology in a molecular perspective. Brazilian Journal of Microbiology, v. 47, p. 86-98, Dez. 2016.

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