Análise do genoma e da expressão gênica diferencial de entomotoxinas de Photorhabdus asymbiotica subsp. paranaensis subsp. nov.

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dc.contributor.advisorAndrade Filho, Galdino
dc.contributor.authorSilva, Leandro Afonso da
dc.contributor.bancaAlves, Viviane Sandra
dc.contributor.bancaSouza, Emanuel Maltempi de
dc.contributor.bancaGonçalves, Leandro Simões Azeredo
dc.contributor.bancaYamada-Ogatta, Sueli Fumie
dc.coverage.extent94 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-04-29T19:29:21Z
dc.date.available2026-04-29T19:29:21Z
dc.date.issued2025-04-25
dc.description.abstractO gênero Photorhabdus é composto por bactérias bacilares Gram-negativas simbiontes de nematoides entomopatogênicos do gênero Heterorhabditis, nos quais são encontradas colonizando seus intestinos. Na última década, a taxonomia de Photorhabdus tem sido revisitada pela aplicação de dados oriundos de sequenciamento do genoma total, aperfeiçoando o posicionamento taxonômico e intensificando a identificação de características desejáveis para aplicação biotecnológica. Nesta pesquisa, caracterizamos a cepa de Photorhabdus UENP 3, obtida a partir de um nematoide Heterorhabditis não descrito, isolado a partir de amostras de solo do sul do Brasil, a fim de determinar sua posição taxonômica e também avaliamos o efeito da variação fásica sobre a produção de entomotoxinas por meio da análise da expressão gênica diferencial. A filogenia baseada em 16S rRNA reiterou seu pertencimento ao gênero Photorhabdus, mas apresentou ambiguidades quanto à espécie devido a indicação de altas similaridades com P. australis subsp. australis (97,34%) e P. heterorhabditis subsp. aluminescens (96,75%). A reconstrução filogenética utilizando o genoma core delimitou que a cepa UENP 3 pertence a espécie P. asymbiotica; entretanto, forma um novo clado dentro deste grupo. Comparações genômicas foram realizadas para potencializar a circunscrição taxonômica, e os maiores valores de ANI e dDDH foram obtidos para P. asymbiotica ATCC 43950, sendo 97,30%, e 75,30%, respectivamente. Os valores obtidos encontram-se abaixo do ponto de corte para delimitação de subespécies (ANI > 98,00; dDDH > 79,00%). Portanto, UENP 3 representa uma nova subespécie dentro de P. asymbiotica e propomos o nome Photorhabdus asymbiotica subsp. paranaensis subsp. nov. com UENP 3 como cepa-tipo. A análise da expressão gênica diferencial revelou a presença de 631 genes downregulated e 158 upregulated (p < 0,05). Entre os 22 genes relacionados às entomotoxinas da classe Tc, apenas 9 apresentavam-se diferencialmente expressos, indicando moderada regulação transcricional entre as fases. Nossos dados corroboram a exploração de Photorhabdus como uma fonte de proteínas inseticidas e indicam um impacto limitado sobre a produção de entomotoxinas frente à variação de fase de curto prazo.
dc.description.abstractother1The Photorhabdus genus is composed by Gram-negative rod-shaped bacteria symbionts of Heterorhabditis entomopathogenic nematodes, colonizing its intestines. In the last decade, the phylogeny of Photorhabdus has been revisited applying whole genome sequencing data to perfect taxonomy positioning and enhance identification of desirable traits for biotechnological applications. In this investigation, we characterize one Photorhabdus strain, named UENP 3, from an undescribed Heterorhabditis nematode isolated from soil in the south of Brazil, to determine its taxonomy position. We also evaluated the effect of phase variation on entomotoxin production through differential gene expression analysis 16S rRNA phylogeny confirmed its belonging to the Photorhabdus genus but ambiguously indicated higher similarities with P. australis subsp. australis (97.34%) and P. heterorhabditis subsp. aluminescens (96.75%). Core genome-based phylogenetic reconstruction delimitated that UENP 3 belongs to P. asymbiotica species, however, forms a novel clade. Genomic comparisons took place to enhance taxonomic circumscription, and the higher values for ANI and dDDH scores were obtained with P. asymbiotica ATCC 43950, 97.30%, and 75.30%, respectively. The values obtained are below the threshold for subspecies delimitation (ANI > 98.00; dDDH ≥ 79.00%). Given that, the UENP 3 strain represents a novel subspecies within P. asymbiotica and we proposed the name Photorhabdus asymbiotica subsp. paranaensis subsp. nov. with UENP 3 as the type strain. Differential gene expression analysis revealed the presence of 631 downregulated and 158 upregulated genes (p < 0.05). Among the 22 genes related to Tc-class entomotoxins, only 9 were differentially expressed, indicating moderate transcriptional regulation between phases. Our data support the exploration of Photorhabdus as a source of insecticidal proteins and indicate a limited impact on entomotoxin production in response to short-term phase variation.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19221
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCB - Departamento de Microbiologia
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Microbiologia
dc.subjectNematoides entomopatogênicos
dc.subjectHeterorhabditis
dc.subjectBioprospecção
dc.subjectSequenciamento do genoma total
dc.subjectToxinas
dc.subjectBactérias
dc.subject.capesCiências Biológicas - Microbiologia
dc.subject.cnpqCiências Biológicas - Microbiologia
dc.subject.keywordsEntomopathogenic nematodes
dc.subject.keywordsHeterorhabditis
dc.subject.keywordsBioprospection
dc.subject.keywordsWhole genome sequencing
dc.subject.keywordsToxins
dc.subject.keywordsBacteria
dc.titleAnálise do genoma e da expressão gênica diferencial de entomotoxinas de Photorhabdus asymbiotica subsp. paranaensis subsp. nov.
dc.title.alternativeAnalysis of the genome and entomotoxin differential expression from Photorhabdus asymbiotica subsp. paranaensis subsp. nov.
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências Biológicas

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