Mapeamento de regiões genômicas e identificação de genes associados a interações de bactérias patogênicas e simbióticas com o feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.)

Resumo

O desenvolvimento de mapas genômicos, baseados em marcadores moleculares, tem possibilitado a identificação e localização de fatores genéticos associados com características qualitativas e quantitativas ("quantitative trait loci", QTL). No feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), assim como noutros vegetais, a distribuição de genes únicos de resistência, e de vários QTLs associados à resistência a vários patógenos e simbiontes, não possui uma distribuição aleatória no genoma, mas sim, tem sido encontrados em grupos ("clusters"), indicando que certas regiões genômicas são as principais responsáveis pela resistência à vários patógenos, isolados de um mesmo patógeno e mesmo da expressão de resistência em vários órgãos e condições ambientais para um mesmo patógeno. Considerando a similaridade entre a infecção por simbiontes fixadores de nitrogênio (Rhizobium) e por bactérias patogênicas, iniciou-se o mapeamento dos fatores genéticos controlando as interações bactérias-feijoeiro. Uma região genômica do grupo de ligação D7, identificada no laboratório do prof. Paul Gepts, por ocasião do pós-doutoramento dá Dra. Siu Mui Tsai, apresentou efeito pleiotrópico para capacidade de nodulação por Rhizobium tropici, e resistência à X campestris pv. phaseoli (crestamento« bacteriano comum), sob alta e baixa concentração de nitrogênio, independente de geração/ utilizada, explicando, consistentemente, uma maior proporção da variação fenotípica para aquelas características. Dando continuidade a essa linha de pesquisa no laboratório de Biologia Celular e Molecular do CENA - USP, Piracicaba, essa mesma região do grupo de ligação D7 foi identificada associada à resistência a um outro isolado de X. campestris pv. phaseoli (var. fusca), além de estar associada à resistência a uma outra bacteriose ("fogo selvagem"), causada pelo patógeno Pseudômonas syringae pv. tabaci. O presente projeto pretende ampliar o mapeamento desses QTLs de resistência à outras bactérias patogênicas, mas de interesse biotecnológico (Agrobacterium tumefaciens e A. rhizogenes), comumente utilizadas na obtenção de plantas transgênicas. O feijoeiro tem se mostrado recalcitrante a transformação genética por meio de Agrobacterium, e pretende-se investigar o controle genético e herança da susceptibilidade do feijoeiro para facilitar o processo de transformação genética do feijoeiro Serão avaliados o efeito da fertilização nitrogenada, biovar, espécie e cepas selvagens das duas espécies de Agrobacterium. Pretende-se saturar as regiões de QTLs já identificadas pelo laboratório de Biologia Celular e Molecular do CENA, através do uso de marcadores moleculares do tipo RAPD, e avaliar o uso de marcadores SCAR, da amplificação de seqüências conhecidas de feijoeiro, e AFLP. Finalmente, pretende-se utilizar uma alternativa de clonagem de genes putativos de resistência, baseada na seqüência conservada entre vários genes de resistência a diversos agentes patogênicos. Esses genes também serão inseridos no mapa genômico do feijoeiro. (AU)