Compreensão dos fatores químicos envolvidos no endofitismo x patogenicidade de diferentes isolados de Penicillium brasilianum

Resumo

A complexidade da natureza é extraordinária; os mecanismos engenhosos nos quais os microrganismos coexistem de maneira benéfica (endofíticos) ou não benéfica (patógenos) com a planta hospedeira sempre intrigaram os cientistas com questões fundamentais: por que alguns microrganismos vivem em associação mútua ou neutra com o hospedeiro e outros assumem uma caráter patogênico que leva a doenças de plantas? Quais são as características que diferenciam endofíticos de patógenos? Como os endofíticos contornam as defesas das plantas para colonizar e coexistir em uma associação benéfica com o hospedeiro? Embora haja discussões intensivas na literatura, nenhuma dessas questões intrigantes foi respondida até agora. A fim de abordar tais questões, nosso grupo criou um modelo de fungo-hospedeiro para obter uma compreensão mais profunda dessas interações fungo-hospedeiro. Em nosso modelo biológico, existem duas linhagens diferentes de Penicillium brasilianum, uma isolada como endofítico da planta Melia azedarach e a outra apresenta comportamento patogênico contra a cebola (Allium cepa). Curiosamente, nosso grupo mostrou que a cepa patogênica foi capaz de infectar novamente o hospedeiro da cebola, mas a cepa endofítica levou a uma infecção assintomática na cebola. Embora essas duas linhagens compartilhem grandes semelhanças, a comparação do genoma indicou diferenças no nível dos grupos de genes de produtos naturais, o que pode resultar em diferentes perfis metabólicos. Estas observações podem implicar que os metabólitos secundários podem estar atuando como fatores de virulência ou mediadores da associação endofítico-hospedeiro. Estudos químicos iniciais em nosso grupo indicaram a produção de um determinado metabólito secundário que foi produzido apenas pela cepa endofítica, o oposto também foi verdadeiro, e observamos metabólitos secundários específicos produzidos apenas pela cepa patogênica. Portanto, pretendemos progredir nos estudos de aspectos de ecologia-química das interações endofíticas e patogênicas utilizando o modelo de P. brasilianum como biológico, elucidando os constituintes biologicamente ativos das interações planta-patógeno e planta-endófita. Os produtos naturais seriam importantes para determinar se um fungo seria um endófito assintomático ou um patógeno agressivo? A fim de atingir esses objetivos ambiciosos, nosso grupo estará conduzindo vários estudos baseados em química, biologia molecular e genética. Estes estudos serão inestimáveis para entender as interações planta-fungo, patogênese e colonização fúngica. A compreensão dos mecanismos envolvidos nas associações endofíticas e patogênicas contribuiria não apenas para a compreensão fundamental dos sistemas biológicos, mas também seria um passo importante para desenvolver estratégias de infecções fúngicas que contribuem para a agricultura em todo o mundo. (AU)