Análise transcriptômica de plantas de cana de açúcar inoculadas com Leifsonia xyli subsp. xyli, agente causal do raquitismo das soqueiras

• Autor(a) principal: Cia, Mariana Cicarelli
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-06012015-110927/
• topic: Leifsonia xyli subsp. xyli; Leifsonia xyli subsp. xyli; Cana-de-açúcar; Expressão gênica; Gene expression; Microarranjo; Microarray; Sugarcane

O raquitismo das soqueiras, causado pela bactéria endofítica Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), já foi identificado em praticamente todas as regiões produtoras de cana-de-açúcar no mundo causando sérias perdas na produção. A doença é caracterizada por reduzir o crescimento da planta, resultando no afinamento dos colmos e encurtamento dos internódios. A intensidade destes sintomas está positivamente correlacionada ao título de Lxx nas plantas. Diante disto, o objetivo deste estudo foi investigar diferenças na expressão gênica em plantas da variedade SP80-3280 em resposta à variação na quantidade de bactéria em seus tecidos. As plantas, infectadas com Lxx, foram cultivadas em casa de vegetação e inoculadas ou não com Lxx. Em plantas inoculadas, a população bacteriana média foi de 27,3 e 264 células de Lxx / 100 ng de DNA aos 30 e 60 dias após a inoculação, respectivamente, ao passo que em plantas não inoculadas, os níveis foram significativamente menores, de 6,8 e 34,5 células de Lxx / 100 ng de DNA. Os níveis de expressão gênica foram comparados entre plantas inoculadas e não inoculadas, em cada tempo de avaliação, por meio de hibridização de cDNA sintetizado a partir de RNAm extraído do cartucho foliar em lâminas de microarranjo. Ao todo foram identificados 272 genes diferencialmente expressos em plantas inoculadas com maior título bacteriano em relação às não inoculadas, com menor título, sendo 106 e 152 diferencialmente expressos unicamente aos 30 e 60 DAI, respectivamente. Destes, 55 genes foram selecionados para validação por qPCR, com ênfase nos genes pertencentes às categorias de ciclo celular, metabolismo de DNA e hormônios, trandução de sinal e regulação da transcrição já que estes processos estão diretamente implicados no crescimento vegetal. Dos genes diferencialmente expressos aos 30 DAI, 17 (60,7%) foram validados, compreendendo 11 genes com menor expressão envolvidos no controle do ciclo celular e metabolismo de DNA como ciclinas, kinase dependente de ciclina (CDKB1;1), minichromosome maintenance proteins (MCM) e histona H4. Aos 60 DAI, 17 (53%) foram validados e englobaram genes com maior expressão relacionados a síntese de hormônios, fatores de transcrição e defesa como ACC oxidase, fator de transcrição contendo o domínio WRKY e fenilalanina amônia liase, além da repressão de genes MCM. Os padrões de expressão gênica são consistentes com os sintomas clássicos da doença e indicam que o aumento no título de Lxx altera o balanço hormonal e reduz o crescimento da planta ao reprimir a divisão celular.