Análise transcriptômica e interatômica de diferentes espécies de Hevea inoculadas com Pseudocercospora ulei

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Guedes, Fernanda Alves de Freitas
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Laboratório Nacional de Computação Científica; Serviço de Análise e Apoio a Formação de Recursos Humanos; Brasil; LNCC; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Bioinformática; Bioinformatics; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA
• Link de acesso: https://tede.lncc.br/handle/tede/215

Plantas são alvos frequentes de herbívoros e patógenos. As diferentes estratégias vegetais de defesa contra patógenos visam impedir sua proliferação e a colonização, além de conferir resistência de longa duração. A seringueira (Hevea spp), que se destaca por sua produção de borracha natural, é bastante afetada pelo fungo Pseudocercospora ulei, causador do Mal-das-folhas, uma doença que atinge folhas jovens e representa a principal ameaça a plantações de seringueira. Existem alguns genótipos de seringueira resistentes e outros suscetíveis ao Mal-das-folhas. Assim, os objetivos principais deste trabalho são ampliar o conhecimento sobre a resposta da seringueira ao ataque do fungo causador do Mal-das-folhas e buscar genes potencialmente envolvidos com sua resistência através da análise do transcriptoma e do interatoma de folhas de diferentes genótipos de Hevea spp. O sequenciamento NGS e montagem do transcriptoma da folha de três genótipos resistentes (F4542 - H.benthamiana, PA31 - H.pauciflora, MDF180 - H.brasiliensis) e um suscetível (PB314 - H.brasiliensis), nas condições inoculado e não-inoculado com Pseudocercospora ulei, geraram um total de 50.239 contigs. Cerca de 75% (33.988) dos contigs de seringueira tiveram alguma anotação funcional. O percentual de similaridade encontrado na composição do transcriptoma inoculado dos quatro genótipos (37% dos contigs) sugere que a resistência da seringueira ao Mal-das-Folhas é causada principalmente pela regulação dos níveis de expressão gênica. A análise dos níveis dos transcritos nas condições inoculada e não-inoculada dos genótipos resistentes indicam também que as mudanças induzidas pelo patógeno no perfil de expressão do transcriptoma de F4542 e PA31 são menos pronunciadas do que em MDF180, um resultado compatível com as lesões observadas. A análise de expressão diferencial revelou um total de 1.795 contigs diferencialmente expressos nos genótipos estudados. Apesar de apenas 22% (10.138) dos contigs de seringueira terem ortólogo com sequências de Arabidopsis thaliana, foi construído o primeiro interatoma de seringueira a partir dos interólogos desta espécie modelo. A rede proteína-proteína de seringueira, formada por 5.382 proteínas e 72.702 interações entre elas, apresenta características comumente encontradas em outras redes biológicas como a distribuição de conectividade segundo lei de potência e rede do tipo ``mundo pequeno'', apresentando também algumas particularidades. Foi observada a modularidade no interatoma de Hevea, com a detecção de módulos funcionais envolvidos em diferentes processos biológicos como metabolismo, transcrição e tradução, transdução de sinais, respostas a hormônios e estresse. A associação de critérios como a função da proteína, sua presença nos genótipos resistentes, seu perfil de expressão e posicionamento nas redes de seringueira permitiu a seleção de 30 sequências potencialmente envolvidas com a resposta de defesa e resistência da seringueira ao patógeno P.ulei, que constituem alvos de comprovação experimental e melhoramento para criar cultivares resistentes.