Caracterização dos mecanismos de defesa do acesso PI414723 de Cucumis melo L. ao Zucchini yellow mosaic virus e seleção de candidatos a genes de resistência no locus Zym-1

• Autor(a) principal: Bibiano, Líllian Beatriz Januario
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11135/tde-01122020-224750/
• topic: Genes R; Melão; Melhoramento genético; Melon; Plant breeding; Quantificação viral; R genes; Virus quantification; ZYMV; ZYMV

O zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) é um patógeno que apresenta elevado potencial de dano para a cultura do meloeiro. O controle genético desse vírus é a forma mais eficiente de manejo e o acesso PI414723 é a única fonte de resistência efetivamente utilizada em programas de melhoramento. Sua resistência é controlada ao menos por um locus dominante, denominado Zym-1. Este estudo objetivou: i: caracterizar o mecanismo de resistência de PI414723 ao ZYMV relacionado à infecção, multiplicação e/ou invasão sistêmica viral e ii: selecionar genes candidatos de resistência no locus Zym-1 utilizando as informações de mapas genéticos de meloeiro associados à sequência do genoma de Cucumis melo e quantificar os níveis de expressão dos genes selecionados. Para tanto, uma metodologia de quantificação absoluta do ZYMV por PCR quantitativo em tempo real (RT-qPCR) foi desenvolvida a fim de comparar o número de partículas virais entre os genótipos resistente PI414723 (PI) e suscetível \'Védrantais\' (Ved). Para caracterizar a resistência em PI, o vírus foi inoculado na metade dos cotilédones de ambos os genótipos, os quais foram divididos em regiões inoculadas (I) e não inoculadas (NI). O vírus foi quantificado nessas regiões e foi realizada a recuperação biológica de partículas virais aos 3, 7 e 10 dias após a inoculação (dai) e em folhas apicais aos 10 dai. Ainda, foi avaliado se o mecanismo de resistência envolve uma reação de hipersensibilidade (RH) no ponto de inoculação assim como ativação da resistência sistêmica adquirida (RSA), através da análise da expressão de genes que codificam proteínas PR. Em todos os tempos e tecidos analisados, os títulos virais foram maiores em Ved em comparação à PI. O vírus não foi detectado em folhas apicais de PI, mas o foi em alto título em Ved aos 10 dai. Foi observada a formação de RH em cotilédones de PI às 12 e 24 horas após a inoculação, e o mesmo não foi observado em cotilédones de Ved. Os genes PR1 e PR4 foram positivamente regulados somente em PI após a inoculação. Tomados em conjunto, os resultados mostram que o vírus infecta e se multiplica em ambos os genótipos, mas não invade PI sistemicamente. Além disto, ocorre ativação da RSA no genótipo resistente e o vírus fica restrito ao ponto de inoculação devido ao mecanismo de RH. Em relação à escolha de candidatos no locus Zym-1, 13 genes foram selecionados no cromossomo 2 com base em seus domínios funcionais envolvidos na resistência ao vírus. A expressão dos candidatos foi analisada em cotilédones às 12 e 24 horas após a inoculação (hai) e o vírus foi quantificado nesses tempos e aos 7 dias após a inoculação (dai). O título viral não variou entre os genótipos às 12 hai, mas foi maior em Ved às 24 hai. Dois genes foram positivamente regulados às 12 hai em PI, os quais correspondem a cópias do gene RTM2 (restricted TEV movement 2), responsável por restringir o movimento de vírus a longa distância. Ja às 24 hai, dois análogos de genes de resistência (RGA) foram negativamente regulados em Ved. Um desses RGAs codifica uma proteína CC-NB-LRR com domínio adicional Rx-like de reconhecimento de vírus e este foi positivamente regulado em PI. Portanto, mecanismos de defesa distintos são ativados no genótipo PI414723 em resposta à infecção pelo ZYMV, resultando na resistência à invasão sistêmica viral.