Expressão de genes envolvidos nas etapas iniciais do estabelecimento da simbiose entre Bradyrhizobium elkanii SEMIA587 e soja [Glycine max (L.)] submetida ao déficit hídrico

• Autor(a) principal: Sperb, Edilena Reis
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/198978
• topic: Bradyrhizobium elkanii; Glycine max; Expressão gênica; Deficits hidricos

A soja é a leguminosa mais importante no mundo. Seu alto teor de proteína demanda elevadas quantidades de nitrogênio, o qual é obtido, principalmente, por meio do processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN), possibilitado pela simbiose entre soja e espécies de bactérias do gênero Bradyrhizobium. Para realizar a FBN, as bactérias sintetizam um complexo enzimático chamado nitrogenase, altamente sensível ao oxigênio. Para proteger a nitrogenase do oxigênio e garantir o suporte ao estado simbiótico, leguminosas e bactérias formam um órgão chamado nódulo. A nodulação é um processo muito complexo e pode ser afetado por estresses abióticos, entre eles o déficit hídrico. Neste trabalho foram utilizados dois genótipos de soja - sensível e tolerante à seca - inoculados com Bradyrhizobium elkanii SEMIA587, uma das espécies mais utilizadas na formulação de inoculantes no Brasil, com o objetivo de avaliar a expressão de genes relacionados à nodulação, tanto nas plantas como nas bactérias, quando submetidas ao déficit hídrico. Amostras de raízes das plantas inoculadas com SEMIA587 foram coletadas nas primeiras 24 horas de infecção e submissão ao déficit hídrico. Tais amostras foram utilizadas para a extração de RNA, preparação das bibliotecas de cDNA e sequenciamento pela plataforma IonTorrent. Os dados obtidos foram analizados utilizando a metodologia de análise combinada para Dual RNA-seq. Os resultados obtidos sugerem que o genótipo tolerante à seca (EMBRAPA 48) é capaz de interagir com a bactéria e iniciar a nodulação, uma vez que tanto a soja quanto B. elkanii superexpressaram genes relacionados à nodulação quando submetidos à seca. Em relação ao genótipo sensível à seca (BR 16), este, provavelmente, está investindo na proteção da planta ao déficit hídrico e evitando outro tipo de estresse, como, no caso, a infecção bacteriana, já que foram encontrados vários genes relacionados à resistência a doenças com a transcrição induzida, enquanto que genes relacionados à nodulação não foram detectados. Linhagens pertencentes ao gênero Bradyrhizobium, destacando-se as espécies B. japonicum, B. diazoefficiens e B. elkanii, têm sido amplamente utilizadas em fórmulas de bionoculantes nas últimas décadas. Apesar da semelhança entre B. japonicum e B. elkanii, anos de pesquisa demonstraram diferenças genéticas e fisiológicas entre estas: B. elkanii apresenta resistência a vários antibióticos em altas concentrações e produz seis vezes mais ácido indol acético que B. japonicum. Em contrapartida, B. japonicum e B. diazoefficiens são capazes de resistir em campo por longos períodos, mesmo na ausência da planta hospedeira. Para investigar se diferenças nas sequências dos genomas destas espécies podem influenciar na manifestação de características distintas, este trabalho também realizou uma comparação entre os genomas de quatro espécies/estirpes de Bradyrhizobium. A classificação dos ortogrupos elucidará quais grupos de genes podem estar relacionados às diferenças identificadas, evidenciando características genéticas distintas nas linhagens de Bradyrhizobium investigadas.