Perfil de expressão gênica de cana-de-açúcar submetida a estresse biótico com Xanthomonas albilineans

Abstract

A escaldadura da folha se destaca dentre as principais doenças que acometem a cultura da cana-de-açúcar no Brasil, provocando prejuízos em função da diminuição da produtividade e necessidade de troca precoce dos canaviais, principalmente nas variedades suscetíveis. A doença é causada pela bactéria Xanthomonas albilineans que coloniza o xilema da planta. O principal sintoma da doença é caracterizado por uma faixa clorótica que acompanha a nervura central da folha resultante da ação da fitotoxina albicidina que inibe a replicação de DNA dos cloroplastos. Os métodos de controle se baseiam no uso de variedades resistentes por meio de melhoramento genético. Diante deste fato, o objetivo do trabalho foi estudar os mecanismos moleculares envolvidos no processo de defesa de duas variedades de cana-de-açúcar, uma resistente (SP82-1176) e outra suscetível (SP78-4467), contra a infecção por X. albilineans. Para esta finalidade foi realizado um ensaio experimental seguindo uma cinética de infecção com intervalos de coleta de 6, 48 e 120 horas após a infecção com a fitobactéria. O perfil de expressão gênica foi avaliado por meio da utilização de um macroarranjo contendo 3.575 cDNAs de duas bibliotecas de folha (LV e LR) provenientes do projeto SUCEST. Os dados gerados pelas análises estatísticas evidenciaram que 473 genes foram diferencialmente expressos (induzidos ou reprimidos) na interação entre as variedade, 472 genes durante o tratamento e 994 genes foram diferencialmente expressos ao longo da cinética de infecção. Foi possível identificar genes pertencentes a famílias de fatores de transcrição como WRKY e Myb assim como proteínas envolvidas com processos de detoxificação de espécies reativas de oxigênio como as peroxidaes e outras proteínas relacionadas com mecanismos de defesa. Os dados mostram...

The leaf scald disease is one of the most devastating sugarcane diseases in Brazil, causing losses in terms of decreased productivity and the need for early replacement of sugarcane, especially in susceptible varieties. The disease is caused by the xylem-invading pathogen Xanthomonas albilineans. The main symptom of the disease is characterized by a chlorotic band that accompanies the midrib of the lea,f resulting from the action of albicidin phytotoxin, that inhibits the replication of chloroplast DNA. Leaf scald control methods are based on use of resistant varieties obtained through genetic improvement. The objective of this work was to study the molecular mecanisms involved in defense process against X. albilineans infection, in two sugarcane varieties, resistant (SP82-1176) and susceptible (SP78-4467). For this purpose, a test was conducted following a kinetics of experimental infection with collection intervals of 6, 48 and 120 hours after phytobacteria infection. The gene expression profile was evaluated by using a macroarray containing 3,575 cDNAs from two leaf libraries (LV and LR) from SUCEST. Statistical analysis showed 473 genes differentially expressed (induced or repressed) in the interaction between variety, 472 between treatments and 994 over the kinetics. It was possible to identify genes belonging to families of transcription factor, as well as Myb and WRKY, proteins involved in detoxification processes of reactive oxygen species, such as peroxidase, and other proteins related to defense mechanisms. The data also show that there was induction of genes related to signal transduction along de kinetics of... (Complete abstract click electronic access below)