Análise global da expressão gênica de cultivares de feijão comum desafiadas pela raça 65 de Colletotrichum lindemuthianum e análise genômica ampla da família de genes PvRLK-LRR

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Dambroz, Caroline Marcela da Silva
• Orientador(a): Pereira, Welison Andrade
• Banca de defesa: Souza, Elaine Aparecida de, Paiva, Luciano Vilela, Silva, José Cleydson Ferreira da, Costa, Larissa Carvalho
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Genética e Melhoramento de Plantas
• Departamento: Departamento de Biologia
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Antracnose; Feijão comum; Genes diferencialmente expresso; Resistência; Anthracnose; Common bean; Differentially expressed genes; Resistance
• Área do conhecimento CNPq: Melhoramento Vegetal
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/58217

A antracnose, causada pelo fungo Colletotrichum lindemuthianum, é uma das principais doenças que acometem a cultura do feijoeiro, podendo reduzir drasticamente a produção, em condições adequadas ao desenvolvimento do patógeno. Sob a perspectiva do hospedeiro, o controle genético da doença apresenta o envolvimento de vários locos independentes, organizados em conjuntos complexos, conferindo resistência a raças específicas do patógeno. Entretanto, expandir o conhecimento dos genes encontrados nestes locos e entender seu modo de ação nas vias de resposta da planta hospedeira ao patógeno consiste em uma importante estratégia no estudo desse patossistema. Diante do exposto, os objetivos dessa pesquisa consistiram em: i) Obter e avaliar os perfis transcricionais de plantas de feijão, tanto em interação compatível, quanto incompatível com isolado da raça 65 de C. lindemuthianum, por meio de RNA-seq, em diferentes tempos de infecção; e ii) Identificar, classificar e caracterizar a família gênica RLK-LRR de Phaseolus vulgaris, avaliando também seu perfil de expressão em resposta à infecção por C. lindemuthianum, por meio de análises in silico. Para atingir o primeiro objetivo, 12 bibliotecas de RNA foram sequenciadas, e foi possível observar um rearranjo transcricional em ambas as cultivares após a infecção com o patógeno. Na resistente, ressalta-se o papel dos genes relacionados ao reconhecimento, como aqueles que codificam proteínas quinases e NB-LRRs; genes relacionados à defesa, como os genes de patogênese MLP; e, genes relacionados com a síntese de novos carboidratos, envolvidos com o remodelamento da parede celular. As vias de sinalização de glicerolípideos, fenilpropanóide e do ácido linoleico foram associadas com a resposta de resistência do genótipo resistente. Por outro lado, no genótipo suscetível, a sinalização mediada por auxina e a expressão de genes relacionados ao processamento e transporte de açúcares tiveram destaque. Pode-se verificar maior conexão entre os genes associados à resistência em redes de co-expressão gênica. Com isso, considerando a especificidade do controle genético da resistência em patossistemas envolvendo diferentes raças, este trabalho apresenta um panorama de resposta à raça 65, tão relevante no cenário econômico de produção da cultura do feijoeiro no Brasil. Quanto ao estudo da família PvRLK-LRR, foi analisado todo o genoma de P. vulgaris, permitindo a identificação e classificação de 230 PvRLK-LRRs em 15 subfamílias diferentes. As análises de estruturas gênicas, domínios conservados e motivos foram realizadas e sugeriram uma organização e composição estrutural consistente de proteínas de uma mesma subfamília. Os genes PvRLK-LRR encontraram-se distribuídos entre os 11 cromossomos da espécie, incluindo regiões de proximidade com marcadores de resistência à antracnose. Pode-se notar a importância dos eventos de duplicação na expansão dessa família gênica, resultante, principalmente, de seleção estabilizadora. Também foi realizada a análise das regiões promotoras, que deu destaque aos elementos cis associados à resposta da planta ao estresse biótico. Com relação ao padrão de expressão de PvRLK-LRRs em resposta à infecção por C. lindemuthianum, foi possível destacar vários genes diferencialmente expressos nesta subfamília. Nossas análises permitiram profunda caracterização estrutural e funcional do PvRLK-LRRs, e a sua participação direta nos mecanismos de resistência à antracnose.