Caracterização de efetores de Phakopsora pachyrhizi e de seus alvos de interação na soja

Characterization of Phakopsora pachyrhizi effectors and their interaction targets in soybean

dc.contributorOliveira, Aluízio Borém de
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9575703249613803
dc.contributorGuimarães, Francismar Corrêa Marcelino
dc.creatorBueno, Thays Vieira
dc.date2021-08-03T14:33:03Z
dc.date2021-08-03T14:33:03Z
dc.date2021-02-25
dc.date.accessioned2023-09-27T20:55:23Z
dc.date.available2023-09-27T20:55:23Z
dc.identifierBUENO, Thays Vieira. Caracterização de efetores de Phakopsora pachyrhizi e de seus alvos de interação na soja. 2021. 105 f. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2021.
dc.identifierhttps://locus.ufv.br//handle/123456789/28041
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8950916
dc.descriptionA ferrugem asiática da soja, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, é uma das principais doenças que acometem esta cultura, sendo um fator limitante para a produção de soja no Brasil e no mundo. As principais estratégias de controle dessa doença baseiam-se na utilização de fungicidas, no estabelecimento de vazio sanitário, uso de cultivares precoces e uso de resistência genética. A resistência genética da soja a partir de técnicas de melhoramento tem sido explorada, utilizando genes de resistência a P. pachyrhizi (Rpp). Embora tenha sido mapeado sete genes de resistência, ainda não existem cultivares de soja com resistência a todos os isolados da população do patógeno. Nesse sentido, a utilização de técnicas biotecnológicas associadas ao melhoramento de plantas pode auxiliar na produção de cultivares com resistência durável. Para tanto, a compreensão sobre interação soja - P. pachyrhizi é de suma importância para o sucesso no controle da doença. O objetivo do trabalho foi caracterizar os candidatos a efetores de P. pachyrhizi por meio da validação da função efetora e identificação de parceiros de interação das proteínas dos efetores candidatos, de forma a compreender o papel das interações na resposta de defesa da planta. Foi realizado os ensaios de duplo híbrido de levedura e pull down para identificar proteínas da soja que interagem com o efetor Phapa-7431740. A proteína glucan endo-1,3-beta-D-glucosidase (GmβGLU) interagiu com o efetor Phapa- 7431740 pelo sistema duplo híbrido de levedura. Para caracterização da beta-1,3-glucanase da soja foi realizado análise filogenética da família PR-2 e perfil de expressão gênica no genótipo de soja suscetível e resistente de P. pachyrhizi. Para caracterização in silico do candidato a efetor Phapa-6417246 foi utilizado os bancos de dados dos três genomas de Phakopsora disponíveis no Joint Genome Institute (JGI). Para o efetor Phapa-6417246 foi realizado os ensaios de supressão de PTI e ETI, e a análise de RT-qPCR ao longo do ciclo infeccioso em folhas de soja (cultivar BRS 184). Além disso, foi realizado o ensaio de pull down. Os resultados permitiram demonstrar que o candidato a efetor Phapa- 6417246 suprimiu as respostas de defesa da planta mediadas por PTI e ETI, e sua expressão foi induzida na presença do hospedeiro nos tempos 6, 12, 24 e 48 horas após a inoculação do fungo. Assim, concluiu-se que a proteína da soja GmβGLU é possivelmente alvo do candidato a efetor de P. pachyrhizi Phapa-7431740. Esse efetor pode interferir na atividade dessa enzima, que é uma proteína relacionada a patogênese induzida pela presença do patógeno. Além disso, foi validada a função efetora do candidato a efetor Phapa-6417246, sendo esse efetor induzido na presença do hospedeiro. Porém, ainda são necessários realizar mais estudos para aprofundar o entendimento da atuação dos efetores nos mecanismos de defesa da planta. Palavras-chave: Beta-1,3-glucanases. Interação planta-patógeno. Proteínas efetoras. Sistema duplo híbrido de levedura. Soja.
dc.descriptionAsian soybean rust, caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, is one of the major diseases that affect soybean, being a limiting factor for this crop production in Brazil and worldwide. The main strategies for controlling Asian soybean rust comprise fungicides action, the establishment of a sanitary void, the use of early cultivars, and genetic control. The promotion of soybeans' genetic resistance using breeding techniques has been explored using P. pachyrhizi (Rpp) resistance genes. Although seven resistance genes have been mapped, there are still no soybean cultivars resistant to all pathogen population isolates. Thus, the use of biotechnological techniques for plant breeding can contribute to the production of cultivars with lasting resistance. Therefore, understanding the soybean - P. pachyrhizi interaction is very important for the successful control of this disease. This work aimed to characterize candidate effectors of P. pachyrhizi through the validation of the effectors' function and identification of the effectors' interaction partners to understand the role of these interactions in the plant defense response. Yeast two-hybrid and pull-down assays were performed to identify soybean proteins that interact with the Phapa-7431740 effector. The glucan endo-1,3-beta-D-glucosidase (GmβGLU) protein interacted with the Phapa-7431740 effector by the yeast two-hybrid system. Phylogenetic analysis of the PR-2 family and the gene expression profile of susceptible and resistant soybean genotype to P. pachyrhizi were performed to characterize the soybean beta 1,3 glucanase. For the in silico characterization of the Phapa-6417246 candidate effector, the three genomes of Phakopsora available at the Joint Genome Institute (JGI) were used. Suppression tests of PTI and ETI and RT-qPCR analysis during the infectious cycle in soybean leaves (cultivar BRS 184) were performed for the Phapa-6417246 effector. In addition to that, the pull down test was performed. The Phapa-6417246 candidate effector suppressed the plant defense responses mediated by PTI and ETI, and its expression was induced in the host presence at 6, 12, 24, and 48 hours after the fungus inoculation. It was concluded that the GmβGLU soybean protein is a possible target of the P. pachyrhizi Phapa-7431740 candidate effector. This effector may interfere with the activity of this enzyme, which is a protein related to the pathogenesis induced by the presence of P. pachyrhizi. Also, the function of the Phapa-6417246 candidate effector was validated, and its expression was induced in the presence of the host. However, further studies are still needed to deepen the understanding of effectors' performance in the plant's defense mechanisms. Keywords: Beta-1,3-glucanases. Plant-pathogen interaction. Effector proteins. Yeast two- hybrid. Soybean.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Viçosa
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectInteração planta-patógeno - Aspectos moleculares
dc.subjectEnsaio de duplo híbrido de levedura
dc.subjectSoja
dc.subjectMelhoramento Vegetal
dc.titleCaracterização de efetores de Phakopsora pachyrhizi e de seus alvos de interação na soja
dc.titleCharacterization of Phakopsora pachyrhizi effectors and their interaction targets in soybean
dc.typeTese


Este ítem pertenece a la siguiente institución