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Exploring Potential Surrogate Systems for Studying the Early Steps of the Sporisorium scitamineum Pathogenesis

Texto completo
Autor(es):
Marrafon-Silva, Mariana ; Maia, Thiago ; Calderan-Rodrigues, Maria Juliana ; Strabello, Mariana ; Oliveira, Laina ; Creste, Silvana ; Melotto, Maeli ; Monteiro-Vitorello, Claudia Barros
Número total de Autores: 8
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: PHYTOPATHOLOGY; v. 114, n. 6, p. 10-pg., 2024-05-24.
Resumo

Despite its global importance as a primary source of table sugar and bioethanol, sugarcane faces a significant threat to its production due to diseases. One of these diseases, sugarcane smut, involves the emergence of a whip-like structure from the host apical shoot. The slow onset of this pathogenesis is the most substantial challenge for researchers to investigate the molecular events leading to resistance or susceptibility. In this study, we explored the early interaction between the smut fungus Sporisorium scitamineum and foliar tissues of the model plants Arabidopsis thaliana and Nicotiana benthamiana. Upon inoculation with the fungus, A. thaliana showed a compatible reaction, producing lesions during fungus colonization, whereas N. benthamiana showed signs of nonhost resistance. In addition, we propose a sugarcane detached leaf assay using plants cultivated in vitro to reveal sugarcane smut response outcomes. We used two sugarcane genotypes with known contrasting reactions to smut in the field. Although there is no evidence of sugarcane smut fungus infecting host leaves naturally, the sugarcane detached leaf assay enabled a rapid assessment of disease outcomes. Different symptoms in the detached leaves after inoculation distinguished smut-susceptible and smut-resistant sugarcane genotypes. Microscopic observations and gene expression analysis of S. scitamineum candidate effectors confirmed the fungal growth and its restriction on the compatible and incompatible interactions, respectively. These findings offer new prospects into the disease phenotyping of S. scitamineum, which could greatly expedite the comprehension of the initial stages of the pathogenesis and predict smut resistance in sugarcane genotypes. (AU)

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
Processo FAPESP: 18/02156-1 - Arabidopsis thaliana como planta modelo para o estudo da interação planta-patógeno entre Sporisorium scitamineum e cana de açúcar
Beneficiário:Mariana Marrafon Lopes da Silva
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 21/02124-5 - Desenvolvimento de sistemas de cultivo in vitro para modelos de resistência e susceptibilidade da cana-de-açúcar em interação com Sporisorium scitamineum, agente causal da doença do carvão
Beneficiário:Mariana Braga Strabello
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Processo FAPESP: 19/22911-1 - Análise da expressão gênica do fator de transcrição SPL durante a infecção com o patógeno do carvão da cana
Beneficiário:Lâina da Silva de Oliveira
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Processo FAPESP: 18/13054-5 - Investigação do papel molecular da parede celular, membrana plasmática e apoplasto vegetais na interação Sporisorium scitamineum x cana-de-açúcar: busca das vias alteradas por meio das -ômicas e integração de dados
Beneficiário:Maria Juliana Calderan Rodrigues
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado