The whitefly Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera) complex is the sole arthropod vector of the genus, Begomovirus (family, Geminiviridae), which causes debilitating diseases of plants, worldwide. Virus-vector specificity is conferred through co-evolved, whitefly vector-viral capsid protein-protein interactions. Membrane-bound receptors are thought to facilitate virion passage across the gut-hemolymph and hemolymph-salivary gland interfaces, and virion circulation is expected to elicit innate defense and stress-related proteins. Our goal was to select and validate genes involved in whitefly-mediated transmission. Whitefly expressed sequence tags (ESTs) from a previous study were re-annotated, taking advantage of newly available insect EST, UniGene, and Protein sequences. Six whitefly genes and transcripts, actin, cyclophilin, GBLP, GAPDH 3, knottin, and whitefly endosymbiont HSP60, representing three gene ontology (GO) categories, were analyzed using PCR or RT- PCR, respectively, followed by cloning and DNA sequencing. Analysis confirmed the presence of all six whitefly genes and five transcripts, with the knottin transcript being undetectable.

Orientador: Marcos Antonio Machado / Coorientador: Alessandra Alves de Souza / Banca: Celso Benedetti / Banca: Anete Pereira de Souza / Banca: Ivan de Godoy Maia / Banca: Henrique Ferreira / Resumo: A citricultura brasileira responde por 85% das exportações de suco concentrado do mundo, mesmo enfrentando graves problemas de ordem fitossanitária. Dentre as doenças que mais afetam sua produtividade encontra-se a clorose variegada do citros (CVC), causada pela Xylella fastidiosa. Cultivares dentro das espécies de Citrus apresentam respostas diferentes em relação à susceptibilidade à CVC. Enquanto cultivares de laranja doce (Citrus sinensis L. Osb) são bastante suscetíveis, as tangerinas (Citrus reticulata Blanco) por sua vez são consideradas tolerantes. Resultados prévios do nosso grupo sugerem que a resistência deve estar efetivamente envolvida com a ativação de vias de sinalização, não sendo somente consequência de menor bloqueio dos vasos do xilema. Portanto, a hipótese desse trabalho é que a resistência da tangerina Poncan e a suscetibilidade de laranja doce à CVC pode ser comparada através da avaliação da expressão diferencial de genes durante o processo de infecção. Desse modo, o objetivo do trabalho foi avaliar a expressão de genes dessas duas espécies submetidas à infecção pela bactéria. Para tanto plantas de laranja Pera e tangerina Poncan foram desafiadas com X. fastidiosa e as coletas das folhas infectadas e seus respectivos controles feitas em diferentes tempos (1, 7, 14 e 21 dias). Esse material foi utilizado para extração de DNA total que foi usado na confirmação, por RT-qPCR, da presença da bactéria. Após essa verificação, o RNA foi extraído em pools para a construção das bibliotecas subtrativas supressivas (SSHs). Foram feitas seis bibliotecas, porém, não foram obtidas sequencias de qualidade. Em função do baixo rendimento das SSHs, optou-se por proceder as análises com RNA-seq utilizando tecidos xilemáticos de tangerina Poncan, com um dia após... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Brazilian citrus industry accounts for 85% of exports of concentrated juice in the world despite facing serious plant health problems. Among the main diseases that affect its productivity is the citrus variegated chlorosis (CVC), caused by Xylella fastidiosa. Citrus species present different responses in relation to susceptibility to CVC. While sweet orange (Citrus sinensis L. Osb) is very susceptible, mandarin (Citrus reticulata Blanco) is considered tolerant. Previous results from our group suggest that this tolerance observed in mandarin effectively involves activation of signaling pathways and is not only consequence of limited blockage of the xylem vessels. Therefore, the hypothesis of this study is that the tolerance of Ponkan mandarin and susceptibility of sweet orange to CVC can be compared evaluating the differential expression of genes during the infection process, being that the objective of this study. For that, Ponkan mandarin and sweet orange plants were challenged with X. fastidiosa. Infected/non-infected leaves were collected at different times (1, 7, 14, and 21 days). This material was used for extraction of total DNA, which was used for confirming the presence of bacteria by RT-qPCR. After this verification, the RNA was extracted in pools for the construction of suppressive subtractive libraries (SSHs). Six libraries were prepared, but good quality sequences were not obtained. Due to the low efficiency of SSHs, it was decided to proceed with RNA-seq analysis using xylem tissues of mandarin Ponkan, one day after infection with X. fastidiosa. In this analysis it was obtained 35,344,265 transcripts for the non-infected library and 37,326,339 for the infected one. These transcripts were mapped in the whole reference genome of Citrus clementine by using TopHat software. The contigs generated... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Sorghum grain mold and anthracnose are two major diseases of sorghum (Sorghum bicolor) that constrain sorghum production worldwide. Grain mold is caused by several species of fungi, but the two most common are Curvularia lunata and Fusarium thapsinum. Isolates of these two species were used to inoculate panicles of selected sorghum cultivars in green house and field experimentations. Panicles were sprayed at the time of anthesis with conidial suspensions of the two fungal species individually or in a mixture and with water to serve as a control. Samples were collected 48 hours after inoculation for RNA extraction. In greenhouse studies, four cultivars (Tx2911, Sureno, SC170 and RTx430) were used while thirteen cultivars were grown in the field experiments. Gene expression was measured for the following genes using real time polymerase chain reactions (rt-PCR): PR10, β-glucanase, chitinase, thaumatin, sormatin, phenyalanine ammonia lyase (PAL), obtusifoliol 14α-demethylase (Obtus), antifungal protein (AFP), apoptosis related protein (Apop) and leucine rich repeat (LRR). Seed germination tests in field grown cultivars indicated that germination rates for SC279-14E, SC660 and Sureno were not greatly influenced by grain mold. Covering the panicles with bags served to protect them against grain mold pathogens. The seed mycoflora test showed that Fusarium thapsinum was the most frequently recovered species and there were more species present in non-covered panicles. The response of sorghum cultivars to grain mold infection involves multiple defense genes. Real time PCR used to study the expression of sorghum defense in greenhouse grown plants showed that mRNA encoding PR-10, a small 10 kDa protein, was highly expressed in the glumes and spikelets of resistant cultivars Tx2911 and Sureno and constitutively in leaves. The expression of some other defense genes like beta-glucanase, chitinase and AFP was variable. Sormatin was not expressed. Expression of β-glucanase, chitinase, and PR10 was higher in field than in greenhouse experiments. A second area of research involved tagging of a resistance gene for sorghum anthracnose. Three AFLP markers (Xtxa607, Xtxa3181 and Xtxa4327) and three SSRs (Xtxp3, Xtxp55 and Xtxp72) were identified. These markers were loosely linked to the resistance genes. The markers are located on linkage group B. The results suggest that markers located 20-30 cM on one side or the other of those tested should provide useful tags for the resistance gene.

Sorghum grain mold and anthracnose are two major diseases of sorghum (Sorghum bicolor) that constrain sorghum production worldwide. Grain mold is caused by several species of fungi, but the two most common are Curvularia lunata and Fusarium thapsinum. Isolates of these two species were used to inoculate panicles of selected sorghum cultivars in green house and field experimentations. Panicles were sprayed at the time of anthesis with conidial suspensions of the two fungal species individually or in a mixture and with water to serve as a control. Samples were collected 48 hours after inoculation for RNA extraction. In greenhouse studies, four cultivars (Tx2911, Sureno, SC170 and RTx430) were used while thirteen cultivars were grown in the field experiments. Gene expression was measured for the following genes using real time polymerase chain reactions (rt-PCR): PR10, β-glucanase, chitinase, thaumatin, sormatin, phenyalanine ammonia lyase (PAL), obtusifoliol 14α-demethylase (Obtus), antifungal protein (AFP), apoptosis related protein (Apop) and leucine rich repeat (LRR). Seed germination tests in field grown cultivars indicated that germination rates for SC279-14E, SC660 and Sureno were not greatly influenced by grain mold. Covering the panicles with bags served to protect them against grain mold pathogens. The seed mycoflora test showed that Fusarium thapsinum was the most frequently recovered species and there were more species present in non-covered panicles. The response of sorghum cultivars to grain mold infection involves multiple defense genes. Real time PCR used to study the expression of sorghum defense in greenhouse grown plants showed that mRNA encoding PR-10, a small 10 kDa protein, was highly expressed in the glumes and spikelets of resistant cultivars Tx2911 and Sureno and constitutively in leaves. The expression of some other defense genes like beta-glucanase, chitinase and AFP was variable. Sormatin was not expressed. Expression of β-glucanase, chitinase, and PR10 was higher in field than in greenhouse experiments. A second area of research involved tagging of a resistance gene for sorghum anthracnose. Three AFLP markers (Xtxa607, Xtxa3181 and Xtxa4327) and three SSRs (Xtxp3, Xtxp55 and Xtxp72) were identified. These markers were loosely linked to the resistance genes. The markers are located on linkage group B. The results suggest that markers located 20-30 cM on one side or the other of those tested should provide useful tags for the resistance gene.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-08Bitstream added on 2014-06-13T20:03:24Z : No. of bitstreams: 1 rodrigues_cm_dr_botib.pdf: 1799503 bytes, checksum: 1adc30b7fcbc5dada5bc01910ac1171b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A citricultura brasileira responde por 85% das exportações de suco concentrado do mundo, mesmo enfrentando graves problemas de ordem fitossanitária. Dentre as doenças que mais afetam sua produtividade encontra-se a clorose variegada do citros (CVC), causada pela Xylella fastidiosa. Cultivares dentro das espécies de Citrus apresentam respostas diferentes em relação à susceptibilidade à CVC. Enquanto cultivares de laranja doce (Citrus sinensis L. Osb) são bastante suscetíveis, as tangerinas (Citrus reticulata Blanco) por sua vez são consideradas tolerantes. Resultados prévios do nosso grupo sugerem que a resistência deve estar efetivamente envolvida com a ativação de vias de sinalização, não sendo somente consequência de menor bloqueio dos vasos do xilema. Portanto, a hipótese desse trabalho é que a resistência da tangerina Poncan e a suscetibilidade de laranja doce à CVC pode ser comparada através da avaliação da expressão diferencial de genes durante o processo de infecção. Desse modo, o objetivo do trabalho foi avaliar a expressão de genes dessas duas espécies submetidas à infecção pela bactéria. Para tanto plantas de laranja Pera e tangerina Poncan foram desafiadas com X. fastidiosa e as coletas das folhas infectadas e seus respectivos controles feitas em diferentes tempos (1, 7, 14 e 21 dias). Esse material foi utilizado para extração de DNA total que foi usado na confirmação, por RT-qPCR, da presença da bactéria. Após essa verificação, o RNA foi extraído em pools para a construção das bibliotecas subtrativas supressivas (SSHs). Foram feitas seis bibliotecas, porém, não foram obtidas sequencias de qualidade. Em função do baixo rendimento das SSHs, optou-se por proceder as análises com RNA-seq utilizando tecidos xilemáticos de tangerina Poncan, com um dia após... / The Brazilian citrus industry accounts for 85% of exports of concentrated juice in the world despite facing serious plant health problems. Among the main diseases that affect its productivity is the citrus variegated chlorosis (CVC), caused by Xylella fastidiosa. Citrus species present different responses in relation to susceptibility to CVC. While sweet orange (Citrus sinensis L. Osb) is very susceptible, mandarin (Citrus reticulata Blanco) is considered tolerant. Previous results from our group suggest that this tolerance observed in mandarin effectively involves activation of signaling pathways and is not only consequence of limited blockage of the xylem vessels. Therefore, the hypothesis of this study is that the tolerance of Ponkan mandarin and susceptibility of sweet orange to CVC can be compared evaluating the differential expression of genes during the infection process, being that the objective of this study. For that, Ponkan mandarin and sweet orange plants were challenged with X. fastidiosa. Infected/non-infected leaves were collected at different times (1, 7, 14, and 21 days). This material was used for extraction of total DNA, which was used for confirming the presence of bacteria by RT-qPCR. After this verification, the RNA was extracted in pools for the construction of suppressive subtractive libraries (SSHs). Six libraries were prepared, but good quality sequences were not obtained. Due to the low efficiency of SSHs, it was decided to proceed with RNA-seq analysis using xylem tissues of mandarin Ponkan, one day after infection with X. fastidiosa. In this analysis it was obtained 35,344,265 transcripts for the non-infected library and 37,326,339 for the infected one. These transcripts were mapped in the whole reference genome of Citrus clementine by using TopHat software. The contigs generated... (Complete abstract click electronic access below)

As micorrizas arbusculares (MAs) são associações simbióticas mutualísticas entre fungos da ordem Glomales e as raízes da maioria das plantas terrestres. Os mecanismos moleculares que controlam o desenvolvimento e a eficiência da simbiose são pouco conhecidos, dificultando sua aplicação agrícola em larga escala. No entanto, a análise sistemática e em larga escala de genes expressos em raízes colonizadas por fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em diferentes condições ambientais poderia contribuir de forma significativa para o conhecimento da biologia dessa simbiose. O objetivo deste trabalho foi identificar genes com expressão induzida ou suprimida em raízes de cana-de-açúcar colonizadas por Glomus clarum em condições de baixo e alto fósforo (P) no substrato de cultivo, durante o desenvolvimento da simbiose. Usando hibridização subtrativa supressiva (\"Suppresive Subtractive Hybridization, SSH) foram encontrados 74 genes com expressão diferencial significativa em raízes micorrizadas de 12 semanas após inoculação (SAI). Por outra parte, um total de 386 genes foram arranjados em membranas de nylon e sua expressão diferencial avaliada por sondas sintetizadas a partir de cDNA extraído em 4 SAI e 12 SAI. A hibridização em macroarranjos mostrou na presença da micorriza acúmulo diferencial de transcritos de genes codificando proteínas putativas envolvidas no metabolismo de jasmonato (COI1) e de etileno (ET) em raízes com 4 SAI, e ácido salicílico (AS) em raízes com 12 SAI. Dos genes que apresentaram acúmulo de transcritos regulados pela micorrização foram escolhidos 12 genes: que codificam cisteina protease (meabolismo de proteínas); remorina (dinâmica celular); dehidroascorbato redutase, e proteína rica em hidroxiprolina (resposta ao estresse); duas proteína associadas a senecência; a horcolina (função não definida); COI1 (metabolismo de jasmonato); catalase, germina, glutationa (estresse oxidativo); quitinase (resposta de defesa), para analise de acúmulo de transcritos por qRT-PCR em 4, 6, 8, 10 e 12 SAI. Os resultados indicam que em etapas precoces do desenvolvimento das MAs são ativados genes que estão relacionados com a resposta ao estresse oxidativo e com metabolismo de fitohormônios, em etapas tardias esses genes mostraram diminução no acúmulo de transcritos. A análise dos padrões de expressão dos genes envolvidos no estabelecimento da simbiose poderia contribuir para elucidar os mecanismos genéticos que controlam a simbiose e poderiam facilitar a aplicação agrícola em larga escala dos FMAs / Arbuscular mycorrhizae (AM) are mutualistic symbiotic associations between fungi of the order Glomales and most of the terrestrial plants. The molecular mechanisms regulating AM development and efficiency are not well understood so that agricultural large scale application is so difficult. Although so many approaches are being used to the identification of differentially expressed genes in AMs, large scale analysis it must contributed to the knowledge of symbiosis molecular biology. The aim of this work was identify genes induced or suppressed in sugarcane roots colonized for G. clarum in low and high phosphorus (P) conditions, during symbiosis development. Using suppressive subtractive hybridization (SSH) was possible to detect 74 genes with differential significant expression in 12 weeks mycorrhized roots. In other hand a total of 386 genes were spotted into nylon membranes and differential expression was evaluated with probes of cDNA of 4 and 12 weeks. Macroarray hybridization shows increase of genes transcripts involved in jasmonate metabolism (COI1) and ethylene metabolism (ET) 4 weeks after inoculation, and in salycilic acid 12 weeks after inoculation. Twelve genes differentially expressed in mycorrhizal presences were choosen to analyse the expression with qRT-PCR in 4, 6, 8, 10 and 12 weeks after inoculation. A cistein protease (protein metabolism); a remorin (cellular dynamic), dehydroascorbate reductase, hidroxiproline rich protein (estress response); two proteins associated to senescence; a horcolin (unknown function); COI1 (jasmonate metabolism); catalase, germin, glutathione (oxidative estress); chitinase (defence response) were tested. The results showed that genes relationated with oxidative stress are activated in early stages of MAs development, and, in late stages these phytohormones metabolism related genes are suppressed. Patterns expression of genes involved in MAs development it must contributed to elucidate the genetics mechanisms controlling the symbiosis and it must facilitate large scale use of FMAs.

