Tesis
Caracterização funcional de genes de Xanthomonas citri subsp. citri associados com produção de exopolissacarídeos, formação de biofilme e patogenicidade = Functional characterization of Xanthomonas citri subsp. citri genes involved with exopolysaccharides production, biofilm formation and pathogenicity
Functional characterization of Xanthomonas citri subsp. citri genes involved with exopolysaccharides production, biofilm formation and pathogenicity
Registro en:
Autor
Granato, Laís Moreira, 1983-
Institución
Resumen
Orientador: Marcos Antonio Machado Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: citricultura é uma das culturas mais importantes para a bioeconomia brasileira, contudo, cultura de citros é alvo constante de inúmeras doenças e pragas capazes de causar danos irreversíveis nas plantas e nos frutos, o que resulta na queda da produtividade. O cancro cítrico é uma das doenças que ocasionam a maior perda econômica em plantações de citros. É causada pela bactéria Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri) e os principais sintomas são observados nas folhas e frutos, sendo caracterizados por lesões necróticas circulares e circundadas por halos amarelos. A bactéria entra no tecido da planta hospedeira por meio de estômatos ou ferimentos e se multiplica em condições ótimas de crescimento, surgindo das aberturas dos estômatos em menos de cinco dias para fornecer o inóculo para o desenvolvimento da doença. X. citri forma biofilme em superfícies bióticas e abióticas, o qual é definido como um conglomerado de células bacterianas, envolto por uma matriz formada principalmente por exopolissacarídeos (EPS), contudo vários outros genes e estruturas de superfície estão envolvidas no desenvolvimento do biofilme maduro. Como poucos trabalhos têm avaliado o real papel do processo de formação de biofilme no desenvolvimento de cancro cítrico, é importante a caracterização funcional de genes para verificar seu papel biológico durante no processo de formação de biofilme em Xanthomonas. Com esse intuito foi realizado um screning de biblioteca de mutantes Tn5 para selecionar genes associados à capacidade de formação de biofilme. Esse estudo envolveu a caracterização de três genes: ecnA/XAC4008, XAC0292 e hrpB/XAC0293. O gene ecnA faz parte do locus entericidin ecnAB, descrito como um provável sistema toxina/antitoxina em E. coli, que quando mutado levou a uma redução da formação de biofilme e um desenvolvimento mais lento de sintomas de cancro cítrico. O gene XAC0292 codifica uma proteína sem domínio ou função conhecida e o mutante XAC0292::Tn5 apresentou uma maior produção de goma xantana, o que levou a uma maior formação de biofilme e também a um aumento da motilidade (sliding) da bactéria. O gene XAC0292, provavelmente, é transcrito juntamente com o gene hrpB/XAC0293, ou seja, fazem parte de um mesmo operon. O gene hrpB codifica uma RNA helicase que está provavelmente envolvida na regulação positiva do gene fimA, que forma a estrutura principal do pili tipo 4 (T4P) de Xanthomonas citri, o que ocasionou uma redução da adesão a superfícies, com consequente diminuição na formação de biofilme, motilidade, o que levou a uma menor sobrevivência da população bacteriana na superfície foliar de laranja doce e consequentemente a uma redução dos sintomas do cancro cítrico. O estudo da função desses genes abriu portas para o conhecimento da regulação envolvida no processo de formação de biofilme em Xanthomonas Abstract: The citrus industry is one of the most important crops for the Brazilian economy, but this sector is a constant target of numerous diseases and plagues that cause damage in plants and fruits, resulting in reduced yield. The citrus canker is one of the diseases that cause the greatest economic loss in citrus. It is caused by the bacteria Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri) and the main symptoms observed on leaves and fruits and they are characterized by circular necrotic lesions surrounded by yellow halos. The bacteria enter the tissues of the host plant through stomata or injury and multiplies under optimal growth conditions, emerging from the openings of the stomata in less than five days to provide the inoculum for the development of the disease. X. citri forms biofilm on biotic and abiotic surfaces, which is defined as a conglomerate of bacterial cells enclosed in a matrix formed mainly of exopolysaccharides (EPS), however several structures and other genes are involved in biofilm development. As few studies have assessed the true role of biofilm formation process in the development of citrus canker, the functional characterization of genes is important to check their biological role during the biofilm formation in Xanthomonas. Because of that, we performed a screening of a mutant Tn5 library to select responsible genes for change the biofilm formation. This study involved a characterization of three genes: ecnA/XAC4008, XAC0292 and hrpB/XAC0293. The ecnA gene is part of locus entericidin ecnAB, described as a possible toxin-antitoxin system in E. coli. The mutant ecnA::Tn5 showed a reduction of biofilm formation and development slower of citrus canker symptoms. The gene XAC0292 encodes a protein without domain or known function and the mutant XAC0292:: Tn5 presented a greater xanthan gum production, which led to a major biofilm formation and increased bacteria motility (sliding). Probably, XAC0292 is transcribed with the hrpB/XAC0293 gene, in other words, both genes are part of an operon. The hrpB gene encodes a ATP-dependent RNA helicase which is, possibly, involved in the positive regulation of fimA gene, that form the main structure of pili type 4 (T4P) of Xanthomonas citri, which led to a reduction of adhesion to surfaces, with consequent reduction of biofilm and motility, what took a smaller survival of the bacterial population on the leaf surface of sweet orange and consequently a reduction of the citrus canker symptoms. The study of the role these genes opened doors for knowledge of regulation involved in biofilm formation process in Xanthomonas Doutorado Genetica Vegetal e Melhoramento Doutora em Genética e Biologia Molecular 002657/2014-07 CAPES
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