Influência de elementos móveis em linhagens de Xanthomonas oryzae

Resumo

Elementos móveis possuem um grande potencial de influência na evolução de genomas bacterianos. São integrantes importantes do processo de geração da variabilidade genética, promovendo a diversidade da população frente à estocasticidade do ambiente. Meu projeto de Doutorado investiga como os elementos genéticos móveis influenciaram a história evolutiva da linhagem de bactérias fitopatogênicas Xanthomonas oryzae. Espécies de X. oryzae são classificadas em duas variedades patogênicas: X. oryzae pv. oryzae (Xoo) e X. oryzae pv. oryzicola (Xoc). Apesar de serem filogeneticamente muito próximas, os dois patovares diferem quanto a estratégias de colonização, patogenicidade e também apresentam diferentes perfis genômicos de elementos de transposição. Este projeto BEPE tem o objetivo de investigar a influência de elementos móveis explorando um evento particular de transferência horizontal - a ilha genômica XODB602, encontrada exclusivamente no patovar X. oryzae pv. oryzicola, e nos genomas de membros da família Rhizobiales. A recente publicação da natureza bioquímica do produto sintetizado pela ilha XODB602, bem como estudos in vivo realizados em oryzicola nos forçou a redirecionar alguns dos objetivos específicos descritos no projeto principal de Doutorado. Os experimentos publicados estão em consonância com os experimentos que nós estávamos realizando e são informações de fundamental importância. Este novo contexto nos permitiu estabelecer uma abordagem mais direta em relação a hipótese estabelecida no projeto principal. Nós redirecionamos nossos esforços de modo a enfatizar o impacto evolutivo de uma característica adquirida por transferência horizontal. A estratégia envolve realizar estudos de competição e entender a distribuição e genética da ilha XODB602 em diferentes cepas de oryzicola.Iremos realizar estudos de competição como medida de fitness celular. Competindo cepas que possuem e não possuem a ilha XODB602 - ilha genômica que contém genes da via metabólica do terpeno ent-kaureno - pretendemos identificar se a aquisição deste operon representa uma inovação adaptativa. Vamos avaliar o fitness celular pela taxa na qual a linhagem knock-out de XODB602 e sua versão selvagem exclui uma a outra ao serem co-inoculadas no hospedeiro (Oryza sativa L.).Investigamos anteriormente a presença de XODB602 em diferentes populações de X. oryzae pv. oryzicola coletadas de diferentes regiões geográficas. Nosso resultado revelou que a ilha genômica apresenta ums dinâmica de população complexa. Propomos como uma abordagem complementar, sequenciar a região XODB602 de diferentes cepas de oryzicola juntamente com genes do metabolismo central e de função celular básica (housekeeping) necessário para indexar a variação genética neutra. Nosso objetivo é examinar de forma exaustiva mudanças genéticas e capturar informações sobre processos de aquisição ou manutenção da variação, e estabelecendo uma ampla estrutura evolutiva de uma caráter metabólico. (AU)