Resistência derivada do patógeno mediada pela toxina de um sistema toxina-antitoxina de Xylella fastidiosa

• Processo: 13/21924-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2014
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Alessandra Alves de Souza
• Beneficiário: Reinaldo Rodrigues de Souza Neto
• Instituição Sede: Instituto Agronômico (IAC). Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA). Secretaria de Agricultura e Abastecimento (São Paulo - Estado). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Tabacum Citrus sinensis Xylella fastidiosa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Citrus sinensis | Nicotiana tabacum | Resistencia derivada do patogeno | Sistema toxina-antitoxina | Xylella fastidiosa | Sistema Toxina-Antitoxina

Resumo

A laranja doce é a principal cultura de citros produzida no Brasil, possuindo grande importância econômica para o país com 53% da produção mundial de suco de laranja. O estado de São Paulo é o principal produtor e exportador do produto, responsável por 98% da produção nacional do produto. Apesar da sua importância para a economia brasileira, a citricultura vem sofrendo com problemas de ordem fitossanitárias devido ao grande número de pragas e doenças na cultura. Dentre essas doenças a Clorose Variegada dos Citros (CVC), causada pela bactéria Xylella fastidiosa, assim como cancro cítrico causada pela bactéria Xanthomonas citri subsp. citri, e a doença Huanglongbing (HLB, também conhecida por greening) causada no Brasil pelas bactérias Candidatus Liberibacter asiaticus e Candidatus Liberibacter americanus estão entre as doenças que mais causam prejuízos para a citricultura. A formação de biofilme é considerado o principal fator de patogenicidade da bactéria X. fastidiosa, porém ele também é utilizado como uma estratégia de defesa pela bactéria, pois apresenta mecanismos específicos que conferem resistência a compostos antimicrobianos. Dentre esses mecanismos está a formação de células persistentes, que são células em um estado de dormência, onde elas não se multiplicam e não morrem, e assim, após a interrupção do tratamento as células voltam a se multiplicar e colonizar o hospedeiro. Foi verificado em diversos trabalhos que a formação de células persistentes está associada a expressão de alguns genes pertencentes ao sistema toxina-antitoxina (TA) bacterianos. O sistema TA é constituído por dois genes estritamente ligados, onde um gene codifica uma toxina estável que pode prejudicar a célula hospedeira e o outro codifica uma antitoxina cognata instável a qual protege o hospedeiro do efeito letal da toxina. Recentemente demonstramos que X. fastidiosa é capaz de formar células persistentes em condições de estresse por compostos antimicrobianos, e que a expressão de genes do sistema TA pode estar associada a esse fenótipo. Dentre esses genes, o XF2490, referente a uma toxina de um sistema TA de X. fastidiosa, apresentou maior expressão nos tratamentos com compostos antimicrobianos. Para verificar se a expressão constitutiva desse gene na planta poderia conferir "resistência derivada do patógeno" a planta modelo Nicotiana tabacum foi transformada com esse gene. A hipótese do trabalho é que a planta superexpressando o gene XF2490 poderia induzir a formação de células persistentes e consequentemente manter as células em estado de dormência impedindo a infecção sistêmica. Os resultados prévios obtidos pelo trabalho de IC do aluno Reinaldo R. de Souza Neto demonstraram que alguns eventos das plantas transformadas com o gene XF2490 apresentaram tolerância à X. fastidiosa, com pouca ou nenhuma incidência de sintomas comparando ao tipo selvagem, sugerindo que o gene é um bom candidato para transformação em citros. Contudo, as plantas testadas estavam na geração T1, logo não houve repetições biológicas. Assim, um dos objetivos desse projeto é avaliar pelo menos cinco eventos de transformação com o gene XF2490, com dez réplicas biológicas e estudar os fatores envolvidos na interação da planta transgênica com o patógeno. O outro objetivo do projeto é avaliar Citrus sinensis transformados com XF2490, que já foram obtidas pelo nosso grupo, infectando-as com X. fastidiosa e X. citri, visando possível tolerância aos patógenos. Finalmente, o projeto visa correlacionar os dados obtidos com a planta modelo e C. sinensis para estudos funcionais e aplicados de genes que possam conferir resistência a patógenos.

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)

DALIO, RONALDO J. D.; MAGALHAES, DIOGO M.; RODRIGUES, CAROLINA M.; ARENA, GABRIELLA D.; OLIVEIRA, TIAGO S.; SOUZA-NETO, REINALDO R.; PICCHI, SIMONE C.; MARTINS, PAULA M. M.; SANTOS, PAULO J. C.; MAXIMO, HEROS J.; et al. PAMPs, PRRs, effectors and R-genes associated with citrus-pathogen interactions. ANNALS OF BOTANY, v. 119, n. 5, p. 749-774, MAR 2017. (13/01395-9, 14/19375-7, 13/21924-6, 15/14498-6)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

SOUZA NETO, Reinaldo Rodrigues de. Resistência derivada do patógeno mediada pela toxina de um sistema toxina-antitoxina de Xylella fastidiosa. 2016. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia Campinas, SP.