Identificação e caracterização de candidatos a efetores de Bacillus thuringiensis RZ2MS9, uma rizobactéria promotora do crescimento vegetal

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Hannes, Ariane Vitória Silvestre
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bacillus; Bactéria promotora do crescimento de plantas; Efetores; CRISPR-Cas9; Effectors; CRISPR-Cas9; Plant growth-promoting bacterium; Proteômica; Proteomics
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-27082024-101731/

Muitas são as interações benéficas entre bactérias e plantas, sendo as mesmas amplamente utilizadas como bioinsumos na agricultura. Essas interações também ocorrem a nível molecular, onde bactérias secretam moléculas no meio extracelular ou diretamente no interior da célula do hospedeiro para suprimir seu sistema de defesa e então colonizá-lo. Apesar de serem inúmeras as interações bactéria-planta, poucas são estudadas a nível de sinalização molecular, seja por meio de exsudatos da raiz e modulação das proteínas da bactéria ou por meio de potenciais efetores. Neste contexto estão inseridas as Rizobactérias Promotoras do Crescimento de Plantas (RPCPs), como aquelas do gênero Bacillus. A linhagem Bacillus thuringiensis RZ2MS9, isolada da rizosfera do guaranazeiro (Paullinia cupana var. sorbilis), uma planta típica da Amazônia, apresentou significativo potencial de promoção do crescimento da soja e do milho. Recentemente, foi demonstrado que moléculas secretadas por Bacillus thuringiensis RZ2MS9 promovem significativamente a velocidade de germinação de sementes de milho. Exsudatos são um conjunto de compostos químicos liberado pelas raízes em resposta a estímulos do ambiente ou de microrganismos do solo. Os exsudatos têm papel importante para a planta, pois podem inibir o crescimento de microrganismos patogênicos e atrair parceiros simbiontes. Assim, a identificação das proteínas secretadas pela bactéria no meio extracelular, e consequentemente do sistema de secreção utilizado por ela, e dos exsudatos liberados pelas raízes é fundamental para melhor compreender as interações entre microrganismo e hospedeiro. As proteínas produzidas pelas bactérias podem ser efetores. Os efetores são muito estudados e bem compreendidos nas relações entre microrganismos patogênicos e plantas, mas estudos relacionados ao entendimento do papel de efetores na interação entre bactérias benéficas e plantas ainda são incipientes. Assim, o presente estudo vem para aumentar o entendimento de mecanismos moleculares empregados pela bactéria Bacillus thuringiensis RZ2MS9 na modulação do crescimento vegetal, inicialmente por meio da análise por Proteômica de proteínas secretadas em resposta à interação com exsudatos de milho e, posteriormente, a partir da identificação e caracterização de proteínas candidatas a efetores. Tem-se como hipótese que Bacillus thuringiensis RZ2MS9 é uma bactéria promotora do crescimento vegetal capaz de modular beneficamente, por meio de moléculas efetoras, a fisiologia vegetal. Com relação aos resultados principais, no total, 357 proteínas relacionadas ao secretoma do Bacillus thuringiensis RZ2MS9 foram detectadas, sendo a maior parte disso exclusivamente no tratamento onde a bactéria cresceu em meio de cultura diluído apenas com água após 12 h de crescimento (30%). Além disso, as proteínas detectadas nesse tempo e tratamento foram muito mais abundantes em comparação ao mesmo tratamento no tempo de 24 h ou ao meio diluído com exsudato no mesmo tempo de coleta. Com relação à predição in silico de candidatos a efetores, 62 proteínas foram preditas como candidatas a efetores, sendo que quase 50% têm atuação no apoplasto do hospedeiro. Os plasmídeos pTargetF05110 e TargetF18490 para aplicação da técnica de CRISPR-Cas9 foram construídos e duas tentativas de nocaute dos genes BHV55_05110 e BHV55_18490 foram realizadas