Investigação das alterações transcricionais e microRNAs do patossistema Theobroma cacao x Moniliophthora perniciosa durante a progressão da doença vassoura-de-bruxa

Autor(es)

Adrielle Ayumi de Vasconcelos

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2023-06-27

Membros da banca

Gonçalo Amarante Guimarães Pereira; Isabel Rodrigues Gerhardt; Luciana Lasry Benchimol Reis; Marcelo Mendes Brandão; Eder Marques da Silva

• Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira

Resumo

Vassoura-de-bruxa (VDB) do cacaueiro (Theobroma cacao) é causado pelo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa, que possui estilo de vida hemibiotrófico e diferentes biótipos. Apesar de ser uma das doenças mais limitantes da produção cacaueira na América, métodos eficazes de controle da doença ainda não existem devido à complexidade do patossistema. Neste trabalho, utilizando RNA-Seq, investigamos aspectos pouco estudados da biologia molecular deste patossistema, como as alterações transcricionais que ocorrem durante a progressão da doença nos ramos e raízes de cacaueiros, diferenças entre biótipos do fungo relacionadas à compatibilidade de hospedeiros, pequenos RNAs regulatórios e a evolução adaptativa de genes de patogenicidade do fungo. No Capítulo I, baseado nos transcriptomas de quatro momentos da VDB nos ramos, suportamos que a fase biotrófica é caracterizada pela alta resposta à auxina, degradação de fontes de carbonos da planta, e supressão da resposta de defesa da planta pela expressão de fatores de patogenicidade do fungo, que também emprega outras estratégias de evasão do sistema imune vegetal. Pela análise de alguns genes indicadores, como fatores de transcrição específicos, também suportamos o fato que a transição de estágios ocorre com a depleção de nutrientes no ramo infectado. Na fase necrotrófica, a resposta ao etileno da planta é induzida, resultando em uma intensa resposta de defesa por estresse oxidativo, que gradativamente culmina na senescência do ramo. Nesse estágio, o fungo também expressa proteínas elicitoras da necrose, enzimas degradadoras da parede vegetal e genes de resistência que garantem sua sobrevivência contra a resposta de defesa do hospedeiro. Nas raízes, o efeito de dreno dos ramos infectados e alto gasto energético da resposta de defesa possivelmente levam à redução da biomassa das raízes, que apresentaram repressão da biossíntese de carboidratos e do metabolismo de auxina, prejudicando o desenvolvimento e crescimento das raízes secundárias. No Capítulo II, investigamos as diferenças entre uma interação compatível de M. perniciosa (biótipo C) e incompatível (biótipo S) com T. cacao em dois tempos iniciais da interação. Identificamos genes envolvidos no início do estabelecimento da fase biotrófica do biótipo C, incluindo efetores e um receptor putativo potencialmente relacionado à especificidade de hospedeiro. Por outro lado, a interação com o biótipo S pareceu induzir uma possível resposta rápida de resistência na planta. No Capítulo III, identificamos microRNAs durante a progressão da VDB e realizamos a predição de seus genes alvos. Poucos miRNAs foram preditos para M. perniciosa, sendo a maioria induzidos no estágio necrotrófico. Por outro lado, muitos miRNAs foram diferencialmente expressos pela planta, dos quais vários foram relacionados à regulação de genes envolvidos na resposta à hormônios e no desenvolvimento e crescimento vegetal. No Capítulo IV, através de análises evolutivas de proteínas Pathogenesis Related-1 em genomas de Moniliophthora, demonstramos que a evolução dessas proteínas pode ser moldada pela interação com o hospedeiro neste gênero, podendo gerar cópias neofuncionalizadas e até exclusivas entre espécies e entre biótipos. Por fim, este trabalho revelou uma grande quantidade de novas informações sobre o patossistema que podem auxiliar na sua compreensão e no direcionamento de novos estudos e desenvolvimento de soluções (AU)

• Processo FAPESP: 17/13015-7 - Investigando as alterações transcricionais massais do patossistema Theobroma cacao x Moniliophthora perniciosa durante a progressão da Doença Vassoura-de-Bruxa do cacaueiro
• Beneficiário: Adrielle Ayumi de Vasconcelos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto