Differential responses of genes and enzymes associated with ROS protective responses in the sugarcane smut fungus

Autor(es)

Peters, L. P. ^{[1, 2]} ; Teixeira-Silva, N. S. ^[1] ; Bini, A. P. ^{[1, 3]} ; Silva, M. M. L. ^[1] ; Moraes, N. ^[1] ; Crestana, G. S. ^[1] ; Creste, S. ^[3] ; Azevedo, R. A. ^[1] ; Carvalho, G. ^{[1, 4]} ; Monteiro-Vitorello, C. B. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Dept Genet, Escola Super Agr Luiz de Queiroz, Av Padua Dias 11, CP 9, BR-13418900 Piracicaba, SP - Brazil

^[2] Univ Fed Acre, Ctr Ciencias Biol & Nat, BR-69920900 Rio Branco, AC - Brazil

^[3] Ctr Cana, Inst Agron IAC, CP 206, BR-14001970 Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[4] Inst SENAI Inovacao Biomassa, BR-79604250 Tres Lagoas, MS - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: FUNGAL BIOLOGY; v. 124, n. 12, p. 1039-1051, DEC 2020.
• Citações Web of Science: 1

Resumo

The fungal pathogen Sporisorium scitamineum causes sugarcane smut disease. We have previously shown that resistant sugarcane plants induce ROS, coinciding with a delay in fungal colonization. Here, we investigated whether the fungus modifies the enzymatic antioxidant system in vitro and when colo-nizing sugarcane tissues in response to ROS. In vitro, the exposure to ROS did not affect cell integrity, and a combination of superoxide dismutases (SOD) and catalases (CAT) were active. In vitro, the fungus did not alter the expression of the transcriptional regulator Yap1 and the effector Pep1. The fungus activated distinct enzymes when colonizing plant tissues. Instead of CAT, S. scitamineum induced glutathione peroxidase (Gpx) expression only when colonizing smut-resistant plants. Yap1 had an earlier expression in both smut-susceptible and-resistant plants, with no apparent correlation with the expression of antioxidant genes sod, cat, gpx, or external redox imbalance. The expression of the effector pep1 was induced only in smut-resistant plants, potentially in response to ROS. These results collectively suggest that S. scitamineum copes with oxidative stress by inducing different mechanisms depending on the conditions (in vitro/in planta) and intensity of ROS. Moreover, the effector Pep1 is responsive to the stress imposed only by the sugarcane resistant genotype. (c) 2020 The Author(s). Published by Elsevier Ltd on behalf of British Mycological Society. (AU)

• Processo FAPESP: 17/13268-2 - Estudos genômicos e funcionais da interação Sporisorium scitamineum-cana e de outros fungos causadores do carvão: avanços e desafios
• Beneficiário: Claudia Barros Monteiro Vitorello
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/07615-4 - Comunicação celular inicial entre cana de açúcar e patógenos: foco em espécies reativas de oxigênio .
• Beneficiário: Andressa Peres Bini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/16376-8 - Estudos funcionais de proteínas candidatas a efetores durante a interação Sporisorium scitamineum x cana
• Beneficiário: Natália de Sousa Teixeira e Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 13/15014-7 - Análise genética e bioquímica da sinalização de espécies reativas de oxigênio na interação cana-de-açúcar e Sporisorium scitamineum
• Beneficiário: Leila Priscila Peters
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/17545-8 - Contribuição de genes, genomas e elementos de transposição na interação entre plantas e micro-organismos: estudo de caso em cana-de-açúcar
• Beneficiário: Marie-Anne Van Sluys
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático