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Título: Transcriptoma diferencial e mecanismos moleculares associados ao desenvolvimento dos sintomas da meleira do mamoeiro
Autor(es): Madroñero, Leidy Johana
Orientador: Fernandes, Patricia Machado Bueno
Coorientador: Rodrigues, Silas Pessini
Data do documento: 6-Jul-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: A meleira é uma doença que afeta gravemente a cultura do mamoeiro no Brasil e no México, e que está associada à infecção combinada do Papaya meleira vírus (PMeV) e Papaya meleira virus 2 (PMeV2) (complexo PMeV). Os sintomas da doença manifestam-se apenas após a floração. Para compreender os mecanismos envolvidos neste fenômeno, o transcriptoma diferencial de C. papaya inoculada com o complexo PMeV foi analisado e resultou na modulação de 633 e 88 genes na prée pós-floração, respectivamente. Na prefloração, a análise funcional mostrou, principalmente, que enquanto genes relacionados à defesa e transporte são induzidos, os genes relacionados à estruturação da parede celular, receptores kinase ricos em leucina (RLK-LRR) e ciclo celular são reprimidos. Em relação aos genes relacionados às vias de defesa, foi observada a indução de vários genes envolvidos no metabolismo de calose, detoxificação das espécies reativas de oxigênio (ROS) e, genes responsivos ao ácido salicílico (AS), tais como PR1, PR2, PR5 e WRKY. Estes resultados indicaram o envolvimento da sinalização mediada pelo AS na tolerância de C. papaya ao desencadeamento dos sintomas durante a prefloração. Portanto, o papel do AS na resistência ao complexo PMeV foi avaliada mediante a aplicação exógena de AS em plantas inoculadas com o complexo PMeV, resultando numa tendência à diminuição no acúmulo do PMeV e o PMeV2 nas plantas tratadas com AS. Entretanto, durante a prefloração, as plantas também acumularam diferencialmente transcritos que codificam proteínas envolvidas no metabolismo de etileno, UDP-glicosiltransferases (UGTs) e, a proteína inibidora da proteína Non-Expresser of Pathogenesis Related Gene 1 (NPR1) NPR1-I/NIM1, componentes que possuem um papel antagônico na indução de genes de defesa mediada pelo AS. Adicionalmente, a diminuição na sinalização de AS parece ser acentuada durante a pós-floração, já que foi observada a repressão de PR1 e a indução do gene BSMT1 e de genes envolvidos no metabolismo de ácido jasmônico (AJ), que também são reguladores negativos na acumulação de AS. Estes resultados em conjunto sugerem que vias de defesa mediadas por AS funcionam nas plantas infectadas pelo complexo PMeV durante a prefloração, e poderiam retardar o desenvolvimento dos sintomas, porém, a indução dos seus reguladores negativos prejudica a ativação total e duradoura da resposta de defesa.
The papaya sticky disease (PSD) severely affects the papaya crops in Brazil and México. PSD is associated with the combined infection of Papaya meleira virus (PMeV) and Papaya meleira virus 2 (PMeV2) (PMeV complex). Interestingly, PSD symptoms appear only after flowering. To understand the mechanisms involved in this phenomenon, the differential transcriptome of C. papaya inoculated with the PMeV complex was analyzed and resulted in the modulation of 633 and 88 genes in the pre- and post-flowering stages, respectively. At pre-flowering, functional analysis showed an up-regulation of genes related to defense and transport in parallel to the down-regulation of several genes coding to cell wall, leucine rich kinase receptors (RLK-LRR) and cell cycle proteins. Regarding the genes related to the defense pathways, it was observed the up-regulation of several genes involved in callose metabolism, detoxification of reactive oxygen species (ROS) and salicylic acid (AS) responsive genes, such as PR1, PR2, PR5 and WRKY. These results suggest the involvement of SA-mediated signaling in the tolerance of C. papaya to the symptom development at pre-flowering. Hence, the role of SA in the resistance to the PMeV complex was evaluated by the exogenous application of SA in PMeV complex inoculated plants and resulted in a tendency to decrease the viral loads of PMeV and PMeV2 in the SA-treated plants. However, at pre-flowering, the plants also accumulated transcripts encoding proteins involved in the metabolism of ethylene, UDP-glycosyltransferases (UGTs), and the protein-inhibitor of the Non-Expresser of Pathogenesis Related Gene 1 (NPR1) NPR1-I / NIM1 protein, whose components play an antagonistic role in the induction of SA-mediated defense genes. In addition, the decrease in SA-signaling appears to be accentuated during post-flowering, since it was observed the down-regulation of PR1 repression and the up-regulation BSMT1 and jasmonic acid (AJ) metabolism genes, which are also negative regulators in accumulation of SA. These results together suggest that SA-mediated defense pathways are likely involved in the delayed symptoms at pre-flowering, but the induction of their negative regulators impairs the full and long-lasting activation.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10087
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