Variabilidade molecular entre isolados brasileiros do agente causal do carvão da cana-de-açúcar e a base genética da especialização ao hospedeiro

Autor(es)

Juliana Benevenuto

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2017-05-19

Membros da banca

Claudia Barros Monteiro Vitorello; Luis Eduardo Aranha Camargo; Paulo Cezar Ceresini; Giancarlo Conde Xavier Oliveira; Diego Mauricio Riaño Pachón

• Orientador: Claudia Barros Monteiro Vitorello

Resumo

Fitopatógenos apresentam a habilidade de rapidamente suplantar os mecanismos de defesas da planta e adaptar-se a um novo hospedeiro. A (re)emergência de patógenos é uma das maiores preocupações na agricultura e na conservação de populações naturais. A rápida adaptação ao hospedeiro e a novos ambientes depende da variabilidade genética nas populações de patógenos. Apesar da importância da cana-de-açúcar para o agronegócio brasileiro e da persistência do patógeno Sporisorium scitamineum, o agente causal do carvão da cana-de-açúcar, na maioria das áreas canavieiras, estudos de variabilidade genética ainda não foram realizados para isolados brasileiros. Nos capítulos 1 e 2, estudos de variabilidade molecular foram realizados para isolados brasileiros e argentinos de S. scitamineum, usando marcadores moleculares (AFLP e telRFLP) e dados de sequenciamento (ITS e um gene candidato a efetor). Nenhum polimorfismo foi encontrado usando sequências ITS. Contrariamente, o marcador telRFLP gerou quase um fingerprint para cada linhagem. Dois grupos geneticamente distintos foram formados pela análise conjunta dos marcadores telRFLP e AFLP. Os dois grupos também foram formados pelos haplótipos obtidos pelo sequenciamento de um candidato a efetor. A presença de polimorfismos causando mutações não-sinônimas em um candidato a efetor pode acarretar em performances distintas em diferentes genótipos de cana-de-açúcar. S. scitamineum pertence à classe Ustilaginomycetes, a qual também abrange vários outros agentes causais de doenças do carvão. Apesar de filogeneticamente próximos e com estilo de vida similar, espécies de carvão apresentam uma faixa distinta e estreita de hospedeiros. Portanto, outro objetivo desta tese foi identificar a base genética da especialização ao hospedeiro por fungos causadores de carvão usando análises de genômica comparativa. No capítulo 3, os loci envolvidos na determinação do tipo de reação sexual (mating-type) foram caracterizados no genoma de S. scitamineum e comparados com sequências de outras espécies de carvão. Tranposons foram identificados como provável mecanismo de rearranjo cromossômico entre os loci de mating-type. Polimorfismos trans-específicos nos genes codificadores de feromônios e receptores sugerem o potencial de hibridização entre espécies de carvão. No capítulo 4, análises de genômica comparativa abrangendo nove espécies de carvão infectando hospedeiros distintos foram realizadas. A base genética da especialização ao hospedeiro em fungos causadores de carvão é complexa e parece envolver processos evolutivos de ganho/perda de genes e seleção positiva. Efetores espécie-específicos e sob seleção positiva são destacados como bons candidatos para serem caracterizados quanto ao papel que estabelecem na adaptação ao hospedeiro. (AU)

• Processo FAPESP: 14/21802-0 - Especialização ao hospedeiro por fungos causadores do carvão pela perspectiva da genômica comparativa e diversidade genética de isolados de Sporisorium scitamineum (agente causal do carvão na cana-de-açúcar)
• Beneficiário: Juliana Benevenuto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado