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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Estudo funcional e aplicado dos genes RAP2.2 e RPS5 na resistência a "Xylella fastidiosa" : Functional and applied study of the RAP2.2 and RPS5 genes in the "Xylella fastidiosa" resistance
Title Alternative: Functional and applied study of the RAP2.2 and RPS5 genes in the "Xylella fastidiosa" resistance
Author: Pereira, Willian Eduardo Lino, 1988-
Advisor: Souza, Alessandra Alves de
Abstract: Resumo: A bactéria Xylella fastidiosa causa a Clorose Variegada dos Citros (CVC) em laranja doce (Citrus sinensis), principal espécie de importância econômica, devido à utilização para produção do suco de laranja, uma das principais commodities do agronegócio brasileiro. A importância dessa bactéria ganhou mais destaque devido a sua recente ocorrência na Europa e aos elevados prejuízos na cultura das oliveiras. No caso dos citros, todas as variedades de laranja doce são afetadas pela doença, mas as tangerinas (Citrus reticulata) são resistentes. Devido à identificação prévia do transcriptoma de genes associados à resistência de C. reticulata a X. fastidiosa, torna-se essencial o entendimento da função desses genes na interação planta-patógeno. Para isso, o uso de plantas-modelo é a maneira mais rápida de obter essas respostas. Embora já descrita como hospedeira para X. fastidiosa, A. thaliana é pouco usada devido à falta de um fenótipo associado a infecção pela bactéria. Em vista disso, no capitulo 1, foi realizada uma melhor caracterização em A. thaliana dos fatores associados à patogenicidade de X. fastidiosa, tais como migração, colonização e população bacteriana durante a infecção. Adicionalmente, foi observado e quantificado o sintoma de arroxeamento nas folhas infectadas, devido ao acúmulo de antocianina, caracterizando assim um sintoma visual para futuros trabalhos envolvendo A. thaliana como planta modelo. Nos capítulos seguintes foram realizados estudos funcionais utilizando mutantes de A. thaliana para genes homólogos àqueles diferencialmente expressos em C. reticulata. Dois genes, AtRAP2.2 e AtRPS5, mostraram estar envolvidos na resistência a X. fastidiosa, pois na ausência deles a bactéria colonizou mais eficientemente o hospedeiro. O gene AtRAP2.2 codifica um fator de transcrição da superfamília AP2/ERF relacionado a uma via de sinalização mediada por etileno que regula genes associados à defesa contra Botrytis cinerea, enquanto o gene AtRPS5 codifica uma proteína tipo CC-NBS-LRR, responsável pelo reconhecimento do efetor AvrPphB de P. syringae e desencadear resposta de defesa. Em C. reticulata não há informações sobre o papel desses genes, por isso estudos com A. thaliana objetivaram obter mais informações sobre suas funções na resistência a X. fastidiosa. Assim, estudos revelaram que tanto a localização subcelular quanto a estrutura 3D das proteínas CrRAP2.2 e CrRPS5 era conservada em relação a seus homólogos em A. thaliana, o que sugere uma conservação das funções e consequentemente ortologia funcional. Um estudo detalhado em A. thaliana mostrou que tanto o sintoma de acúmulo de antocianina como a população bacteriana eram maiores no mutante rap2.2 e diminuíram com a superexpressão de CrRAP2.2 em Col-0 ou complementação no mutante. Dessa forma, plantas de C. sinensis foram transformadas com CrRAP2.2 e desafiadas com X. fastidiosa. O evento T142 que apresentou maior expressão de CrRAP2.2 foi o que apresentou maior resistência a CVC, com potencial para futuros ensaios em campo. Os resultados de inoculação e microscopia confocal confirmaram que maior colonização e migração de X. fastidiosa ocorreram no mutante rps5 comparado ao tipo selvagem, o que classificaria seu provável ortólogo CrRPS5 como importante na defesa da planta à X. fastidiosa, sendo promissor para transferência em C. sinensis

Abstract: The bacterium Xylella fastidiosa causes Citrus Variegated Chlorosis (CVC) in sweet orange (Citrus sinensis), the main specie of economic importance, due to its use for orange juice production, one of the main Brazilian agribusiness commodities. The importance of this bacterium gained more prominence due to its recent occurrence in Europe and the high losses in the olive trees culture. In the citrus case, all varieties of sweet orange are affected by the disease, but mandarins (Citrus reticulata) are resistant. Due to the prior identification of the transcriptome of genes associated with resistance of C. reticulata to X. fastidiosa, it is essential to understand the function of these genes in the plant-pathogen interaction. For this, the use of model plants is the fastest way to get these answers. Although previously described as host for X. fastidiosa, A. thaliana is poorly used because of the lack of a phenotype associated with bacterial infection. Therefore, in chapter 1, A. thaliana was better characterized by factors associated with the pathogenicity of X. fastidiosa, such as migration, colonization and bacterial population during infection. In addition, it was observed and quantified the purple top symptom in infected leaves, due to the anthocyanin accumulation, characterizing a visual symptom for future works involving A. thaliana as a model plant. In the following chapters, functional studies using A. thaliana mutants for genes homologous to those differentially expressed in C. reticulata were performed. Two genes, AtRAP2.2 and AtRPS5, were shown to be involved in resistance to X. fastidiosa, because in their absence the bacterium more efficiently colonized the host. The AtRAP2.2 gene encodes a transcription factor from AP2/ERF superfamily related to an ethylene-mediated signaling pathway that regulates genes associated with the defense against Botrytis cinerea, while the AtRPS5 gene encodes a CC-NBS-LRR type protein, responsible for the recognition of the AvrPphB effector of Pseudomonas syringae and triggering defense response. In C. reticulata there is no information about the role of these genes, so studies with A. thaliana aimed to obtain more information about their functions in resistance to X. fastidiosa. Thus, studies revealed that both the subcellular localization and the 3D structure of CrRAP2.2 and CrRPS5 proteins were conserved relative to their homologs in A. thaliana, suggesting a conservation of functions and consequently functional orthology. A detailed study in A. thaliana showed that both the anthocyanin accumulation symptom and the bacterial population were larger in the rap2.2 mutant and decreased with CrRAP2.2 overexpression at Col-0 or complementation in the mutant. Thus, C. sinensis plants were transformed with CrRAP2.2 and challenged with X. fastidiosa. The event T142 that presented greater expression of CrRAP2.2 was the one that presented greater resistance to CVC, with potential for future field trials. The results of inoculation and confocal microscopy confirmed that increased colonization and migration of X. fastidiosa occurred in the rps5 mutant compared to the wild type, which would classify its probable orthologous CrRPS5 as important in the defense of the plant to X. fastidiosa, being promising for transfer in C. sinensis
Subject: Relação planta-patógeno
Xylella fastidiosa
Arabidopsis
Citrus sinensis
Clorose variegada dos citros
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: PEREIRA, Willian Eduardo Lino. Estudo funcional e aplicado dos genes RAP2.2 e RPS5 na resistência a "Xylella fastidiosa": Functional and applied study of the RAP2.2 and RPS5 genes in the "Xylella fastidiosa" resistance. 2019. 1 recurso online (101 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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