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Caracterização de um novo vírus de ssDNA infectando fruteiras de clima temperado, e aspectos da interação molecular begomovírus-hospedeiro / Characterization of a new ssDNA virus infecting temperate fruit trees, and molecular aspects of the begomovirus-host interaction

Basso, Marcos Fernando 27 February 2015 (has links)
Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-19T07:31:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6452406 bytes, checksum: 11a9270502dc083faeefb66ee407bd7f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-19T07:31:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6452406 bytes, checksum: 11a9270502dc083faeefb66ee407bd7f (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fruteiras de clima temperado são de grande importância econômica mundial e são suscetíveis a diversos patógenos transmissíveis por insetos ou nematoides. Seu caráter perene e a propagação vegetativa resultam no aparecimento de diversas doenças complexas, algumas das quais ainda etiologicamente desconhecidas. Em pomares e vinhedos brasileiros frequentemente são observados sintomas de possível origem viral, mas os agentes não foram identificados. Com o objetivo de prospectar agentes virais associados a estas culturas, 74 amostras de fruteiras foram coletadas em diferentes regiões produtoras e avaliadas por PCR e RCA. Um novo vírus altamente divergente, monossegmentado, com genoma de ssDNA circular de aproximadamente 3.400 nucleotídeos, apresentando características moleculares semelhantes às de vírus classificadas nas famílias Circo-, Nano- e Geminiviridae foi detectado em plantas de macieira, pereira e videira. A associação com os hospedeiros foi confirmada e sua infectividade comprovada por meio de inoculação com um clone correspondente ao genoma completo. A análise de sequências e suas características moleculares indicam que este novo vírus poderá pertencer a um novo gênero ou família viral. Os begomovírus (família Geminiviridae) são patógenos de grande importância econômica em diversas culturas, principalmente em regiões tropicais e subtropicais. Eles regulam, direta ou indiretamente, diversos mecanismos de defesa do hospedeiro, a exemplo da via dos pequenos RNAs (smRNAs), de forma a facilitar a infecção viral. O segundo objetivo deste trabalho foi avaliar o perfil de smRNAs em plantas de Nicotiana benthamiana infectadas pelo begomovírus Tomato yellow spot virus (ToYSV). Utilizando sequenciamento de nova geração, bibliotecas de smRNAs de plantas de N. benthamiana, sadias e infectadas com o ToYSV, foram sequenciadas a fim de investigar sua complexidade e compreender os mecanismos regulatórios envolvidos na patogênese. Os resultados indicam que os begomovírus são alvo das vias de silenciamento de RNA (VSR) nas etapas iniciais da infecção e que suas proteínas supressoras de silenciamento atuam in trans para interferir com as VSRs. O sucesso da infecção viral e a indução de sintomas estariam assim, ao menos em parte, correlacionados com a regulação negativa das VSRs, com a mudança do perfil de smRNAs e com a regulação da expressão de diversos genes do hospedeiro que transcrevem mRNAs e miRNAs. A proteína de movimento (MP) dos begomovírus bissegmentados é responsável pelo movimento célula-a-célula, indução de sintomas e na determinação da gama de hospedeiros. O terceiro objetivo deste trabalho foi identificar proteínas de hospedeiros do ToYSV candidatas a interagirem com a MP. Complexos proteicos provenientes de plantas expressando constitutiva- ou transientemente NTAPi-MP foram purificados, seguido de identificação por espectrometria de massas. Entretanto, não foi possível encontrar proteínas que interagissem com MP do ToYSV. Ensaios de pull-down com a proteína MP fusionada a uma etiqueta de seis histidinas (6His-MP) identificaram 64 proteínas da planta candidatas a interagirem com a MP. Destas, 25 foram selecionadas para avaliação da interação pelo sistema duplo-híbrido em levedura, contudo, os resultados foram negativos para todas as 25 proteínas. / Temperate fruit trees are of great economical importance worldwide and are susceptible to several insect or nematode-transmitted pathogens. Their perennial nature and vegetative mode of propagation result in the appearance of several complex diseases, some of which are aetiologically undetermined. In Brazilian orchards and vineyards, virus-like symptoms are often observed, but the causal agents have not been identified. With the objective of prospecting viral agents associated with these plants, 74 fruit tree samples were collected at different regions and evaluated by PCR and RCA. A novel, highly divergent virus with a monopartite circular ssDNA genome of approximately 3400 nucleotides, with molecular characteristics similar to viruses in the Circo-, Nano- and Geminiviridae families was identified in apple, pear tree and grapevine plants. Its association with the hosts was confirmed and its infectivity was proven by inoculation with a full-length genomic clone. Sequence analysis and molecular characteristics indicate that this novel virus will be classified in a new viral genus or family. Begomoviruses (Geminiviridae family) cause diseases of major economic importance in many crops, especially in tropical and subtropical regions. They regulate, directly or indirectly, several host defense mechanisms such as small RNA (smRNA) pathways so as to facilitate viral infection. The second objective of this work was to evaluate the profile of smRNAs in Nicotiana benthamiana plants infected by the begomovirus Tomato yellow spot virus (ToYSV). Using Next Generation Sequencing approaches, we sequenced smRNA libraries from healthy or ToYSV-infected N. benthamiana plants to understand their complexity and to explore the regulatory mechanisms involved in pathogenesis. The results indicate that begomoviruses are targets of RNA silencing pathways (RSP) early in the infection and that their silencing suppressor proteins act in trans to interfere with RSP. The success of viral infection and the appearance of ToYSV-induced symptoms may be correlated, at least in part, with RSP downregulation, smRNA profile change and regulation of expression of several host genes (mRNA- and miRNA-transcribing). The movement protein (MP) of bipartite begomoviruses is responsible for cell-to-cell movement, symptom induction and determination of host range. The third objective of this work was to identify host proteins that interact with the ToYSV MP. Protein complexes were purified from plants expressing NTAPi-MP either constitutively or transiently, followed by mass spectrometry-based identification. However, no candidate host proteins were identified. Pull-down assays using the MP with a six histidine tag (6His-MP) identified 64 candidate proteins, 25 of which were selected for evaluation of the interaction using the yeast two- hybrid system. However, results were negative for all 25 proteins.
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Study of sugarcane metabolism modulation by the plant pathogenic fungus Sporisorium scitamineum / Estudo da modulação do metabolismo da cana-de-açúcar pelo fungo fitopatogênico Sporisorium scitamineum

Schaker, Patricia Dayane Carvalho 17 February 2017 (has links)
This thesis presents a more in-depth understanding of the interaction between the pathogenic fungus Sporisorium scitamineum and sugarcane, a disease known as \"cane smut\". The development of a long structure like a \"whip\" from the meristem of infected plants is the main characteristic of the disease, allowing the effective dispersion of teliospores in the field. Infected plants have a reduced sucrose content and juice quality, leading to considerable economic losses. In the first chapter, the gene expression profile of the pathogen during its development in planta - in the first moments of infection and after the emission of the whip - and in vitro was evaluated using the RNAseq technique. Were analyzed genes preferentially expressed in each condition, differentially expressed in comparison to its growth in vitro, and expressed only during interaction. The results allowed the identification of some potential pathogenicity mechanisms, active effectors and gene clusters expressed only during interaction. In the second chapter, the transient expression technique was used to determine the target cell compartment of some of the candidate effectors and to establish a viable protocol for the study of S. scitamineum proteins. The four putatively secreted genes most expressed during the initial moments of the interaction were fused to the gene encoding the fluorescent green protein (Citrine) and expressed in Nicotiana benthamiana. The results of confocal microscopy and westernblots indicated an accumulation of each candidate protein in the membrane, cytosol and/or nucleus, in addition to the occurrence of post-translational modifications. These data offer new study opportunities for the identification of plant proteins that interact with such effectors. In the third chapter, the transcriptional responses of sugarcane in the first moments of a compatible interaction and after the development of the whip were analyzed using again the data obtained from the dual RNAseq cane-smut. Among the main responses, was identified an increase in MADS-type transcription factors expression, indicating that the whip development may use a route similar to flowering, whose signaling seems to start as early as the colonization. In addition, whip development is accompanied by increased transcription of genes involved in energetic pathways, and hormones synthesis and signaling pathways. Genes encoding RGAs were differentially expressed and may be related to pathogen effector\'s recognition. In the fourth chapter, the metabolic profile of sugarcane was evaluated during disease progression, confirming that in the meristem of infected plants carbon allocation is channeled to energetic pathways, besides the regulation of several amino acids and changes in plant cell composition in response to whip development. Metabolomics approach also allowed the identification of a probable mycotoxin derived from S. scitamineum. The results obtained in this study contributed to increase the understanding of the interaction between S. scitamineum and sugarcane that is characterized by high complexity and specialization to the host, and can be used in a way to help the characterization of resistant varieties and contribute to the improvement of sugarcane with resistance to smut. / Esta tese apresenta uma compreensão mais aprofundada da interação entre o fungo patogênico Sporisorium scitamineum e a cana-de-açúcar, doença conhecida como \"carvão da cana\". O desenvolvimento de uma longa estrutura similar a um \"chicote\" a partir do meristema de plantas infectadas é a principal característica da doença, permitindo a efetiva dispersão dos teliósporos no campo. As plantas doentes apresentam um teor reduzido de sacarose e qualidade do sumo, levando a perdas econômicas consideráveis. No primeiro capítulo, o perfil de expressão gênica do patógeno durante o seu desenvolvimento in planta - nos primeiros momentos da infecção e após a emissão do chicote - e in vitro foi avaliado utilizando a técnica RNA-Seq. Foram analisados os genes preferencialmente expressos em cada condição, diferencialmente expressos em relação ao crescimento em meio de cultura, ou expressos apenas durante a interação. Os resultados permitiram a elaboração de hipóteses sobre os mecanismos de patogenicidade, sobre os genes candidatos a efetores ativos e a identificação de agrupamentos de genes expressos apenas durante a interação. No segundo capítulo, para determinar o compartimento celular alvo de alguns dos efetores candidatos e estabelecer um protocolo viável para o estudo de proteínas de S. scitamineum foi utilizada a técnica de expressão transiente. Os quatro genes mais expressos durante os momentos iniciais da interação que fazem parte do secretoma do fungo foram fusionados ao gene que codifica a proteína verde fluorescente (Citrina) e expressos em Nicotiana benthamiana. Os resultados de microscopia confocal e westernblots indicaram um acúmulo de cada uma das proteínas candidatas na membrana, citosol e/ou núcleo, além da ocorrência de modificações pós-traducionais. Esses dados oferecem novas oportunidades de estudo para a identificação de proteínas vegetais que interagem com tais efetores. No terceiro capítulo, as respostas transcricionais da cana-de-açúcar nos primeiros momentos de uma interação compatível e após o desenvolvimento do chicote foram analisadas utilizando novamente os dados obtidos a partir do dual RNAseq cana-carvão. Entre as principais respostas da cana destacou-se um aumento da expressão de genes que codificam fatores de transcrição do tipo MADS, indicando que o desenvolvimento do chicote pode usar uma rota semelhante à do florescimento, cuja sinalização parece iniciar logo nos primeiros momentos de colonização. Além disso, o desenvolvimento do chicote é acompanhado pelo aumento da transcrição de genes envolvidos em vias energéticas, e vias de síntese e sinalização hormonal. Genes que codificam para RGAs foram diferencialmente expressos e podem estar relacionados ao reconhecimento de efetores. No quarto capítulo, foi avaliado o perfil metabólico da cana-de-açúcar durante a progressão da doença, confirmando que no meristema de plantas infectadas ocorre um aumento da alocação de carbono em vias energéticas, além da regulação de vários aminoácidos e mudanças em relação à composição da parede celular em resposta ao desenvolvimento do chicote. A abordagem metabólica também permitiu a identificação de uma provável micotoxina derivada de S. scitamineum. Os resultados obtidos neste estudo contribuíram para aumentar a compreensão da interação entre S. scitamineum e a cana-de-açúcar que se caracteriza pela alta complexidade e especialização ao hospedeiro, e poderão ser utilizados de forma a auxiliar a caracterização de variedades resistentes e contribuir para o melhoramento da cana-de-açúcar com resistência ao carvão.
