Estudos moleculares do patosistema Glycine max-Pratylenchus brachyurus : de estratégias de infecção do patógeno e de defesa do hospedeiro, à interação proteína-proteína

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dc.contributor.advisorMarcelino-Guimarães, Francismar Corrêa [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorCaitar, Valéria Stefania Lopespt_BR
dc.contributor.bancaCarvalho, Mayra da Cruz Costa Gallo dept_BR
dc.contributor.bancaPereira, Luiz Filipe Protasiopt_BR
dc.contributor.bancaDarben, Luana Miekopt_BR
dc.contributor.bancaFernandez, Dianapt_BR
dc.contributor.coadvisorHewezi, Tarek [Coorientador]pt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T11:54:57Z
dc.date.available2024-05-01T11:54:57Z
dc.date.created2018.00pt_BR
dc.date.defesa01.03.2018pt_BR
dc.description.abstractResumo: O nematóide de lesão radicular (root-lesion nematode – RLN), Pratylenchus spp, é uma praga devastadora que afeta a soja e várias outras culturas em todo o mundo Até hoje, apenas um gene maior de resistência a Pratylenchus spp foi identificado em trigo e alguns QTLs em outras espécies de plantas; no entanto, nenhum gene de resistência foi mapeado na soja e seu sistema de defesa permanece em grande parte desconhecido Os estudos do transcriptoma para melhor compreender os mecanismos moleculares de defesa da planta ou de ataque dos nematóides dentro do patosistema podem ser uma excelente abordagem, uma vez que permite identificar novos genes chave no processo e acessar o perfil global de expressão dos mesmos Neste estudo, realizamos um RNA-seq de genótipos de soja moderadamente resistente (BRSGO Chapadões) e um genótipo suscetível (TMG 115RR), mais especificamente de raízes infectadas por Pratylenchus brachyurus às 24, 48, 96 e 192 horas Os dados permitiram acessar informações sobre a resposta de defesa da planta e os mecanismos de infecção do patógeno A comparação entre as respostas de ambos os genótipos de soja demonstrou que o primeiro tempo de infecção, 24h, foi o que mais diferenciou os a resposta dos genótipos, tanto em número como em composição de genes diferencialmente expressos (Differential Expressed Genes – DEGs) Também foi identificado um elevado número de genes/rotas metabólicas induzidos e relacionados à defesa em BRS, incluindo genes da via de fenilpropanoides-estilbenos Através de nossa abordagem para elucidar a resposta da soja ao RLN, encontramos genes em BRS envolvidos no reconhecimento de patógenos, como relacionados à ativação de canais de cálcio, quitinases e envolvidos com regulação transcricional, como genes Myb Várias vias metabólicas apresentaram alterações em TMG, especialmente relacionadas a arquitetura de parede celular e seu remodelamento O transcriptoma do patógeno durante a interação resultou na predição de um conjunto de proteínas secretadas, o “secretoma”, de 115 proteínas Vinte preditos como secretados foram analisados por hibridização in situ, o que resultou na identificação de oito genes marcados como expressos nas glândulas esofágicas de Pratylenchus, sendo agora considerados como genes candidatos a efetores e, portanto, elementos-chave relacionados ao parasitismo Dentre os genes identificados nas glândulas esofágicas, alguns apresentam similaridade de sequência aos efetores de nematóides já descritos na literatura, como proteína 14-3-3b, SEC-2 e transtiretina Os ensaios de interação proteína-proteína pelo método de duplo híbrido em levedura mostraram que o candidato efetor, PB6584, interage com diferentes proteínas de Arabidopsis Essas proteínas de interação podem estar relacionadas à defesa do hospedeiro, como uma invertase e proteína da família de endopeptidase da serina subtilisina, sugerindo que o ataque do nematóide pode afetar a sinalização de defesa e o reforço de parede celular Este é o primeiro estudo sobre a interação molecular de soja - Pratylenchus brachyurus e os resultados, tanto das estratégias de resposta à planta como de ataque do nematóide, podem ser um importante passo para desenvolver resistência/tolerância em culturas e ferramentas para o controle de patógenos no campopt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Root-lesion nematode (RLN), Pratylenchus spp, it is a devastating pest that affects soybean and several other crops worldwide As migratory nematodes, they can migrate from root to root, according to environmental conditions To date, one resistance gene to Pratylenchus spp was identified in wheat and QTLs in other plant species; however, no resistance gene have been mapped in soybean and its molecular mechanism of defense remains largely unknown Transcriptome studies for better understand the molecular mechanisms of plant defense or nematode attack in this pathosytem can be a good approach once allows identifying new genes and to accesses the global expression profile In this study, we conducted a RNA-seq analysis of a moderately resistant (BRSGO Chapadões) and a susceptible genotype (TMG 115RR) of Glycine max, from root tissue infected with Pratylenchus brachyurus at 24, 48, 96, and 192 hours The obtained data allowed to either approach plant denfense response or pathogen infection mechanisms The comparison between the responses of both soybean genotypes demonstrated the first time of infection, 24h, as the most different between genotypes in number and composition of DEGs We also identified a high number of defense-related genes/metabolic pathways were induced in BRS, including genes of phenylpropanoids-Stilbenes pathway Several metabolic pathways showed changes in TMG, especially for cell wall architecture and remodeling Following our approaches to elucidate soybean response to RLN, we found genes in BRS involved in pathogen recognition, calcium activated channel, chitinases and Myb-involved transcriptional regulation Results from the pathogen transcriptome during the interaction showed a predicted secretome of 115 proteins Twenty of those were analyzed by in situ hybridization and eight were tagged in the esophageal glands, being now considered as key elements for the parasitism role and effector candidates gene Some of those similar in sequence to known nematode effectors from literature, as 14-3-3b, SEC-2 protein, and transthyretin-like (TTL) protein Protein-protein interaction assays by yeast two-hybrid showed that putative effector candidate, PB6584, interacts with different Arabidopsis proteins These interactor proteins may be related to host defense, such as an invertase, and subtilisin-like serine endopeptidase family protein, suggesting the nematode infection approach may affect the defense signaling and cell wall reinforcement This is first study of soybean - Pratylenchus brachyurus molecular interaction, and the results from both plant response and nematode infection strategies can be a step forward to develop new resistance/tolerance in crops and tools for pathogen control in the fieldpt_BR
dc.description.notesTese (Doutorado em Genética e Biologia Molecular) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecularpt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/9373
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeDoutoradopt_BR
dc.relation.coursenameGenética e Biologia Molecularpt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Biológicaspt_BR
dc.relation.institutionnameEMBRAPApt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-graduação em Genética e Biologia Molecularpt_BR
dc.subjectNematóide de lesão radicularpt_BR
dc.subjectGlycine max-Pratylenchus brachyuruspt_BR
dc.subjectEstudos molecularespt_BR
dc.subjectPratylenchus brachyuruspt_BR
dc.subjectSojapt_BR
dc.subjectRoot-lesion nematodept_BR
dc.subjectSoybeanpt_BR
dc.titleEstudos moleculares do patosistema Glycine max-Pratylenchus brachyurus : de estratégias de infecção do patógeno e de defesa do hospedeiro, à interação proteína-proteínapt_BR
dc.typeTesept_BR

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