Análise metabolômica da interação Moniliophthora perniciosa x Solanum lycopersicum

• Autor(a) principal: Paschoal, Daniele
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-08102019-155154/
• topic: Fisiologia; Metabolites; Metabólitos; Physiology; Vassoura-de-bruxa; Witches' broom

A \"vassoura-de-bruxa\" é uma importante doença que acomete o cacaueiro, limitando a produção de cacau na América do Sul. O basidiomiceto Moniliophthora perniciosa, agente etiológico da doença, apresenta estilo de vida hemibiotrófico, causando sintomas de inchamento e indução de brotações laterais nos ramos infectados. O tomateiro (Solanum lycopersicum) cv. \'Micro-Tom\' (MT) demonstrou ser um modelo genético adequado para o estudo da interação com o biótipo-S de M. perniciosa, exibindo sintomas característicos da infecção. Considerando-se a escassez de conhecimentos referentes aos mecanismos bioquímicos e fisiológicos da patogênese de M. perniciosa, este estudo visou investigar as alterações fisiológicas e metabólicas durante a infecção por M. perniciosa em MT. A infecção induziu sintomas de engrossamento de caule, clorose de folhas e redução de raízes e frutos em MT. Foram também observados a redução na taxa fotossintética, fechamento de estômatos, aumento na concentração intercelular de CO2 e redução na transpiração em folhas, e aumento da condutância e condutividade hidráulica no caule de plantas infectadas. A análise de metabólitos revelou o aumento de valina e metionina e a redução de ácido glicólico e mio-inositol-1 fosfato no início da infecção (4 dias após a infecção - DAI), enquanto que aos 10 DAI, foi detectada a diminuição de metabólitos associados à respiração e repressão de genes associados à fotossíntese e à biossíntese de amido. Aos 20 DAI, o aumento no metabolismo respiratório, a redução de sacarose e o aumento de frutose e poliaminas, e a indução de genes de degradação, transporte e sinalização de açúcares demonstrou uma alta demanda de energia e a realocação de carbono na região de infecção, sugerindo a formação de possível dreno. O aumento na translocação de 14C glicose para a região sintomática de MT infectado não foi observado nas linhas transgênicas 35S::AtCKX2, com baixos níveis de citocinina, enquanto que a aplicação de benzil-adenina aumentou a translocação de 14C glicose, sugerindo um papel da citocinina à formação de dreno em MT. A indução da via de fenilpropanoides e a provável produção de ascorbato indicam a produção de compostos antimicrobianos na tentativa de contenção da infecção. No entanto, aparentemente, a formação de flavonoides e ácido clorogênico é limitada. Além disso, o aumento na lignina poderia funcionar como nutriente para M. perniciosa na fase necrotrófica. A oxidação de prolina, poliaminas e ascorbato exibe um ambiente de estresse oxidativo na região de sintomas, enquanto que o aumento de rafinose e GABA sugere a neutralização de ROS, amenizando seu efeito prejudicial. Aos 30 DAI, a realocação de carbono e as vias de sinalização de açúcares foram alteradas. A aplicação de sacarose em plantas infectadas reduziu os sintomas de engrossamento do caule. A infecção do mutante single-flower truss e do seu oposto 35S::SFT demonstrou que M. perniciosa não afeta a transição do meristema vegetativo para reprodutivo, mas atrasa o desenvolvimento de flores. Por fim, a infecção dos mutantes para senescência lutescent e green flesh não alterou sintomas, nem permitiu a observação de necrose do tecido infectado. Um modelo bioquímico e fisiológico para infecção por M. perniciosa em MT foi proposto