Descobrindo os papéis de vias de pequenas RNAs durante a interação Moniliophthora perniciosa x hospedeiro usando tomateiro (cv. Micro-tom) como proxy: integrando abordagens funcionais e genômicas

• Processo: 20/16411-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 15 de novembro de 2021
• Vigência (Término): 14 de novembro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Antonio Vargas de Oliveira Figueira
• Beneficiário: Eder Marques da Silva
• Supervisor: Tamas Dalmay
• Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Local de pesquisa: University of East Anglia (UEA), Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 17/17000-4 - Análise da interação Moniliophthora perniciosa x tomateiro 'Micro-Tom': resistência do tipo 'não hospedeiro', efeitos no desenvolvimento e papel dos fitohormônios na patogênese, BP.PD
• Assunto(s): Biologia molecular Vassoura-de-bruxa Moniliophthora perniciosa Interação planta-patógeno MicroRNAs Theobroma cacao
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cross-kingdom sRNA | degradome | MicroRNAs | sRNAs | Theobroma cacao | witches' broom disease | Biologia Molecular

Resumo

Moniliophthora perniciosa é o agente causal da doença da vassoura de bruxa (WBD) em Theobroma cacao, a árvore do 'chocolate'. Este patógeno é considerado uma ameaça à produção mundial de cacau. A interação M. perniciosa x hospedeiro é difícil de ser investigada, pois ocorre entre dois organismos não-modelo. Para contornar tais limitações, o tomateiro pode ser utilizado como modelo devido à sua suscetibilidade a isolados do biótipo S de M. perniciosa. Semelhante ao cacau, a infecção de Micro-Tom (MT) leva ao inchaço do caule e ao crescimento dos ramos axilares, produzindo um sintoma semelhante ao da vassoura. Embora alguns avanços tenham sido feitos em direção ao entendimento desse patossistema, vários aspectos permanecem indefinidos. Neste contexto, a participação de vias moduladas por pequenos RNAs não codificantes (sRNA) (e.g. microRNAs e siRNAs) ainda não foram exploradas. Nesta proposta, temos dois objetivos importantes. Primeiramente, queremos determinar o papel da via microRNA156/SBP durante a interação entre M. perniciosa x hospedeiro. Para atingir esse objetivo, iremos integrar nossos dados já obtidos (por meio de uma abordagem funcional) com um mRNAseq de alta resolução. Em nossos resultados anteriores, mostramos que plantas transgênicas (cv. MT) que superexpressam o AtMIR156 (OEMIR156) são altamente suscetíveis à infecção por M. perniciosa. Assim, realizaremos um mRNAseq comparativo do caule sintomático entre o tomateiro e as plantas transgênicas altamente suscetíveis superexpressando o AtMIR156 (OEMIR156) 40 dias após a inoculação (DAI) e plantas não inoculadas. Juntamente com nossos resultados funcionais, esta abordagem com mRNAseq fornecerá uma visão geral do mecanismo molecular do processo de infecção. Tal análise será a chave para entender por que OEMIR156 é altamente suscetível ao patógeno, uma vez que já mostramos que este é o único genótipo de tomateiro, onde o patógeno é capaz de evoluir para a fase necrotrófica (a partir de 40 DAI) . Esperamos relacionar pela primeira vez, a interação entre M. perniciosa x hospedeiro com uma via específica regulada por sRNA. Nosso segundo objetivo também se baseia em nossos resultados anteriores. Foi levantado perfil transcriptômico de microRNAs de MT em resposta à infecção. Encontramos vários microRNAs diferencialmente expressos. Além disso, encontramos também pelo menos 33 sRNAs de M. perniciosa expressos durante a interação. Assim, realizaremos uma biblioteca de degradoma do tecido do caule MT em 30 DAI comparando com plantas não inoculadas, o que nos permitirá avaliar globalmente os mRNAs alvo de sRNA durante a interação. Iremos comparar os resultados do degradoma com nosso perfil transcriptômico de microRNA de plantas inoculadas com MT para verificar detalhadamente o impacto da infecção por M. perniciosa no perfil de sRNA em tomateiro. Avaliaremos, por meio das análises do degradoma, se alguns desses sRNAs estão potencialmente atuando como um fator de virulência no hospedeiro. Também investigaremos se os sRNAs do hospedeiro têm como alvo os mRNAs do fungo. Finalmente, pretendemos investigar o perfil transcriptômico do sRNA das raízes de MT aos 30 DAI. Nós mostramos anteriormente que M. perniciosa prejudica o desenvolvimento da raiz do MT e os sRNAs são necessários para o desenvolvimento adequado da raiz. (AU)