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Identificação in silico e perfil transcricional de genes candidatos a efetores de Austropuccinia psidii / In silico identification and transcriptional profile of effector candidate genes from Austropuccinia psidii

Lopes, Mariana da Silva 06 November 2017 (has links)
Austropuccinia psidii (sin Puccinia psidii) é um fungo biotrófico que infecta diversos gêneros de mirtáceas. É uma ferrugem (Puccinialles) nativa da América do Sul que apresenta ampla distribuição e rápida dispersão geográfica, alcançando atualmente a Austrália, centro de diversidade das mirtáceas. Este patógeno tem alarmado a comunidade científica devido à vasta capacidade de dispersão e por causar perdas econômicas consideráveis em culturas de interesse comercial, com destaque na eucaliptocultura. Apesar de sua importância, estudos relacionados ao patossistema A. psidii - Eucalyptus ainda são incipientes, sendo que o entendimento das bases moleculares envolvidas na interação planta-patógeno é essencial para adoção de medidas de controle eficazes e duradouras. Atualmente, a busca por candidatos a efetores tem crescido consideravelmente, pois são moléculas capazes de alterar a fisiologia do hospedeiro, suprimindo ou ativando os mecanismos de defesa. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi identificar in silico genes candidatos a efetores e validá-los por meio de análise de expressão por RT-qPCR. Para predição dos genes candidatos a efetores foi utilizado o genoma parcial de A. psidii e uma pipeline específica, baseada em diversos parâmetros, tais como: presença do peptídeo sinal, ausência de domínio transmembrana e superfície de ancoragem e pequeno tamanho. Foram identificados 2.886 candidatos, dos quais 13% apresentaram similaridade com Puccinialles. As categorias mais importantes de localização subcelular preditas foram apoplasto (87,3%), cloroplasto (7%) e núcleo (4,1%). Oito candidatos foram selecionados para análise de expressão após mineração em dados de RNA-seq. Os ensaios foram realizados in vitro com uredósporos de duas populações distintas de A. psidii, uma proveniente de eucalipto (MF-1) e outra de S. jambos (GM-J1) e as amostras foram coletadas em 6, 12 e 24 horas após inoculação (h.a.i). O perfil de expressão dos candidatos variou entre os tempos investigados, sendo que dois candidatos mostraram altos valores de expressão em todos os tempos, ao passo que quatro foram mais expressos nos tempos iniciais (6 e 12 h.a.i). Os tempos iniciais correspondem às fases de germinação e pré-penetração, fortalecendo a predição desses quatro candidatos como apoplásticos. Foi observado um perfil diferencial de expressão entre as duas populações do patógeno, o que sugere uma provável modulação pelo hospedeiro de origem na expressão dos candidatos a efetores, fato ainda pouco abordado na literatura e que deve ser melhor investigado. Embora o trabalho tenha sido realizado in vitro, foi possível selecionar potenciais candidatos para continuidade dos estudos, incluindo a validação in planta e caracterização funcional. Os dados são relevantes em vista a escassez de informações biológicas desse patossistema e fornecem uma visão inicial de como esses efetores atuam na interação planta-patógeno. / Austropuccinia psidii (sin Puccinia psidii) is a biotrophic fungus that infects several genera of Myrtaceae. It is a rust (Puccinialles) native from South America that displays a broad distribution after have shown a quick geographic dispersion, being currently present even in Australia, which is Myrtaceae\'s diversity center. This pathogen has alarmed the scientific community due to its wide dispersion ability and because of considerable economic losses occurring in crops of commercial interest, especially eucalyptus cultures. Despite its importance, studies related to A. psidii-Eucalyptus pathosystem are still incipient and the understanding of the molecular basis involved in the plant-pathogen interaction is essential to develop effective and durable control mechanisms. Currently, the search for effector candidates has increased considerably since they are molecules that alter the host physiology, suppressing or activating the defense mechanisms. In this study, we aimed to identify in silico effectors candidate genes and also to validate them by expression analysis (RT-qPCR). To predict the effector candidate genes, we used the partial genome of A. psidii and a specific pipeline based on several parameters, such as small size, presence of signal peptide, absence of transmembrane domain and anchorage surface. A total of 2,886 candidates were identified, from which 13% are similar to Puccinialles. The most important categories of predicted subcellular localization were apoplast (87,3%), chloroplast (7%) e nucleus (4,1%). Eight candidates were selected for expression analysis after mining in RNA-seq data. The in vitro assays were carried out with uredospores from two distinct populations of A. psidii: one from eucalyptus (MF-1) and other from S. jambos (GM-J1); the samples were collected 6, 12 and 24 hours after inoculation (h.a.i). The expression profile of the candidates was distinct among the times investigated. The results showed that two candidates had high expression values in all times evaluated, while four were more expressed at 6 and 12 h.a.i. These times correspond to the germination and pre-penetration phases, corroborating with the prediction of these four candidates as apoplastics. A differential expression profile was found between the two pathogen populations, suggesting a probable modulation by the origin host in the expression of effectors candidates, what has not been extensively investigated and discussed in the literature on the topic. Although this study has been performed in vitro, it was possible to select potential candidates for further investigations, including in plant validation and functional characterization. The data presented here are relevant considering the scarcity of biological information about this pathosystem, besides providing an initial insight on how these effectors act in the plant-pathogen interaction.
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Identification of candidate resistance metabolites to Leifsonia xyli subsp. xyli in sugarcane through metabolomic profiling / Identificação de metabólitos candidatos em cana-de-açúcar para resistência à Leifsonia xyli subsp. xyli através da análise de perfil metabólico

Moretti, Fernanda Raquel Rezende de Castro 30 November 2017 (has links)
Ratoon stunting disease (RSD) is a serious disease that affects all sugarcane producing countries. The major symptom of RSD is plant growth reduction, which is only seen in ratoon plants, causing up to 80% biomass reduction depending on environmental conditions. The disease is due to Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), a gram-positive and nutritionally fastidious bacterium that so far has been found to specifically colonize the xylem vessels of sugarcane. However, the successful early detection of this pathogen is currently the main challenge for RSD prevention. Breeding for resistance to RSD, although not in practice, is a viable control measure. Since sugarcane varieties differ in relation to their degree of colonization by Lxx and losses are directly related to population densities of the pathogen in the plant, a promising breeding strategy would be to select for genotypes that are resistant to bacterial multiplication. Thus, knowledge on the responses of sugarcane to RSD at the \"omics\" level is an essential starting step to identify key metabolic targets for breeding resistant varieties. The overall goal of this study is to determine the metabolic profiles of a susceptible (CB49-260) and resistant (SP80-3280) variety inoculated or not with Lxx and to compare the results with existing proteomic and transcriptomic data to define a core of targets (proteins, genes, and metabolites) that can be tested as markers of resistance in a collection of sugarcane varieties. Bacterial titers were quantified by Real-Time PCR (qPCR). The metabolites were profiled from the leaves and from the xylem saps collected at 30 and 120 days after inoculation (DAI). Untargeted analysis were performed with Gas Chromatography - Mass Spectrometry (GC-MS) and were carried out on leaves and sap from 120 DAI. Targeted analysis was executed with Liquid Chromatography - Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS) on both tissues at both timepoints. To validate metabolomics results, a set of metabolites was chosen to be tested in vitro, in order to detect growth alterations caused to Lxx. qPCR confirmed the susceptibility of CB49-260 as it had higher titers than SP80-3280. Global analysis revealed that both varieties and tissues have different metabolic profiles but that those differences are more quantitative than qualitative. The targeted approach identified more amino acids, sugars, organic acids and phosphorylated compounds in the non-inoculated susceptible genotype, while the resistant one had higher abundance of phenolics. It was also shown that inoculation with Lxx results in more relative abundance of amino acids, organic acids, phosphorylated compounds and phenolics. Furthermore, a key amino acid for Lxx survival was related to inoculation on both varieties, as well as a known phenolic compound related to plant defense. Distinguished phenolics resulting from the targeted analysis were selected to evaluate their effect on Lxx growth in vitro. Although some compounds caused inhibition, further optimization of the methodology is needed to confirm these results. / O Raquitismo-da-soqueira (RSD) é uma grave doença que afeta todos os paises produtores de cana-de-açúcar. O principal sintoma do RSD é tamanho reduzido das plantas, observado apenas nas plantas-soca, o que pode resultar em perdas de biomassa em até 80%, dependendo das condições climáticas. A doença é causada por Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), uma bactéria gram-positiva e fastidiosa, descrita até o presente momento como hospedeira natural apenas da cana-de-açúcar, colonizando principalmente os vasos do xilema. Todavia, a detecção precoce deste patógeno é o principal desafio para prevenção do RSD. O melhoramento genético para resistência ao RSD, apesar de viável, não é uma medida de controle adotada na prática. Como existe diferenças entre as variedades de cana em relação ao grau de colonização por Lxx e as perdas estão diretamente relacionadas ao título bacteriano, uma estratégia de melhoramento promissora é a seleção de genótipos que apresentam resistência à multiplicação bacteriana. Portanto, o conhecimento das respostas da cana-de-açúcar ao RSD em termos \"ômicos\" é um passo inicial primordial para a identificação de alvos-chave para melhorar variedades resistentes. O objetivo geral deste estudo foi determinar os perfis metabólicos de duas variedade, uma suscetível (CB49-260) e uma resistente (SP80-3280) inoculada ou não com Lxx e comparar os resultados com dados já existentes de proteômica e transcriptômica para definir um núcleo de alvos (proteínas, genes e metabólitos) que possam ser testados como marcadores de resistência em uma coleção de cana-de-açúcar. Os títulos bacterianos foram quantificados por PCR em tempo real (qPCR). Os perfis metabólicos foram elaborados a partir de folhas e fluído xilemático coletados aos 30 e 120 dias após inoculação (DAI). A análise não-direcionada foi realizada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS), usando folhas e extratos coletados aos 120 DAI. Já a análise direcionada foi efetivada via cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem (LC-MS/MS), em ambos tecidos e tempos de coleta. Para validar os resultados de metabolômica, um grupo de metabólitos destacado nas análises de metabolômica foi escolhido para testes in vitro e por fim detectar alterações no crescimento de Lxx. O resultado do qPCR confirmou a suscetibilidade da CB49-260, pois esta continha títulos superiores à SP80-3280. A análise global revelou que ambos variedades e tecidos possuem perfis metabólicos distintos, porém essas diferenças foram mais quantitativas que qualitativas. A análise direcionada identificou mais aminoácidos, açúcares, ácidos organicos e compostos fosforilados no genótipo suscetível não-inoculado, enquanto que o resistente apresentou maior abundância de compostos fenólicos. Também foi demonstrado que a inoculação com Lxx resultou em maior quantidade de aminoácidos, ácidos orgânicos, compostos fosforilados e fenólicos. Ademais, um aminoácido essencial à sobrevivência de Lxx foi relacionado à inoculação de ambas variedades, assim como um composto fenólico relacionado a defesa de plantas. O teste in vitro mostrou que, apesar de alguns compostos causarem inibição, é necessário aprimorar a metodologia utilizada para confirmar os resultados obtidos.
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Identificação e expressão de genes da biossíntese do jasmonato na interação entre Theobroma cacao e Moniliophthora perniciosa / Identification and expression of genes associated with jasmonate biosynthesis in the Theobroma cacao and Moniliophthora perniciosa interaction

Litholdo Junior, Celso Gaspar 26 August 2009 (has links)
A doença vassoura-de-bruxa do cacaueiro (Theobroma cacao L.), causada pelo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa consiste numa importante enfermidade e apenas o uso de variedades resistentes representa uma solução econômica e ambientalmente viável. Os hormônios vegetais são imprescindíveis na rede de sinalização envolvida na resposta contra uma grande variedade de estresses bióticos e abióticos, sendo bem reconhecido o papel crucial do ácido salicílico (AS), etileno (ET) e os jasmonatos (JA) na interação planta-patógeno. O mecanismo de resistência observado em T. cacao contra o fungo hemibiotrófico M. perniciosa parece não envolver resposta de hipersensibilidade mediada pela sinalização por AS, e caracteriza-se pela menor incidência de sintomas e atenuação do crescimento micelial no material resistente. A resposta regulada por JA e/ou ET é determinada pela contenção e redução da colonização de tecidos infectados pelo patógeno, com atenuação dos sintomas manifestados, e está associada com a indução e produção de inibidores de protease, enzimas líticas da parede de fungos e enzimas do metabolismo secundário e cujo os genes demonstraram indução diferencial em amostras inoculadas com M. perniciosa. Recentemente, foi demonstrada a produção de AS pelo fungo M. perniciosa, o que poderia estar associado a um desarranjo hormonal na planta, auxiliando o pátogeno no processo infectivo. A partir destas evidências este trabalho teve como hipótese que JA e/ou ET estaria regulando a interação T. cacao e M. perniciosa. Sabe-se que a transcrição de genes codificantes das enzimas da via de biossíntese de JA é induzida por aplicação exógena de metil-jasmonato (MJ) e por patógenos, assim para verificar a participação de JA na resposta de defesa de cacau, seqüências de genes que codificam para enzimas da via de biossíntese foram identificadas, classificadas e confirmados sua identidade por seqüenciamento. A indução e expressão quantitativa destes, além dos genes Samsi, Accox, Pal, Jaz e Della, foram avaliadas entre o acesso susceptível à M. perniciosa (\'P7\') e o resistente (\'CAB 214\') de T. cacao, em experimentos de aplicação de indutores (AS, ET e MJ) e inoculação com M. perniciosa. As análises de expressão gênica relativa por RT-qPCR foram conduzidas e a resposta dos genes de biossíntese de JA, quando tratado com MJ no \'P7\' pareceu ser mais intensa e mais específica, enquanto que o acesso \'CAB 214\' apresentou resposta com menor intensidade, porém com resposta mais precoce, demonstrando que o mecanismo de regulação positiva pela aplicação exógena de MJ também ocorre em T. cacao. Em relação à inoculação, os resultados de expressão gênica sugerem uma diferença na resposta transcricional dos genes analisados sob inoculação de M. perniciosa entre o \'P7\' e o \'CAB 214\' onde os transcritos de Aos, Kat, Samsi e Jaz apresentaram elevação significativa somente no \'CAB 214\' em comparação ao \'P7\'. Em acessos resistentes, como \'CAB 214\', o efeito de AS produzido pelo fungo poderia não estar surtindo efeitos antagônicos, como indicado pelo aumento transcricional de Aos, gene codificador da principal enzima envolvida na biossíntese de JA, e embora os demais genes da via estejam sendo reprimidos, muito possivelmente a sinalização da resposta de defesa do acesso resistente \'CAB 214\' seja desencadeada por JA, devido ao papel central de AOS na sua biossíntese, e de maneira sinérgica ET estaria participando do mecanismo de resposta, indicado pela alta indução de Samsi no acesso resistente / Witches broom disease of cacao (Theobroma cacao L.), caused by the basidiomycete Moniliophthora perniciosa is an important disease and the use of resistant varieties is the only economic and environmental long-term solution. Plant hormones are essential in the signaling network involved in the response against a variety of biotic and abiotic stresses. It is well recognized the crucial role of salicylic acid (SA), ethylene (ET) and jasmonate (JA) in plant-pathogen interactions. The mechanism of resistance observed in Theobroma cacao against M. perniciosa does not appear to involve hypersensitivity response mediated by AS signaling, and it is characterized by lower incidence of symptoms and reduction of mycelial growth in resistant material. The response regulated by JA and/or ET is determined by the growth inhibition and a reduction of the colonization of infected tissues by the pathogen, together with an attenuation of symptoms. It is also associated with an induction and production of the protease inhibitors, lytic enzymes and enzymes of secondary metabolism and the genes enconding these enzymes have shown differential expression patterns in samples inoculated with M. perniciosa. It has been recently demonstrated that the production of AS by the fungus M. perniciosa could be associated with a hormonal disorder in the plant, which could therefore help the pathogen in the infective process. Considering this, the hypothesis that JA and/or ET would regulate the interaction of T. cacao with M. perniciosa was formulated in order to be tested by this research work. It is known that the transcription of genes encoding the enzymes of the JA biosynthesis pathway is induced by exogenous application of methyl jasmonate (MJ) and by pathogen, thus, in order to verify the involvement of JA in defense response of cocoa, sequences of genes that encode the enzymes of the JA biosynthesis pathway were isolated, identified, classified and had their identity confirmed by sequencing, and relative quantitative gene expression were evaluated in susceptible \'P7\' and resistant \'CAB 214\' plants of T. cacao. In addition genes Sams, Accox, Pal , Jaz and Della, were evaluated in experiments with application of inducers (AS, ET and MJ) and inoculation with M. perniciosa. Analysis of relative gene expression by RT-qPCR were conducted and \'P7\' seems to have the expression of jasmonate biosynthesis genes in a more intense and more specific manner when treated with MJ, while \'CAB 214\' shows an earlier yet lower response suggesting that the mechanism of positive regulation by the exogenous application of MJ also occurs in T. cacao. For the inoculation, the gene expression results suggest a difference in the transcriptional response from inoculation with M. perniciosa between \'P7\' and \'CAB 214\' in T. cacao. The effect of AS produced by the fungus may not have antagonistic effects in resistant materials such as \'CAB 214\', as indicated by the increase of the transcription of Aos gene that encodes the main enzyme involved in JA biosynthesis, so the defense responses of \'CAB 214\' is possibly triggered by JA signaling, because the central role of AOS in its biosynthesis, and may be part of synergistic ET signaling, indicated by high Samsi expression in resistance material
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Resistência a tospovírus, clonagem e caracterização molecular de alelos do loco Sw-5 em espécies de Lycopersicon / Resistance to tospovirus, cloning and molecular characterization of Sw-5 alleles from different Lycopersicon species

Lima, Gaus Silvestre de Andrade 23 January 2001 (has links)
Submitted by Cleber Casali (clebercasali@ufv.br) on 2017-06-28T17:17:51Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 598650 bytes, checksum: 028a6d83725fd48a983ea2b8264aaa29 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-28T17:17:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 598650 bytes, checksum: 028a6d83725fd48a983ea2b8264aaa29 (MD5) Previous issue date: 2001-01-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho objetivou: 1) avaliar a resistência de acessos de Lycopersicon spp. a tospovírus; 2) estudar a herança da resistência em algumas dessas fontes e 3) clonar e caracterizar molecularmente alelos do loco Sw-5 provenientes de Lycopersicon spp. Plantas de 12 acessos de tomateiro, pertencentes às espécies L. peruvianum, L. chilense e L. hirsutum foram inoculadas com cinco isolados de tospovírus, pertencentes às espécies TSWV, TCSV, CSNV e GRSV. A reação das plantas foi avaliada periodicamente por 30 dias. Ao final desse período, as plantas assintomáticas foram confirmadas como resistentes, mediante DAS-ELISA. A resistência na maioria dos materiais foi de amplo espectro (efetiva contra todos isolados), porém em alguns casos a resistência foi do tipo isolado-es pecífica. Os materiais mais promissores foram os acessos PI 126928, LA 444/1, LA 371 e PI 126944 de L. peruvianum e LA 130 e LA 2753 de L. chilense. Esses materiais constituem fontes de resistência alternativas para o manejo das tospoviroses do tomateiro. O estudo de herança da resistência em L. hirsutum PI 134417 indicou que a resistência nessa fonte é condicionada por dois genes independentes, um dominante e um recessivo. Num teste de alelismo, o gene dominante segregou independentemente do gene Sw-5, indicando que são genes distintos. Em L. peruvianum PI 126928, a resistência segregou como uma característica condicionada por dois ou mais genes dominantes não ligados. Na terceira etapa do trabalho, comparou-se o nível de conservação de alelos do loco Sw-5 em Lycopersicon spp. Os alelos foram obtidos mediante PCR de longo alcance, utilizando-se o sistema ELONGASE TM (Gibco-BRL) para amplificação. Nas reações de amplificação foram utilizadas três combinações de oligonucleotídeos desenhados com base na seqüência do gene Sw-5. Como molde foi utilizado DNA extraído de plantas cuja reação a tospovírus já era conhecida. Foram obtidos 16 alelos do loco Sw-5, provenientes de quatro espécies do gênero Lycopersicon. Após uma pré-caracterização mediante clivagem com enzimas de restrição, 10 clones foram selecionados para seqüenciamento. A análise de seqüência dos alelos revelou identidade de nucleotídeos superior a 91% para a ORF completa. Quando a comparação foi realizada para os diferentes domínios que compõem o gene Sw-5, observou-se que as maiores divergências residem nas extremidades 5’ e 3’ do gene. A comparação entre as proteínas codificadas pelo alelo Sw-5 1 (confere resistência) e seu alelo sw-5 2 (confere suscetibilidade) revelou 53 substituições ao nível de aminoácidos. Destas substituições, 14 são não-sinônimas e se concentram na extremidade amino e nas LRR, indicando o provável envolvimento dessas regiões na especificidade da resistência. A análise funcional dos alelos do loco Sw-5 e a construção de quimeras entre os alelos Sw-5 e sw-5 2 estão em andamento e auxiliarão a estabelecer as bases moleculares da resistência do tomateiro a tospovírus. / Lycopersicon peruvianum, L. chilense and L. hirsutum germplasm was inoculated with five isolates from the tospovirus species Tomato spotted wilt virus , Tomato chlorotic spot virus , Chrysanthemum stem necrosis virus, and Groundnut ringspot virus. Several introductions showed resistance to all isolates. However, in some cases, resistance isolate-specific was also observed. PI 126928, LA 444/1, LA 371 and PI 126944 of L. peruvianum and LA 130 and LA 2753 of L. chilense were the most resistant materials. Inheritance studies showed that two independent genes, one dominant and one recessive, control the PI 134417 resistance. Allelism tests revealed that this dominant gene is not an allele of the Sw-5 locus. The resistance derived from PI 126928 segregated as a trait controlled by two or more non-linked dominant genes. Sixteen alleles of the Sw-5 locus were PCR-amplified from four Lycopersicon species, cloned and sequenced. The alleles possess more than 91% of identity at nucleotide level; the largest divergence was observed in the 5 ́and 3 ́ extremities. Sequence comparisons between the resistance allele Sw-5 1 and the susceptible allele Sw-5 2, revealed 53 amino acid substitutions; fourteen substitutions are non-synonymous and located at the amino and carboxi terminus of the protein. The functional analysis of the other alleles and the construction of chimeras between Sw-5 1 and Sw-5 2 will allow to identify the protein region involved in the resistance specificity.
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Leaf gas exchange and chlorophyll a fluorescence imaging of soybean leaves Infected with Colletotrichum truncatum / Trocas gasosas e fluorescência da clorofila a em plantas de soja infectadas por Colletotrichum truncatum

Dias, Carla da Silva 19 February 2015 (has links)
Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-04-26T11:31:40Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 828935 bytes, checksum: 1db7e181e01f2e3911c0020c68d4f833 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T11:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 828935 bytes, checksum: 1db7e181e01f2e3911c0020c68d4f833 (MD5) Previous issue date: 2015-02-19 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A Anthracnose, causada pelo fungo Colletotrichum truncatum, é uma das doenças de soja mais importantes no mundo, mas não há estudos avaliando as alterações fisiológicas neste patossistema. Portanto, uma abordagem para avaliar os eventos que ocorrem no local da infecção e perto da área infectada na folha, ao longo do tempo, contribuirá para uma melhor compreensão da interação planta-hospedeiro e atividade fotossintética. Assim, o presente estudo buscou investigar parâmetros de fluorescência da clorofila a (Chl a) na área da lesão e uma área adjacente, associando os ás trocas gasosas e avaliação de pigmentos fotossintéticos em plantas de soja inoculadas ou não inoculadas com C. truncatum. O parâmetros de trocas gasosas não foram alterados em plantas inoculadas. No entanto, ocorreu redução da concentração de Chl a, Ch b e da Chl total (a + b) nas plantas inoculadas as 72 e 144 horas após a inoculação (hai), com redução máxima à 144 hai de 24% para Chl a, que demonstrou ser mais sensível que a Chl b, ocasionando, portanto, a redução da razão Chl a/ Chl b. Também foi encontrado queda em valores de fluorescência da clorofila a como, Fluorescência inicial (Fo), Fluorescência máxima (Fm), Eficiencia quântica máxima do fotossistema II (Fv/Fm), Rendimento quântico de dissipação de energia regulada Y(NPQ) e coeficiente não- fotoquímico (qN), e um acréscimo no Rendimento quântico efetivo do PSII Y(II), Rendimento quântico de dissipação de energia não regulada (NO) e coeficiente fotoquímico (qP) nas área sintomática de plantas inoculadas. Entretanto esses parâmetros sofreram pequenas alterações nas áreas adjacentes das plantas inoculadas, diferindo apenas em alguns tempos. Demonstrando, dessa forma, um menor efeito do patógeno nas áreas adjacentes. / Anthracnose, caused by Colletotrichum truncatum, is one of the most important soybean diseases worldwide. However, there are no studies evaluating the physiological changes affecting this pathossystem. Therefore, one approach to evaluating events that occur at the site of infection and near the infected area on the leaf, over time, will contribute to a better understanding of the host-plant interaction and photosynthetic activity. The present study aimed to investigate chlorophyll a fluorescence parameters at injured and adjacent areas and the related changes in gas exchange and evaluation of photosynthetic pigments in soybean plants inoculated or non-inoculated with C. truncatum. There were no significant differences regarding gas exchange parameters for inoculated plants. However, there was a reduction in the concentration of Chl a, Chl b e Chl total (a + b) of inoculated plants in the 72 and 144 hours after inoculation (hai). Reduction in chlorophyll a fluorescence parameters to as initial fluorescence (Fo), maximal fluorescence (Fm), maximal photosystem II quantum yield (Fv/ Fm), quantum yield of regulated energy dissipation Y (NPQ) and coefficient non-photochemical (qN), and an increase in the Effective PSII quantum yield Y (II), quantum yield of non- regulated energy dissipation (NO) and photochemical coefficient (qP) in the symptomatic area plants inoculated. However, these parameters have undergone minor adjacent areas of inoculated plants, differing only in a few days. Demonstrating a smaller effect of the pathogen in adjacent.
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Identificação de genes que codificam potenciais proteínas efetoras envolvidas no patossistema Hemileia vastatrix-Cafeeiro / Identification of genes encoding potential effector proteins involved in the Hemileia vastatrix-coffee pathosystem

Castro, Isabel Samila Lima 16 February 2016 (has links)
Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-20T12:28:38Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 650594 bytes, checksum: 9a12741fabc5f870b036b29e8f9a440a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-20T12:28:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 650594 bytes, checksum: 9a12741fabc5f870b036b29e8f9a440a (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A ferrugem do cafeeiro é causada pelo fungo Hemileia vastatrix. Trata-se de um parasita biotrófico que infecta apenas o cafeeiro sendo responsável por grandes perdas na produção. Apesar da eficiência dos fungicidas, o emprego de cultivares resistentes é o melhor método de controle, sendo econômico, eficiente, além de não causar impactos ambientais. O grande desafio para os melhoristas é o surgimento de novas raças do patógeno capazes de suplantar a resistência das cultivares resistentes desenvolvidas. A raça XXXIII de H. vastatrix foi recentemente identificada no Brasil, infectando algumas cultivares resistentes à ferrugem do cafeeiro. Durante a interação com a planta hospedeira, os fungos causadores de ferrugem secretam um arsenal de proteínas efetoras que modificam a estrutura e a função da célula hospedeira, permitindo o estabelecimento (ou não) da colonização do parasita. Dessa forma, objetivou-se com esse trabalho, caracterizar genes que codificam proteínas secretadas pelo fungo, por meio de análises de bioinformática e de expressão temporal de genes, que podem funcionar como proteínas efetoras de H. vastatrix (raça XXXIII), a fim de auxiliar a compreensão do processo infeccioso do patógeno. Dentre os 615 genes candidatos a efetores, obtidos a partir de um genoma de referência do fungo, a grande maioria, 376 e 88, apresentaram similaridade com as proteínas de Puccinia sp e Melampsora larici-populina, respectivamente. Utilizando o software BLAST2GO, foi realizada a categorização funcional desses genes. A partir dos resultados do BLASTp, foram extraídos 310 termos GO, distribuídos em três categorias. A categoria mais representada foi “Função Molecular” com 137 termos, seguida por “Processos Biológicos”, 126 termos, e “Componente Celular”, 47 termos. De acordo com a anotação de Enzyme Codes (EC) obtida, as classes enzimáticas mais representadas foram as hidrolases, transferases e as oxidurredutases. Foram selecionados 13 genes para a análise de expressão temporal. A analise foi efetuada pela técnica de PCR em tempo real (RT-PCR), nos tempos 12, 24, 48 e 72 horas após a inoculação (hai) de urediniósporos frescos em plantas de cafeeiro resistente (CIFC 832-1) e suscetível (Caturra) à ferrugem. Foi possível obter quatro padrões diferentes de expressão. Tais padrões sugerem que os genes analisados possam estar envolvidos na tentativa de sobrevivência do fungo em resposta a resistência da planta, na fase biotrófica da infecção, além de genes relacionados com a supressão da resposta de defesa da planta durante a penetração, no reconhecimento do hospedeiro e/ou na fase inicial da colonização. Os resultados indicaram que pode ocorrer comunicação entre o fungo e o hospedeiro, logo no início da infecção, ainda na fase de germinação dos esporos. Estudos biológicos funcionais deverão ser realizados para determinar a verdadeira função desses efetores durante a interação de H. vastatrix com o cafeeiro. Essas informações são úteis para os estudos que visam o entendimento dos mecanismos moleculares envolvidos na suplantação da resistência por novas raças do fungo, fornecendo subsídios para o desenvolvimento de cultivares com resistência durável. / Coffee rust is caused by the fungus Hemileia vastatrix. It is a biotrophic parasite that infects coffee only, being responsible for major losses in production. Despite fungicides efficiency, the use of resistant cultivars is the best method of control, being economical, efficient, and does not cause adverse environmental impacts. The challenge for breeders is the emergence of new races of the pathogen able to overcome the resistance of developed resistant cultivars. The race XXXIII of H. vastatrix was recently identified in Brazil infecting some cultivars resistant to coffee rust. During the interaction with the host plant, coffee rust fungi secrete an arsenal of effector proteins which modify the structure and function of the host cell, allowing the establishment (or not) of parasite colonization. Therefore, this study aimed to characterize genes that encode proteins secreted by the fungus, by bioinformatics tools and temporal expression analysis of genes, which may function as an effector protein of H. vastatrix (race XXXIII), in order to understand the infection process of the pathogen. Amongst the 615 candidate effector genes, obtained from a fungal genome reference, the majority (376 and 88) has shown similarity to proteins of Puccinia sp and Melampsora larici- populina, respectively. Functional categorization of those genes was done using BLAST2GO software. Based on the results from BLASTp, 310 GO terms were found, distributed into 3 categories. The most representative category was “Molecular Function” with 137 terms, followed by “Biological Process”, 126 terms, and “Cellular Component”, 47 terms. According to the Enzyme Code (EC) annotation obtained, the most represented enzyme classes were hydrolases, transferases and oxidoreductases. 