Receptor tipo quinase de tomate: caracterização molecular e implicações nas infecções virais

Abstract

The exposure of plants to various biotic and abiotic stresses interferes with the expression patterns of different host genes. Studies on differential gene expression in tomato plants infected with Pepper yellow mosaic virus (PepYMV) revealed the repression of a gene encoding a leucine-rich repeat receptor-like kinase (LRR-RLK). However, this receptor didn’t figure among the receptors induced in tomato during the infection of a viral species belonging to the Tospovirus genus, suggesting a differential behavior of this gene in response to other virus species. LRR-RLKs constitute a diverse group of proteins anchored in the plasma membrane allowing the cell to recognize and respond to the extracellular environment, being a component of the signal transduction pathway. This study aimed to perform a molecular and functional characterization of the gene encoding such a LRR-RLK from tomato (Solanum lycopersicum) (recently nominated SlSOBIR1) infected by PepYMV and Tomato chlorotic spot virus (TCSV), Tospovirus genus, in order to reveal a possible implication of this receptor in triggering defense responses during infection by these two viral species. Molecular characterization of SlSOBIR1 was acquired through the determination of its expression profile in response to PepYMV and TCSV infection, respectivelly, and to mechanical wounding employing real-time PCR. In parallel, SlSOBIR1 expression levels on different tomato organs/tissues were determined and protein subcellular localization investigated, and a phylogenetic tree was constructed. In functional studies, the effect of SlSOBIR1 overexpression in tobacco plants infected with each virus species was observed. Furthermore, we investigated the expression of previously selected defense genes and determined reactive oxygen species accumulation in SlSOBIR1-overexpressors. The results revealed that the expression of SlSOBIR1 is modulated differently in tomato plants infected PepYMV (repression) ...

A exposição das plantas a diferentes estresses bióticos e abióticos interferem com os padrões de expressão de diversos genes. Estudos sobre a expressão diferencial de genes em plantas de tomate infectadas com Pepper yellow mosaic virus (PepYMV gênero Potyvirus) revelaram a repressão de um gene que codifica um receptor do tipo LRR-RLK (leucine-rich repeat receptor-like kinase). Este mesmo receptor, porém, não figura no rol de receptores induzidos pela infecção do tomateiro por um Tospovirus, sugerindo um comportamento diferencial deste gene frente à infecção por outras espécies virais. Os LRR-RLKs constituem um grupo diverso de proteínas ancoradas na membrana plasmática que permitem à célula reconhecer e responder ao ambiente extracelular, sendo um componente da via de transdução de sinal. Este estudo teve como objetivos caracterizar molecular e funcionalmente o gene que codifica um LRR-RLK (recentemente denominado SOBIR1) em plantas de tomate (Solanun lycopersicum) infectadas pelos vírus PepYMV e Tomato chlorotic spot virus (TCSV), gênero Tospovirus, com o intuito de desvendar uma possível participação desse receptor no desencadeamento da resposta de defesa durante a infecção por essas duas espécies virais. A caracterização molecular do gene SlSOBIR1 foi obtida através da análise do perfil de expressão do receptor frente às infecções pelos vírus PepYMV e TCSV e em resposta ao estresse mecânico por meio da técnica de PCR em tempo real. Em paralelo, os níveis de expressão de SlSOBIR1 em diferentes órgãos/ tecidos da planta, bem como a localização subcelular de seu produto foi investigada e uma árvore filogenética foi construída. Nos estudos funcionais foi verificado o efeito da superexpressão do gene SlSOBIR1 em plantas de tabaco infectadas com cada uma das espécies virais. Além disso, investigou-se a expressão de genes de defesa previamente selecionados e espécies reativas de ...