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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Analises do genoma e transcriptoma do fungo Ceratocystis cacaofunesta, visando á identificação de possíveis alvos para o controle da doença Mal do Facão
Title Alternative: Genome and transcriptome analyzes of the fungal Ceratocystis cacaofunesta, aiming at the identification of possible targets for the control of Ceratocystis wilt disease
Author: Lopez Molano, Eddy Patricia, 1985-
Advisor: Pereira, Gonçalo Amarante Guimarães, 1964-
Abstract: Resumo: O cacaueiro (Theobroma cacao) é uma planta frutífera de importância econômica mundial, pois fornece matéria prima para diversos produtos, incluindo o chocolate. Porém, doenças fúngicas causam grandes perdas à cacauicultura. No Brasil e na América do sul, um dos principais patógenos do cacaueiro é o fungo ascomiceto Ceratocystis cacaofunesta, agente etiológico do Mal do Facão. Apesar do impacto econômico que esta doença causa nas plantações de cacau, ainda não existe uma estratégia efetiva e economicamente viável para o seu controle. Nesse contexto, o presente trabalho se propôs estudar a biologia do fungo focando principalmente o analises do genoma e transcriptoma de C. cacaofunesta com o objetivo de entender os mecanismos moleculares envolvidos na patogenicidade deste fungo e achar possíveis alvos para o controle desta importante doença. Para atingir este objetivo foram utilizadas diversas abordagens: (i) devido ao escasso conhecimento sobre a biologia do fungo, na primeira fase realizamos uma exaustiva revisão bibliográfica da historia e biologia do fungo e das outras espécies patogênicas que compreendem o gênero Ceratocystis, (capitulo publicado no livro Cacao Deseases). (ii) a segunda parte do trabalho consistiu no sequenciamento do genoma de C. cacaofunesta. Analisamos o conteúdo gênico do fungo e de outras espécies do gênero. Estas análises permitiram identificar grande variedade de proteínas codificadas no genoma e secretadas pelo fungo potencialmente relacionadas com o processo de patogenicidade. Dentre elas, destaca-se a expansão da família das fosfolipases C especificas para fosfatidil inositol (PI-PLC). A caracterização bioquímica e estrutural desta família de proteínas assim como estudos de genômica comparativa e discussão sobre o papel biológico destas proteínas no contexto do mal do facão foram objeto de uma publicação (BMC Genomics, Molano et al., 2018); (iii) o ultimo capitulo aborda estudos de resistência/susceptibilidade do fungo C. cacaofunesta a fungicidas cujos alvos são proteínas mitocondriais: Avaliação da respiração mitocondrial e ensaios de crescimento do fungo em presença de inibidores respiratórios mostraram que C. cacaofunesta tem resistência a altas concentrações do fungicida Azoxystrobina, inibidor de tipo estrobilurina que bloqueia a respiração via cadeia respiratória central (CRC), especificamente ocitocromo b da cadeia. Entretanto, o fungo é sensível a inibidores da via respiratória alternativa, especificamente inibidores da enzima oxidase alternativa (AOX). Foram analisados os efeitos destes inibidores no metabolismo geral de C. cacaofunesta mediante estudos de transcriptoma. Os resultados revelaram características até então inexploradas relacionadas à resposta do fungo a este tipo de drogas. As análises da resposta de C. cacaofunesta a inibidores da AOX sugerem que esta enzima é chave para a biologia e desenvolvimento do fungo tornando-a um alvo potencial para o controle deste fitopatógeno. Os resultados apresentados em cada uma das etapas deste trabalho auxiliaram no entendimento sobre a biologia do fungo C. cacaofunesta assim como a identificação de possíveis alvos para o controle da doença mal do facão. Adicionalmente, os resultados decorrentes deste projeto poderiam auxiliar no manejo de outras doenças de importância econômica causadas por espécies do gênero Ceratocystis

Abstract: Cacao (Theobroma cacao) is a fruit tree of global economic importance, as it provides raw material for various products, including chocolate. However, fungal diseases cause great losses to cacao farming. In Brazil and South America, one of the main pathogens of cacao is the ascomycete fungus Ceratocystis cacaofunesta, an etiological agent of Mal do Facão. Despite the economic impact of this disease on cocoa plantations, there is still no effective and economically feasible strategy for its control. In this context, the present work aimed to study fungal biology focusing mainly on genome and transcriptome analysis of C. cacaofunesta in order to understand the molecular mechanisms involved in the pathogenicity of this fungus and to find possible targets for the control of this important disease. To achieve this objective, several approaches were used in this work: (i) due to the scarce knowledge about the biology of the fungus, in the first phase we performed an exhaustive bibliographic review of the history and biology of the fungus and the other pathogenic species that comprise the genus Ceratocystis, (chapter published in the book Cacao Deseases) the second part of the work consisted in sequencing the genome of C. cacaofunesta. We analyzed the gene content of the fungus and other species of the genus. These analyzes allowed to identify a large variety of proteins encoded in the genome and secreted by the fungus potentially related to the pathogenicity process. Among them, we highlight the expansion of the family of phospholipases C specific for phosphatidyl inositol (PI-PLC). The biochemical and structural characterization of this family of proteins as well as studies of comparative genomics and discussion about the biological role of these proteins in the context of macaw disease were published (BMC Genomics, Molano et al., 2018); (iii) The last chapter deals with studies of resistance / susceptibility of the fungus C. cacaofunesta to fungicides whose targets are mitochondrial proteins: Evaluation of mitochondrial respiration and growth tests of the fungus in the presence of respiratory inhibitors showed that C. cacaofunesta has resistance to high concentrations of the fungicide Azoxystrobin , a strobilurin-type inhibitor that blocks respiration via the central respiratory chain (CRC), specifically the ocytochrome b chain. However, the fungus is sensitive to alternative respiratory tract inhibitors, specifically the alternative oxidase enzyme (AOX) inhibitors. The effects of these inhibitors on the general metabolism of C. cacaofunesta were analyzed by transcriptome studies. The results revealed previously unexplored characteristics related to the fungus response to this type of drug. Analyzes of the response of C. cacaofunesta to AOX inhibitors suggest that this enzyme is key to the biology and development of the fungus making it a potential target for the control of this phytopathogen. The results presented in each of the stages of this work helped to understand the biology of the fungus C. cacaofunesta as well as the identification of possible targets for the control of the macaque disease. In addition, the results of this project could help in the management of other diseases of economic importance caused by species of the genus Ceratocystis
Subject: Ceratocystis cacaofunesta
Genomas
Fungos - Patogenicidade
Cacaueiro
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: LOPEZ MOLANO, Eddy Patricia. Analises do genoma e transcriptoma do fungo Ceratocystis cacaofunesta, visando á identificação de possíveis alvos para o controle da doença Mal do Facão. 2019. 1 recurso online ( 169 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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