13 genes were selected for temporal gene expression analysis. The analysis was performed by Real-Time PCR technique, at 12, 24, 48 and 72 hours after inoculation (hai) of fresh urediniospores into resistant (CIFC 832-1) and susceptible (Caturra) coffee plants to rust. Four different expression patterns were found. Those patterns suggest that the genes analyzed may be involved in survival attempts ofthe fungus in response to the resistance of the plant, on biotrophic stage of infection, in addition to genes related to suppression of defense response of the plant during penetration, the host recognition and/or the early stages of colonization. The results indicate that communication may occur between the fungus and the host plant in early stage of infection, during the spore germination stage. Functional biological studies should be performed to determine the real function of these effectors during interaction between H. vastatrix and coffee plants. These information are useful for studies that aim at the understanding of molecular mechanisms involved in supplanting resistance by new races of the fungus, providing subsidies for the development of cultivars with durable resistance.
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Mutagênese sítio-dirigida da ORF XAC0024 de Xanthomonas citri subsp. citri e suas implicações no desenvolvimento do cancro cítrico / Xanthomonas citri subsp. citri ORF XAC0024 site-directed mutagenesis and its implications in citrus canker development

Martins, Thaísa Zanetoni [UNESP] 04 April 2016 (has links)
Submitted by THAÍSA ZANETONI MARTINS null (thaisa_martins00@hotmail.com) on 2016-05-02T21:00:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação completa e corrigida em pdf.pdf: 3120972 bytes, checksum: 2a88d2765e9af6b31401eaf64047de8a (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-04T19:30:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_tz_me_jabo.pdf: 3120972 bytes, checksum: 2a88d2765e9af6b31401eaf64047de8a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T19:30:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_tz_me_jabo.pdf: 3120972 bytes, checksum: 2a88d2765e9af6b31401eaf64047de8a (MD5) Previous issue date: 2016-04-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O cancro cítrico tem como agente causal a bactéria Xanthomonas citri subsp. citri (Xac), que afeta diferentes espécies de citros economicamente importantes. É uma doença ainda sem método curativo, e pela sua relevância e dano econômico, faz-se necessário o entendimento em termos moleculares da interação Xac-citros para o desenvolvimento de estratégias que controlem a doença. O objetivo do presente trabalho foi investigar os efeitos da deleção da ORF XAC0024 presente no genoma da Xac isolado 306, que codifica uma proteína hipotética conservada e que apresenta vários domínios putativos, entre eles o domínio peptidase M23. A hipótese é que esta proteína pode estar envolvida com a patogenicidade e/ou virulência da bactéria. Para obter o mutante ΔXAC0024 foi utilizada a técnica de mutagênese sítio-dirigida, seguida de recombinação homóloga com o vetor suicida pOK1. O mutante ΔXAC0024 foi analisado em relação às características de patogenicidade, crescimento in vivo e in vitro, capacidade de autoagregação, produção de biofilme e produção de goma xantana. O teste de patogenicidade e a curva de crescimento in vivo foram realizados em limão cravo utilizando o método de infiltração por seringa para a inoculação da bactéria. Os sintomas do desenvolvimento da doença foram registrados por fotografia digital até o 25º dia após a inoculação (dai) e a curva de crescimento in vivo também foi determinada até o 25º dai. A curva de crescimento in vitro e a agregação célula-a-célula foram analisadas em meio de cultura líquido NB. O ensaio de produção de biofilme foi feito em meio de cultura líquido XVM2 em superfície abiótica empregando cristal violeta para sua visualização e espectrofotometria para sua quantificação. A extração da goma xantana foi realizada por meio da precipitação com isopropanol após dissolução de KCl em meio goma com as bactérias multiplicadas em 96 horas. Verificou-se que o mutante ΔXAC0024 foi menos virulento em relação à Xac selvagem e que o seu desenvolvimento in planta é limitado; porém, em meio nutritivo NB apresenta crescimento similar à Xac selvagem. O mutante ΔXAC0024 apresentou ainda maior formação de goma xantana, diminuição na capacidade de se autoagregar e inalterabilidade na formação de biofilme em relação à Xac selvagem. Essa é a primeira evidência de que a ORF XAC0024 interfere na virulência da bactéria, afeta a produção de goma xantana e a agregação celular de Xac 306. A hipótese é de que a proteína codificada pela ORF XAC0024 participe do sistema de degradação do peptideoglicano na divisão celular em Xac, sendo que experimentos adicionais são necessários para confirmar esta hipótese. / The bacteria Xanthomonas citri subsp. citri (Xac) is the causal agent of citrus canker, a disease that affects different species of economically important citrus. There is no a curative method for this disease, and do to its relevance and economic damage, it is necessary to understand at molecular level the Xac-citrus interaction in order to develop strategies to control the disease. The objective of this study was to investigate the effects of the deletion of the ORF XAC0024 present in the genome of Xac strain 306, which encodes a conserved hypothetical protein and has several putative domains, including peptidase M23 domain. It is hypothesized that this protein may be involved in the pathogenicity and / or virulence of the bacterium. For the ΔXAC0024 mutant was used for site-directed mutagenesis technique, followed by homologous recombination with the suicide vector pOK1. The ΔXAC0024 mutant was analyzed in relation to pathogenicity characteristics, growth in vivo and in vitro, self-aggregation capacity, biofilm production and production of xanthan gum. The pathogenicity test and in vivo growth curves were performed on Rangpur lime using syringe-infiltration method for the inoculation of bacteria. Symptoms of the disease development were recorded by digital photography to the 25° day after inoculation (dai) and in vivo growth curve was also determined to give the 25°. The growth curve in vitro and cell-to-cell aggregation were analyzed in liquid culture medium NB. Biofilm production test was done in a liquid culture medium XVM2 on abiotic surface using crystal violet for your viewing and spectrophotometry for its quantification. The extraction of xanthan gum was performed by isopropanol precipitation after dissolving KCl among gum with bacteria grown in 96 hours. It was found that the ΔXAC0024 mutant was less virulent compared to the wild Xac and its development in planta is limited; however, in nutrient medium NB presents similar growth to the wild Xac. The ΔXAC0024 mutant also showed increased formation of xanthan gum, decreased ability to self-aggregation and inviolability in biofilm formation compared to wild Xac. This is the first evidence that ORF XAC0024 interfere with bacterial virulence affects the production of xanthan gum and cell aggregation Xac 306. The hypothesis is that the protein encoded by ORF XAC0024 participate in the peptidoglycan degradation in division system cell in Xac, and further experiments are needed to confirm this hypothesis.
