Caracterização funcional de candidatos a efetores de Moniliophthora perniciosa
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11144/tde-08042026-072826/ |
Resumo: | A doença vassoura de bruxa, causada pelo fungo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa, provoca grandes perdas na produção de cacau em diversos países da América do Sul. Apesar de mais de três décadas de estudos moleculares sobre sua biologia e interação com o hospedeiro, muitos aspectos permanecem pouco compreendidos, em grande parte porque essa interação envolve dois organismos não-modelo, o que impõe desafios metodológicos significativos. A obtenção de esporos do fungo e a infecção de plantas são particularmente desafiadoras, pois M. perniciosa requer condições altamente específicas para formar basidiocarpos e não frutifica em ambientes laboratoriais convencionais. Consequentemente, experimentos in planta e análises das respostas bioquímicas e fisiológicas da planta hospedeira são dificultados. Para superar estas limitações, otimizamos uma metodologia que permite a produção constante e eficiente de basidiósporos em condições laboratoriais, viabilizando ensaios padronizados de inoculação de plantas. Além disso, caracterizamos Nicotiana benthamiana como um modelo alternativo para o estudo da vassoura de bruxa, o que possibilita análises moleculares e genéticas da doença, incluindo a avaliação de diferenças de patogenicidade entre biótipos distintos do fungo. Com o objetivo de aprofundar nosso entendimento da virulência de M. perniciosa, caracterizamos efetores candidatos do fungo e identificamos proteínas capazes de suprimir respostas imunes da planta com alta eficiência. Análises de predição estrutural sugeriram que os efetores candidatos compartilham similaridade com proteínas de diferentes classes, incluindo toxinas inibidoras de canais de íons, possíveis proteínas antimicrobianas e proteínas que podem estar envolvidas na degradação da parede celular vegetal. Por fim, examinamos mecanismos de resistência que permitem ao fungo sobreviver na presença de fungicidas inibidores da cadeia transportadora de elétrons, fornecendo subsídios para o desenvolvimento de novas estratégias de controle. Em conjunto, os resultados deste trabalho fortalecem as bases para o estudo molecular da vassoura de bruxa, oferecendo modelos e ferramentas que auxiliam a investigação dos mecanismos de virulência e resistência a drogas do patógeno. Assim, este trabalho contribui para o avanço do conhecimento fundamental sobre a interação planta-fungo e identifica alvos potenciais para estudos futuros voltados ao manejo da doença. |
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Caracterização funcional de candidatos a efetores de Moniliophthora perniciosaFunctional characterization of candidate effectors of Moniliophthora perniciosaCandidate effectorsEfetores candidatosFitopatógenoInteração planta-patógenoPhytopathogenPlant-pathogen interactionVirulenceVirulênciaA doença vassoura de bruxa, causada pelo fungo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa, provoca grandes perdas na produção de cacau em diversos países da América do Sul. Apesar de mais de três décadas de estudos moleculares sobre sua biologia e interação com o hospedeiro, muitos aspectos permanecem pouco compreendidos, em grande parte porque essa interação envolve dois organismos não-modelo, o que impõe desafios metodológicos significativos. A obtenção de esporos do fungo e a infecção de plantas são particularmente desafiadoras, pois M. perniciosa requer condições altamente específicas para formar basidiocarpos e não frutifica em ambientes laboratoriais convencionais. Consequentemente, experimentos in planta e análises das respostas bioquímicas e fisiológicas da planta hospedeira são dificultados. Para superar estas limitações, otimizamos uma metodologia que permite a produção constante e eficiente de basidiósporos em condições laboratoriais, viabilizando ensaios padronizados de inoculação de plantas. Além disso, caracterizamos Nicotiana benthamiana como um modelo alternativo para o estudo da vassoura de bruxa, o que possibilita análises moleculares e genéticas da doença, incluindo a avaliação de diferenças de patogenicidade entre biótipos distintos do fungo. Com o objetivo de aprofundar nosso entendimento da virulência de M. perniciosa, caracterizamos efetores candidatos do fungo e identificamos proteínas capazes de suprimir respostas imunes da planta com alta eficiência. Análises de predição estrutural sugeriram que os efetores candidatos compartilham similaridade com proteínas de diferentes classes, incluindo toxinas inibidoras de canais de íons, possíveis proteínas antimicrobianas e proteínas que podem estar envolvidas na degradação da parede celular vegetal. Por fim, examinamos mecanismos de resistência que permitem ao fungo sobreviver na presença de fungicidas inibidores da cadeia transportadora de elétrons, fornecendo subsídios para o desenvolvimento de novas estratégias de controle. Em conjunto, os resultados deste trabalho fortalecem as bases para o estudo molecular da vassoura de bruxa, oferecendo modelos e ferramentas que auxiliam a investigação dos mecanismos de virulência e resistência a drogas do patógeno. Assim, este trabalho contribui para o avanço do conhecimento fundamental sobre a interação