Suppression of Plant Immunity by Fungal Chitinase-like Effectors

Autor(es)

Fiorin, Gabriel Lorencini ^{[1, 2]} ; Sanchez-Vallet, Andrea ^{[3, 4]} ; de Toledo Thomazella, Daniela Paula ^[5] ; Vital do Prado, Paula Favoretti ^{[1, 2]} ; do Nascimento, Leandro Costa ^{[2, 6]} ; de Oliveira Figueira, Antonio Vargas ^[7] ; Thomma, Bart P. H. J. ^[3] ; Guimaraes Pereira, Goncalo Amarante ^[2] ; Pereira Lima Teixeira, Paulo Jose ^[8]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Campinas, Inst Biol, Grad Program Genet & Mol Biol, BR-13083970 Campinas - Brazil

^[2] Univ Estadual Campinas, Inst Biol, Dept Genet Evolucao & Bioagentes, Lab Genom & Expressao, BR-13083970 Campinas - Brazil

^[3] Wageningen Univ & Res, Lab Phytopathol, Droevendaalsesteeg 1, NL-6708 Wageningen - Netherlands

^[4] Swiss Fed Inst Technol, Inst Integrat Biol, Plant Pathol, CH-8092 Zurich - Switzerland

^[5] Univ Calif Berkeley, Dept Plant & Microbial Biol, Berkeley, CA 94720 - USA

^[6] Univ Estadual Campinas, Ctr Nacl Processamento Alto Desempenho, BR-13083970 Campinas - Brazil

^[7] Univ Sao Paulo, Ctr Energia Nucl Agr, Lab Melhoramento Plantas, Campus Luiz de Queiroz, BR-13400970 Piracicaba - Brazil

^[8] Univ N Carolina, Dept Biol, Chapel Hill, NC 27599 - USA

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Current Biology; v. 28, n. 18, p. 3023+, SEP 24 2018.
• Citações Web of Science: 5

Resumo

Crop diseases caused by fungi constitute one of the most important problems in agriculture, posing a serious threat to food security {[}1]. To establish infection, phytopathogens interfere with plant immune responses {[}2, 3]. However, strategies to promote virulence employed by fungal pathogens, especially non-model organisms, remain elusive {[}4], mainly because fungi are more complex and difficult to study when compared to the better-characterized bacterial pathogens. Equally incomplete is our understanding of the birth of microbial virulence effectors. Here, we show that the cacao pathogen Moniliophthora perniciosa evolved an enzymatically inactive chitinase (MpChi) that functions as a putative pathogenicity factor. MpChi is among the most highly expressed fungal genes during the bio-trophic interaction with cacao and encodes a chitinase with mutations that abolish its enzymatic activity. Despite the lack of chitinolytic activity, MpChi retains substrate binding specificity and prevents chitin-triggered immunity by sequestering immunogenic chitin fragments. Remarkably, its sister species M. roreri encodes a second non-orthologous catalytically impaired chitinase with equivalent function. Thus, a class of conserved enzymes independently evolved as putative virulence factors in these fungi. In addition to unveiling a strategy of host immune suppression by fungal pathogens, our results demonstrate that the neo-functionalization of enzymes may be an evolutionary pathway for the rise of new virulence factors in fungi. We anticipate that analogous strategies are likely employed by other pathogens. (AU)

• Processo FAPESP: 14/06181-0 - Estabelecimento de uma metodologia baseada no sistema CRISPR/Cas9 para manipulação genética do fungo Moniliophthora perniciosa, causador da vassoura de bruxa do cacaueiro
• Beneficiário: Gabriel Lorencini Fiorin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 13/09878-9 - Caracterização funcional de uma quitinase do fungo Moniliophthora perniciosa com possível papel na patogenicidade sobre o cacaueiro durante a doença vassoura de bruxa
• Beneficiário: Gabriel Lorencini Fiorin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 09/50119-9 - Estudo integrado e comparativo de três doenças fúngicas do cacau: vassoura-de-bruxa, monilíase e mal do facão, visando à compreensão de mecanismos de patogenicidade para o desenvolvimento de estratégias de controle
• Beneficiário: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 11/23315-1 - Caracterização funcional de uma quitinase do fungo Moniliophthora perniciosa com possível papel na patogenicidade sobre o cacaueiro durante a doença vassoura de bruxa
• Beneficiário: Gabriel Lorencini Fiorin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 09/51018-1 - Construção de um atlas transcriptômico para o estudo da doença vassoura-de-bruxa do cacaueiro
• Beneficiário: Paulo José Pereira Lima Teixeira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 16/10498-4 - Investigação das estratégias de adaptação ao estilo de vida patogênico de fungos do gênero Moniliophthora em diferentes níveis de organização biológica: espécies, biótipos e linhagens geográficas
• Beneficiário: Antonio Vargas de Oliveira Figueira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático