Common bacterial blight of common bean: insights into host resistance and bacterial virulence mechanisms

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Alves, Francisco Henrique Nunes da Silva
• Orientador(a): Pacheco, Jorge Luis Badel
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Programa de Pós-Graduação: Fitopatologia
• Área do conhecimento CNPq: Fitopatologia
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/32080; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2024.022

O Crestamento Bacteriano Comum (CBC), causado pelas bactérias Gram-negativas Xanthomonas phaseoli pv. phaseoli (Xpp) e Xanthomonas citri pv. fuscans (Xcf), representa uma ameaça significativa para a produção de feijão comum no mundo. Para contribuir a desvendar os mecanismos moleculares da resistência do hospedeiro e da virulência bacteriana subjacentes à interação entre o feijão comum e Xanthomonas, neste estudo, primeiro (Capítulo 1) 80 cultivares de feijão comum dos grupos carioca e preto foram classificadas com base na sua resistência após inoculação com uma estirpe de Xpp. A doença foi avaliada com base na severidade dos sintomas e a Área Abaixo da Curva de Progresso da Doença (AACPD). Posteriormente, as cultivares foram agrupadas em quatro categorias de resistência/suscetibilidade segundo os valores de severidade da doença. Três cultivares do grupo carioca e três do grupo preto apresentaram os valores mais baixos de severidade da doença e AACPD, e foram classificados como altamente resistentes a Xpp. Após essa classificação, foi realizado um Estudo de Associação Genômica Ampla (Genome-Wide Association Study, GWAS) exploratório usando 384 marcadores de Polimorfismos de Nucleotídeo Único (Single-Nucleotide Polymorphism, SNP) e os dados de severidade da doença da mesma coleção de 80 cultivares. Cinco SNPs significativamente associados com a resistência foram encontrados em três cromossomos diferentes de feijoeiro comum. Esses SNPs se encontram em genes que codificam para funções bioquímicas potenciais, incluindo uma proteína Lir1 regulada pela luz, uma proteína da família de transportadores de oligopeptídeos dependentes de prótons, uma fosfatase dependente de metal, uma proteína WPP que interage com o domínio de ancoragem da cauda e uma proteína da superfamília das pectinas liases. Na segunda fase (Capítulo 2), visando explorar os mecanismos de virulência bacteriana, 35 sequências genômicas de Xcf e 36 sequências genômicas de Xpp foram utilizadas em análises de pangenômica e construção de dendrogramas usando presencia/ausência de genes. A análise de pangenômica revelou uma significativa diversidade e plasticidade genômica em ambos os patovares. Os dendrogramas não indicaram um agrupamento evidente dos isolados segundo a sua origem geográfica. Além disso, genes ativados por HrpG e HrpX nos genomas de Xpp e Xcf foram preditos por meio de bioinformática, buscando sequências de caixas hrp em regiões promotoras. No total, 51 genes dependentes de HrpG e HrpX em Xcf e 49 genes em Xpp foram preditos. Além disso, para identificar efetores secretados pelo sistema de secreção do tipo III (Type III secretion Effectors, T3SEs), buscas Blastp de todas as proteínas anotadas nos genomas de Xpp e Xcf foram conduzidas contra os bancos de dados de efetores conhecidos de Xanthomonas e Pseudomonas. Essas buscas resultaram na identificação de um total de 39 T3SEs, sendo que o efetor XopAL2 foi encontrado exclusivamente em Xcf, seis efetores foram exclusivos de Xpp e sete efetores foram compartilhados com Pseudomonas. Este estudo oferece contribuições significativas à comunidade científica, fornecendo informações sobre genótipos de feijão comum com altos níveis de resistência a Xpp, genes candidatos potencialmente associados à resposta de resistência do feijão comum a Xpp e sobre os possíveis mecanismos que as espécies de Xanthomonas podem empregar para causar doença em plantas de feijão comum. Palavras-chave: Xanthomonas citri pv. fuscans. Xanthomonas phaseoli pv. phaseoli. Phaseolus vulgaris.