planta-fungo e identifica alvos potenciais para estudos futuros voltados ao manejo da doença.Witches\' broom disease, caused by the basidiomycete fungus Moniliophthora perniciosa, causes major losses in cacao production across several South American countries. Despite more than three decades of molecular studies on its biology and interaction with the host, many aspects remain poorly understood, largely because this interaction involves two non-model organisms, which poses significant methodological challenges. Obtaining fungal spores and achieving plant infection are particularly difficult, as M. perniciosa requires highly specific conditions to form basidiocarps and does not fruit under conventional laboratory environments. Consequently, in planta experiments and analyses of the biochemical and physiological responses of the host plant are hindered. To overcome these limitations, we optimized a methodology that enables the consistent and efficient production of basidiospores under laboratory conditions, allowing standardized plant inoculation assays. Furthermore, we characterized Nicotiana benthamiana as an alternative model for the study of witches\' broom disease, enabling molecular and genetic analyses of the disease, including the evaluation of pathogenicity differences among distinct fungal biotypes. Aiming to deepen our understanding of M. perniciosa virulence, we characterized candidate effectors of the fungus and identified proteins capable of efficiently suppressing plant immune responses. Structural prediction analyses suggested that the candidate effectors share similarity with proteins from different classes, including ion channelinhibiting toxins, putative antimicrobial proteins, and proteins potentially involved in plant cell wall degradation. Finally, we examined resistance mechanisms that allow the fungus to survive in the presence of fungicides targeting the electron transport chain, providing insights for the development of new control strategies. Altogether, the results of this study strengthen the foundation for the molecular investigation of witches\' broom disease, offering models and tools that support the exploration of the pathogens virulence and drug resistance mechanisms. Thus, this work contributes to advancing fundamental knowledge on the plantfungus interaction and identifies potential targets for future studies aimed at disease management.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTeixeira, Paulo Jose Pereira LimaPires, Bárbara Aliende2025-12-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11144/tde-08042026-072826/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-04-10T19:13:02Zoai:teses.usp.br:tde-08042026-072826Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-10T19:13:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A doença vassoura de bruxa, causada pelo fungo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa, provoca grandes perdas na produção de cacau em diversos países da América do Sul. Apesar de mais de três décadas de estudos moleculares sobre sua biologia e interação com o hospedeiro, muitos aspectos permanecem pouco compreendidos, em grande parte porque essa interação envolve dois organismos não-modelo, o que impõe desafios metodológicos significativos. A obtenção de esporos do fungo e a infecção de plantas são particularmente desafiadoras, pois M. perniciosa requer condições altamente específicas para formar basidiocarpos e não frutifica em ambientes laboratoriais convencionais. Consequentemente, experimentos in planta e análises das respostas bioquímicas e fisiológicas da planta hospedeira são dificultados. Para superar estas limitações, otimizamos uma metodologia que permite a produção constante e eficiente de basidiósporos em condições laboratoriais, viabilizando ensaios padronizados de inoculação de plantas. Além disso, caracterizamos Nicotiana benthamiana como um modelo alternativo para o estudo da vassoura de bruxa, o que possibilita análises moleculares e genéticas da doença, incluindo a avaliação de diferenças de patogenicidade entre biótipos distintos do fungo. Com o objetivo de aprofundar nosso entendimento da virulência de M. perniciosa, caracterizamos efetores candidatos do fungo e identificamos proteínas capazes de suprimir respostas imunes da planta com alta eficiência. Análises de predição estrutural sugeriram que os efetores candidatos compartilham similaridade com proteínas de diferentes classes, incluindo toxinas inibidoras de canais de íons, possíveis proteínas antimicrobianas e proteínas que podem estar envolvidas na degradação da parede celular vegetal. Por fim, examinamos mecanismos de resistência que permitem ao fungo sobreviver na presença de fungicidas inibidores da cadeia transportadora de elétrons, fornecendo subsídios para o desenvolvimento de novas estratégias de controle. Em conjunto, os resultados deste trabalho fortalecem as bases para o estudo molecular da vassoura de bruxa, oferecendo modelos e ferramentas que auxiliam a investigação dos mecanismos de virulência e resistência a drogas do patógeno. Assim, este trabalho contribui para o avanço do conhecimento fundamental sobre a interação planta-fungo e identifica alvos potenciais para estudos futuros voltados ao manejo da doença. |
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