Temperatura na patogenicidade de Pantoea ananatis em plantas de milho e na expressão de genes de virulência

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dc.contributor.advisorCanteri, Marcelo Giovanetti
dc.contributor.authorPaduan, Fernanda Neves
dc.contributor.bancaBalbi-Peña, Maria Isabel
dc.contributor.bancaLeite, Rui Pereira
dc.contributor.bancaSouza, Alessandra Alves de
dc.contributor.bancaTebaldi, Nilvanira Donizete
dc.contributor.coadvisorZawadzki, Aline Vanessa Sauer
dc.coverage.extent79 p.
dc.coverage.spatialLondrina - PR
dc.date.accessioned2026-08-25T13:25:37Z
dc.date.available2026-08-25T13:25:37Z
dc.date.issued2024-02-23
dc.description.abstractTemperaturas baixas podem aumentar a severidade da mancha branca do milho, causada pela bactéria Pantoea ananatis e uma das principais doenças da cultura. O objetivo deste estudo foi investigar a dinâmica populacional e expressão gênica de Pantoea ananatis em resposta à exposição a diferentes temperaturas. Inicialmente, foi extraído e quantificado o DNA das bactérias isoladas para identificações quanto à espécie e à presença do gene inaA. Posteriormente, foram realizados testes de patogenicidade em milho e tabaco. A dinâmica populacional da bactéria in vitro foi analisada sob diferentes temperaturas, determinando a concentração de células por densidade óptica (absorbância) e contagem de células viáveis pela técnica de microgota. A população bacteriana em milho sob influência de temperatura também foi analisada, coletando folhas em diferentes intervalos de tempo após a inoculação e avaliando o número de Unidades Formadoras de Colônias por 0,1g de tecido foliar. Concomitantemente, foi analisada por RT-qPCR a expressão de genes de virulência da bactéria inoculada em milho submetido a diferentes temperaturas. Os genes analisados incluíram aqueles relacionados a motilidade, formação de biofilme, quorum sensing e outros aspectos patogênicos. A frequência de isolamento de P. ananatis a partir de lesões características de mancha branca foi de 76,6%. Dos 30 isolados de Pantoea ananatis avaliados, os isolados MS2.7 e F6.1 não apresentaram o gene inaA. Isolados como MS2.3, F1.1 e MS3.1, mesmo com o gene inaA, não causaram sintomas em tabaco ou milho. Variações térmicas impactaram significativamente a densidade populacional da bactéria in vitro e in planta, com destaque para a duplicação da população em plantas submetidas a choques térmicos. A queda de temperatura intensificou a severidade das lesões em milho, ressaltando o papel desse fator ambiental na patogenicidade de P. ananatis. A expressão dos genes hmsP e cspD em P. ananatis foi mais induzida em plantas expostas a choques térmicos (25 °C com períodos de 15 °C a cada 12 horas), evidenciando maior formação de biofilme e produção de proteínas de choque frio. Houve aumento significativo na expressão de motA e fliM relacionados à motilidade bacteriana, sendo 24 vezes maior em plantas submetidas a choque frio. O gene do Sistema de Secreção Tipo VI funcional (T6SS) teve aumento significativo na expressão em plantas sob choque frio, destacando-se nas 48 horas após a inoculação. A redução de temperatura não afetou a expressão do gene envolvido com quorum sensing. Este estudo destaca o impacto de baixas temperaturas na dinâmica populacional, maior severidade de lesões, virulência e expressão diferencial de genes de P. ananatis em milho.
dc.description.abstractother1Low temperatures may increase the severity of maize white spot, caused by the bacterium Pantoea ananatis, one of the main diseases affecting the crop. The aim of this study was to investigate the population dynamics and gene expression of P. ananatis in response to exposure to different temperatures. Initially, DNA was extracted and quantified from isolated bacteria for species identification and detection of the inaA gene. Subsequently, pathogenicity tests were conducted on maize and tobacco. Bacterial population dynamics in vitro were analyzed under different temperatures, determining cell concentration by optical density (absorbance) and viable cell count using the microdrop technique. The bacterial population in maize under temperature influence was also analyzed by collecting leaves at different time intervals after inoculation and assessing the number of Colony Forming Units per 0.1g of leaf tissue. Concurrently, the expression of virulence genes of the inoculated bacteria in maize subjected to different temperatures was analyzed by RT- qPCR. The analyzed genes included those related to motility, biofilm formation, quorum sensing, and other pathogenic aspects. The isolation frequency of P. ananatis from characteristic white spot lesions was 76.6%. Out of the 30 Pantoea ananatis isolates evaluated, isolates MS2.7 and F6.1 did not present the inaA gene. Isolates such as MS2.3, F1.1, and MS3.1, even with the inaA gene, did not cause symptoms in tobacco or maize. Thermal variations significantly impacted the bacterial population density in vitro and in planta, with a doubling of the population in plants subjected to thermal shocks. Temperature decrease intensified lesion severity in maize, highlighting the role of this environmental factor in P. ananatis pathogenicity. The expression of hmsP and cspD genes in P. ananatis was more induced in plants exposed to thermal shocks (25 °C with periods of 15 °C every 12 hours), evidencing increased biofilm formation and cold shock protein production. There was a significant increase in the expression of motA and fliM genes related to bacterial motility, being 24 times higher in plants subjected to cold shock. The functional Type VI Secretion System (T6SS) gene showed a significant increase in expression in plants under cold shock, particularly at 48 hours after inoculation. Temperature reduction did not affect the expression of the gene involved in quorum sensing. This study highlights the impact of low temperatures on the population dynamics, increased lesion severity, virulence, and differential gene expression of P. ananatis in maize.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19557
dc.languagepor
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCA - Departamento de Agronomia
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Agronomia
dc.subjectDinâmica populacional
dc.subjectImpacto térmico
dc.subjectMancha Branca do Milho
dc.subjectNucleação de gelo
dc.subjectZea mays
dc.subjectMilho
dc.subjectDoenças
dc.subjectTemperatura
dc.subjectEstresse térmico
dc.subjectExpressão gênica
dc.subjectPatogenicidade
dc.subjectFitopatologia
dc.subject.capesCiências Agrárias - Agronomia
dc.subject.cnpqCiências Agrárias - Agronomia
dc.subject.keywordsIce Nucleation
dc.subject.keywordsMaize White Spot
dc.subject.keywordsPopulation Dynamics
dc.subject.keywordsThermal Impact
dc.subject.keywordsZea mays
dc.subject.keywordsCorn
dc.subject.keywordsDiseases
dc.subject.keywordsTemperature
dc.subject.keywordsThermal stress
dc.subject.keywordsGene expression
dc.subject.keywordsPathogenicity
dc.subject.keywordsPhytopathology
dc.titleTemperatura na patogenicidade de Pantoea ananatis em plantas de milho e na expressão de genes de virulência
dc.title.alternativeTemperature on the pathogenicity of Pantoea ananatis on corn plants and on the expression of virulence genes
dc.typeTesept_BR
dcterms.educationLevelDoutoradopt_BR
dcterms.provenanceCentro de Ciências Agráriaspt_BR

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