Genomic studies in Phakopsora pachyrhizi and in its hyperparasite Simplicillium lanosoniveum

• Autor(a) principal: Melo, Bernardo do Vale Araújo
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31189; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.385
• topic: Fungos fitopatogênicos - Controle - Aspectos genéticos; Fungos fitopatogênicos - Controle biológico; Virulência (Microbiologia); Genômica; Fitopatologia

Phakopsora pachyrhizi e P. meibomiae são os agentes causais da ferrugem asiática e americana em leguminosas, respectivamente. A ferrugem é a principal doença fúngica da soja no Brasil e a utilização de variedades resistentes é uma das medidas recomendadas para o seu manejo integrado. Sete locos que contém genes dominantes que conferem resistência a P. pachyrhizi já foram identificados, mas nenhum gene de avirulência correspondente do patógeno foi clonado e caracterizado até o momento. A complexidade do genoma de P. pachyrhizi, a ausência de reprodução sexuada funcional e de protocolos de transformação, associados ao parasitismo obrigatório, limitam os estudos de mapeamento genético e a identificação e análise funcional de genes neste patógeno. Os avanços recentes nas tecnologias de sequenciamento de DNA e de algoritmos de montagem de genomas abriram novas possibilidades de estudo da estrutura, organização e função de genomas complexos como o de P. pachyrhizi, permitindo contornar alguns dos entraves relacionados à biologia do fungo. Além disso, a obtenção de genomas completos e análises comparativas permitem identificar e caracterizar locos complexos e processos evolutivos relacionados a patogenicidade, virulência e hiperparasitismo. Embora o hiperparasitismo de P. pachyrhizi por Simplicillium lanosoniveum já tenha sido muito bem documentado do ponto de vista microscópico, ainda não se conhece os genes e mecanismos moleculares associados. Portanto, neste estudo foram utilizadas ferramentas de análise genômica para: a) Identificar candidatos a genes de avirulência de P. pachyrhizi correspondentes aos genes de resistência Rpp1b (Avr1) e Rpp5 (Avr5); b) Caracterizar a estrutura genética e genômica do sistema Mating-type em Phakopsora sp., P. meibomiae e P. pachyrhizi; e c) Montar e anotar o genoma do micoparasita S. lanosoniveum e identificar mecanismos moleculares possivelmente associados ao hiperparasitismo em P. pachyrhizi. Foram identificados seis genes candidatos a Avr1 e Avr5 de P. pachyrhizi preditos como codificadores de proteínas secretadas. O sistema de mating-type nas espécies de Phakopsora analisadas é heterotálico, possivelmente tetrapolar, sendo identificada a sequência codificadora de uma proteína receptora de hormônios com estrutura atípica em P. pachyrhizi. O genoma do micoparasita S. lanosoniveum foi sequenciado e montado em nível cromossômico. A anotação do seu genoma revelou enzimas e metabólitos secundários únicos desta espécie que podem estar relacionados ao seu parasitismo em P. pachyrhizi. Os resultados obtidos nessa tese abrem novas perspectivas para a clonagem e caracterização de genes de avirulência de P. pachyrhizi, genes que codificam enzimas e metabólitos secundários específicos de S. lanosoniveum, além de ampliar a compreensão da importância da reprodução sexuada na biologia reprodutiva de P. pachyrhizi. Palavras-chave: Genes de avirulência. Mating-type. Genômica comparativa. Controle genético. Controle biológico. Rpp1b. Rpp5.