Aspectos histológicos e mudanças na expressão de genes em genótipos de soja resistente, durante a interação com Meloidogyne javanica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Marcus José Conceição
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/2433
Resumo: Fisiologia Vegetal
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spelling Aspectos histológicos e mudanças na expressão de genes em genótipos de soja resistente, durante a interação com Meloidogyne javanicaHistopathological aspects and changes in gene expression within resistant soybean genotypes during interaction with Meloidogyne javanicaNematóide das galhasGlycine maxPI 595099BRSMG 250 NobrezaBiblioteca de cDNACNPQ_NÃO_INFORMADOFisiologia VegetalIn reason of the expressive position occupied by the Brazil as the second largest soybean producer world-wide, to provide molecular information about pest resistant at the soybean resistant phenotypes is very important. Here, we study the resistance by soybean line (PI 595099) during Meloidogyne javanica parasitism, by histopathological and molecular approaches. The development of M. javanica juveniles was analyzed in roots of the resistant PI 595099 following the time course 24, 48, 96, 144 and 192 hours after the inoculation (h.a.i) and using the susceptible soybean cultivar BRSMG 250 Nobreza as a control. In addition, two cDNA libraries were constructed using a pool of RNA from PI 595099 roots, inoculated and non-inoculated with 500 juveniles of second stage (J2) of M. javanica, collected at 6, 12, 24, 48, 96, 144 and 192 h.a.i. Histopathological analyzes reveled that, in general, in all the analyzed time points, has occurred higher J2 penetration in Nobreza cultivar. From 144 h.a.i. there was predominance of swollen juveniles (J3/J4 juveniles) in the susceptible genotype and formation of giant cells at 192 (h.a.i.). In these same periods, the majority of the juveniles showed as filiforms (J2), porous and almost colorless in the resistant genotype. The formation of galls and egg masses after 45 days of inoculation was higher in the susceptible genotype than in the resistant one. Taken together histopathological findings, the reduced gall formation and egg masses found in PI 595099 provide evidences that there was a barrier that limited the complete development of M. javanica in the roots of this genotype. About 800 ESTs (expressed sequence tags) were sequenced e clustered into 195 clusters. Based on in silico subtraction analysis, eleven differentially expressed genes were found encoding putative proteins sharing amino acid sequence similarities by Blastx to metallothionein, SLAH1 (SLAC1 Homologue 1), SLAH4 (SLAC1 Homologue 4), Zinc finger,AN1, A20 and nuclear transport factor (NTF-2). It is likely that all these genes are involved in resistance to PI 595 099 M. javanica. Several other genes were also found in PI 595999 roots only under nematode-stressed conditions, including NAC domain-containing protein MADS-box protein SOC1 (protein suppressor of constans overexpression 1), thioredoxin-like protein 4-Coumarate--CoA ligase, Transcription factor MYBZ2, among others. In a different way, among genes expressed only in non-stressed roots of PI 595099 were found Ser/Thr protein kinase, Wound-induced basic protein, Ethylene-responsive family protein, Metallothionein-like protein, Cysteine proteinase inhibitor (Cystatin) Putative Kunitz trypsin protease inhibitor, all of them described to be involved in wounding and insect plant resistance. Apparently, different defense mechanisms could be acting previously and after nematode presence in roots of the resistant soybean line PI 595099.Tendo em vista a expressiva posição ocupada pelo Brasil de segundo maior produtor de soja, torna-se relevante disponibilizar informações sobre o mecanismo molecular de resistência a doenças. Neste trabalho, estudou-se a resistência da linhagem de soja PI 595099 durante o parasitismo de Meloidogyne javanica, por meio de análise histopatológica e mudanças na expressão de genes. O desenvolvimento de juvenis de Meloidogyne javanica foi analisado em raízes da linhagem de soja resistente PI 595099, nos períodos de 24, 48, 96, 144 e 192 horas após inoculação (h.a.i), tendo como testemunha a cultivar BRSMG 250 Nobreza. Duas bibliotecas de cDNA foram construídas utilizando-se uma mistura de RNA de raízes de soja resistente, não inoculadas e inoculadas, com 500 juvenis de segundo estádio (J2) de M. javanica, coletados nos períodos de 6, 12, 24, 48, 96, 144 e 192 h.a.i. Pelas análises histopatológicas foi observado que, em geral, nos tempos analisados, houve maior penetração de J2 na cultivar Nobreza. A partir de 144 h.a.i., houve predomínio de juvenis salsichoides (terceiro e ou quarto estádios) no genótipo suscetível e formação de células gigantes as 192 h.a.i. Nesses mesmos períodos, a maioria dos juvenis mostrava-se filiforme (J2), porosa e pouco corada no genótipo resistente. A formação de galhas e massas de ovos após 45 dias da inoculação foi maior no genótipo suscetível do que no genótipo resistente. As observações histopatológicas, aliadas à baixa formação de galhas e massas de ovos encontrada na linhagem PI 595099, evidenciam a existência de uma barreira ao pleno desenvolvimento de M. javanica nas raízes desse genótipo. Cerca de 800 ESTs (etiquetas de sequências expressas) foram sequenciadas e agrupadas em 195 clusters. Com base em análise de subtração in silico, onze genes diferencialmente expressos foram encontrados, os quais, provavelmente, codificam proteínas que compartilham similaridade de sequências de aminoácidos, via Blastx, com proteínas do tipo metalotioneína, proteína reprimida pela auxina (arp), SLAH1 (SLAC1 Homologue 1), SLAH4 (SLAC1 Homologue 4), zinc finger, tiorredoxina, AN1, A20 e fator de transporte nuclear (NTF-2). É provável que todos esses genes estejam envolvidos na resistência da PI 595099 a M. javanica. Vários outros genes também foram encontrados somente em raízes de PI 595999 sob condições de estresse pelo nematoide, incluindo N-metiltransferase, glutationa transferase, NADH-ubiquinona oxirredutase, kinesina, chalcona redutase, proteínas MADS-Box, fator de transcrição MYB, proteína contendo o domínio NAC e proteína contendo o domínio SAP, entre outros. Diferentemente, entre os transcritos encontrados em raízes de PI 595099 não inoculadas estão aqueles que codificam proteínas do tipo proteína ser/ter kinase, possível inibidor de protease do tipo tripsina Kunitz, inibidor de protease do tipo cisteína (cistatina), proteína de família responsiva a etileno e proteína do tipo metalotioneína, entre outros, os quais já foram descritos envolvidos na resistência de plantas a ferimento e insetos. Aparentemente, diferentes mecanismos de defesa devem estar atuando antes e depois da presença do nematoide nas raízes do genótipo de soja resistente PI 595099.UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRASDBI - Programa de Pós-graduaçãoUFLABRASILPaiva, Luciano VilelaCampos, Magnólia de AraújoRocha, Thales LimaSá, Maria Eugênia Lisei deMagalhães, Marcelo MuradLopes, Marcus José Conceição2014-08-08T14:47:45Z2014-08-08T14:47:45Z2014-08-082009-02-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfLOPES, M. J. C. Aspectos histológicos e mudanças na expressão de genes em genótipos de soja resistente, durante a interação com Meloidogyne javanica. 2009. 92 p. Tese (Doutorado em Agronomia/Fisiologia Vegetal)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2009.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/2433info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-05-09T13:31:27Zoai:localhost:1/2433Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-05-09T13:31:27Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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