Identificação e caracterização de genes de Herbaspirillum necessários para interação patogênica e não-patogênica com gramíneas e identificação de genes de Sorghum bicolor envolvidos na resistência a doença da estria vermelha

Resumo: O gênero Herbaspiríllum compreende algumas espécies bactérias capazes de fixar o nitrogênio atmosférico em condições de microaerofilia. Várias espécies de Herbaspirillum já foram descritas, entre elas estão Herbaspirillum seropedicae e Herbaspirillum rubrisubalbicans. Herbaspirillum rubrisubalbicans é um dizotrofo, encontrado em associação benéfica com várias plantas de interesse econômico, entretanto quando se associa a variedade B4362 de cana de açúcar ou a variedades susceptíveis de sorgo é responsável por causar a doença da estria mosqueada e estria vermelha, respectivamente. Estas doenças diminuem a área fotossintética e a vida útil da folha devido aos danos causados nos tecidos foliares: manchas e necrose. Alguns fatores, como o Sistema de Secreção do Tipo III já foram descritos como essenciais para o desenvolvimento da doença, porém, outros fatores ainda precisam ser elucidados para o melhor entendimento dos processos de interação planta-bactéria envolvendo este microrganismo. Neste trabalho, a biossíntese de celulose, um exopolissacarídeo (EPS) sintetizado por H . rubrisubalbicans e ausente em H. seropedicae, foi avaliada quanto ao seu envolvimento com os processos de colonização, formação de biofilme e patogenicidade. O genótipo da planta parece ter papel crucial para o desenvolvimento da doença, técnicas de RNA-seq e QTL (Quantitative trait locus) foram aplicadas em genótipos de sorgo com o objetivo de identificar fatores, presentes na planta, potencialmente envolvidos com a interação entre H. rubrisubalbicans e Sorgo. Dentre os resultados obtidos, genes envolvidos com as vias clássicas de interação planta-patógeno foram identificados e sugerem H. rubrisubalbicans como um bom modelo para o estudo da patogenicidade em plantas de sorgo. Já H. seropedicae promove uma associação exclusivamente benéfica durante a interação com gramíneas, sendo responsável por aumentar até 120% do nitrogênio acumulado. Dentre as várias gramíneas que se associam a H. seropedicae está Setaria viridis. A associação entre Setaria viridis e H. seropedicae (em conjunto com Azospirillum brasilense) promove aumento significativo no tamanho da raiz e no número de raízes laterais. Neste trabalho também foram analisados os fatores relacionados a interação benéfica entre Setaria viridis e H. seropedicae através da técnica de TnSeq, bem como o comportamento desta bactéria em diferentes condições de cultivo. Diversos genes candidatos foram identificados e mostram possíveis vias pelas quais planta e bactéria interagem. Sendo estas duas espécies de Herbaspirillum geneticamente relacionadas, o entendimento das diferenças durante a interação planta bactéria torna-se importante para que os mecanismos envolvidos sejam elucidados e para que o potencial destes organismos como promotores de crescimento vegetal seja totalmente aproveitado.

Author dc:creator

• Tuleski, Thalita

Advisor dc:contributor.advisor

• Monteiro, Rose Adele, 1973-

• Herbaspirillum
• Bacterias fitopatogênicas
• Setaria
• Plantas
• Genes
• Buiquímica

Language dc:language

Multilingua, Texto em português e inglês, poreng

Handle dc:identifier.uri

https://hdl.handle.net/1884/99974

OAI identifier oai:identifier

oai:acervodigital.ufpr.br:1884/99974