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Expressão quantitativa de genes de Phytophthora parasitica e de citros durante a interação / Quantitative expression of Phytophthora parasitica and citrus genes during interaction

AZEVEDO, Thamara de Medeiros 11 July 2018 (has links)
Submitted by Rosana Amâncio (rosana.amancio@ufcg.edu.br) on 2018-07-11T20:50:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Thamara - Capa Dura.pdf: 2260125 bytes, checksum: 530ae87f1e4a9200aafe1cb3102cff39 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-11T20:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Thamara - Capa Dura.pdf: 2260125 bytes, checksum: 530ae87f1e4a9200aafe1cb3102cff39 (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 / CNPq / A gomose, provocada principalmente pelo oomiceto Phytophthora parasitica, é uma das mais graves doenças que acometem culturas de citros no âmbito mundial. Durante a interação, plantas induzem cascatas de sinalização a fim de induzir respostas de defesa. Contudo, P. parasitica secreta proteínas efetoras capazes de modular estas respostas por parte do hospedeiro, a fim de promover a infecção. No gênero Citrus, espécies comercialmente importantes são suscetíveis a infecção por este patógeno e a resistência a gomose é encontrada na espécie de citros Poncirus trifoliata. Considerando a escassez de informações acerca do patossistema citros-P. parasitica, o presente trabalho objetivou analisar, por meio de RT-qPCR, a expressão quantitativa de genes efetores apoplásticos e citoplasmáticos de P. parasitica e da cascata de defesa em citros, durante interações com espécies suscetíveis e resistentes, Citrus sunki e P. trifoliata, respectivamente. Dos 17 genes efetores estudados, 10 apresentaram expressão quantitativa relativa diferencial ao nível de significância induzida em P. parasitica após inoculação em raízes de P. trifoliata, sendo 06 apoplásticos e 04 citosólicos. Os perfis de expressão dos 17 genes efetores de P. parasitica apresentaram dois picos máximos de expressão, indicativos da síntese de novo desses genes ao longo dos pontos temporais de interação, sendo o acúmulo dos transcritos mais precoce sobre P. trifoliata (as 6 h.a.i.) e mais tardio sobre C. sunki (as 96 h.a.i.). Os elevados níveis de expressão de genes efetores em P. parasitica induzidos por C. sunki as 96 h.a.i. devem corresponder a fase necrotrófica de vida do oomiceto, consequentemente devido ao sucesso na penetração das células vegetais suscetíveis e acúmulo de biomassa do patógeno. A presença de hifas intracelulares no córtex de raízes de C. sunki foi abundantemente visualizada em micrografias as 96 h.a.i., a qual deve ocorrer como consequência da suscetibilidade da planta ao patógeno. Seis grupos hierárquicos de genes co-regulados foram formados a partir dos perfis de expressão dos 17 genes efetores em P. parasitica, os quais são reagrupados de modo diferente de acordo com a interação com C. sunki ou com P. trifoliata, indicando que o patógeno foi capaz de reconhecer entre hospedeiros suscetível ou resistente e sintetizar seletivamente quais efetores e em que intensidade devem ser segregados. As raízes de C. sunki expressaram 10 componentes de cascatas de resistência mediada pelo SA em resposta não bem-sucedida a infecção por P. parasitica. A supressão por P. parasitica da expressão de 05 genes de cascatas de resistência mediada pelo SA foi observada em raízes de P. trifoliata e deve indicar tentativas do patógeno de burlar com a imunidade da planta. Entretanto, a resistência de P. trifoliata a P. parasitica não deve utilizar genes envolvidos na cascata de resistência mediada pelo SA, mas sim genes PR-5 e calose sintase, envolvendo barreiras bioquímicas e estruturais. Portanto, o presente trabalho fornece uma nova visão para o entendimento acerca do processo de modulação de efetores de P. parasitica em interações suscetíveis e resistentes e, a maneira como estes hospedeiros respondem mediante interação / The gummosis, mainly caused by the oomycete Phytophthora parasitica, is one of the most serious diseases affecting citrus crops worldwide. During the interaction, plants induce signaling cascades in order to induce defense responses. However, P. parasitica secrets effector proteins capable of modulating these host responses in order to promote the infection. In Citrus genus, commercially important species are susceptible to infection by this pathogen and the gummosis resistance is achieved in Poncirus trifoliata citrus species. Considering the lack of information on citrus-P. parasitica pathosystem, this study aimed to analyze, through RT-qPCR, the quantitative expression of P. parasitica effector and citrus defense genes during citrus-P. parasitica susceptible and resistant interactions, with Citrus sunki and P. trifoliata, respectively. As results, P. parasitica was able to recognize among susceptible or resistant host and selectively synthesize which effectors and in that intensity should be expressed. Of the 17 studied effector genes, 10 showed quantitative relative differential expression at significance level induced in P. parasitica after inoculation in trifoliate orange roots, being 06 apoplastics and 04 cytosolics. The expression profiles for the 17 effector genes in P. parasitica had two maximum peaks of expression, that are indicative of de novo synthesis of these genes along the time points of interaction, showing transcript accumulation earlier on P. trifoliata (at 6 h.a.i.) and later on C. sunki (at 96 h.a.i.). High levels of the effector gene expression in P. parasitica induced by C. sunki at 96 h.a.i. must match the necrotrophic phase of life of this oomycete, consequently due to their successful penetration into the susceptible plant cells and pathogen biomass accumulation. The presence of intracellular hyphae in cortex of C. sunki roots was abundantly visualized in the micrographs at 96 h.a.i., which may occur as a result of the plant susceptibility to the pathogen. Six hierarchical groups of co-regulated genes were formed from the expression profiles of the 17 effector genes in P. parasitica, which are grouped differently according to interact with C. sunki or P. trifoliata, indicating that the pathogen was able to recognize between susceptible or resistant host and selectively synthesize which effectors and in that intensity should be segregated. The roots of C. sunki expressed 10 components of the cascade resistance mediated by SA in response not successful to P. parasitica infection. The suppression by P. parasitica of the expression of 05 genes of the cascade resistance mediated by SA was found in P. trifoliata roots, and must indicate pathogen attempts to circumvent with the immunity of the plant. However, P. trifoliata resistance to P. parasitica should not use genes involved in the resistance cascade mediated by SA, but instead PR-5 and callose synthase genes, involving biochemical and estructural barriers. In conclusion, this study provides a new insight into the understanding of the effectors of modulation process of P. parasitica in susceptible and resistant interactions and how these hosts respond through interaction.

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