As micorrizas arbusculares (MAs) são associações simbióticas mutualísticas entre fungos da ordem Glomales e as raízes da maioria das plantas terrestres. Os mecanismos moleculares que controlam o desenvolvimento e a eficiência da simbiose são pouco conhecidos, dificultando sua aplicação agrícola em larga escala. No entanto, a análise sistemática e em larga escala de genes expressos em raízes colonizadas por fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em diferentes condições ambientais poderia contribuir de forma significativa para o conhecimento da biologia dessa simbiose. O objetivo deste trabalho foi identificar genes com expressão induzida ou suprimida em raízes de cana-de-açúcar colonizadas por Glomus clarum em condições de baixo e alto fósforo (P) no substrato de cultivo, durante o desenvolvimento da simbiose. Usando hibridização subtrativa supressiva (\"Suppresive Subtractive Hybridization, SSH) foram encontrados 74 genes com expressão diferencial significativa em raízes micorrizadas de 12 semanas após inoculação (SAI). Por outra parte, um total de 386 genes foram arranjados em membranas de nylon e sua expressão diferencial avaliada por sondas sintetizadas a partir de cDNA extraído em 4 SAI e 12 SAI. A hibridização em macroarranjos mostrou na presença da micorriza acúmulo diferencial de transcritos de genes codificando proteínas putativas envolvidas no metabolismo de jasmonato (COI1) e de etileno (ET) em raízes com 4 SAI, e ácido salicílico (AS) em raízes com 12 SAI. Dos genes que apresentaram acúmulo de transcritos regulados pela micorrização foram escolhidos 12 genes: que codificam cisteina protease (meabolismo de proteínas); remorina (dinâmica celular); dehidroascorbato redutase, e proteína rica em hidroxiprolina (resposta ao estresse); duas proteína associadas a senecência; a horcolina (função não definida); COI1 (metabolismo de jasmonato); catalase, germina, glutationa (estresse oxidativo); quitinase (resposta de defesa), para analise de acúmulo de transcritos por qRT-PCR em 4, 6, 8, 10 e 12 SAI. Os resultados indicam que em etapas precoces do desenvolvimento das MAs são ativados genes que estão relacionados com a resposta ao estresse oxidativo e com metabolismo de fitohormônios, em etapas tardias esses genes mostraram diminução no acúmulo de transcritos. A análise dos padrões de expressão dos genes envolvidos no estabelecimento da simbiose poderia contribuir para elucidar os mecanismos genéticos que controlam a simbiose e poderiam facilitar a aplicação agrícola em larga escala dos FMAs / Arbuscular mycorrhizae (AM) are mutualistic symbiotic associations between fungi of the order Glomales and most of the terrestrial plants. The molecular mechanisms regulating AM development and efficiency are not well understood so that agricultural large scale application is so difficult. Although so many approaches are being used to the identification of differentially expressed genes in AMs, large scale analysis it must contributed to the knowledge of symbiosis molecular biology. The aim of this work was identify genes induced or suppressed in sugarcane roots colonized for G. clarum in low and high phosphorus (P) conditions, during symbiosis development. Using suppressive subtractive hybridization (SSH) was possible to detect 74 genes with differential significant expression in 12 weeks mycorrhized roots. In other hand a total of 386 genes were spotted into nylon membranes and differential expression was evaluated with probes of cDNA of 4 and 12 weeks. Macroarray hybridization shows increase of genes transcripts involved in jasmonate metabolism (COI1) and ethylene metabolism (ET) 4 weeks after inoculation, and in salycilic acid 12 weeks after inoculation. Twelve genes differentially expressed in mycorrhizal presences were choosen to analyse the expression with qRT-PCR in 4, 6, 8, 10 and 12 weeks after inoculation. A cistein protease (protein metabolism); a remorin (cellular dynamic), dehydroascorbate reductase, hidroxiproline rich protein (estress response); two proteins associated to senescence; a horcolin (unknown function); COI1 (jasmonate metabolism); catalase, germin, glutathione (oxidative estress); chitinase (defence response) were tested. The results showed that genes relationated with oxidative stress are activated in early stages of MAs development, and, in late stages these phytohormones metabolism related genes are suppressed. Patterns expression of genes involved in MAs development it must contributed to elucidate the genetics mechanisms controlling the symbiosis and it must facilitate large scale use of FMAs.

Orchids are characterized by producing minute endosperm-lacking seeds, which depend on mycorrhizal fungi for germination and embryo development. Some aclorophyllous orchids remain dependent on the mycorrhizal association for carbon acquisition during their whole life history, whereasother orchids develop photosynthesis. Despite the biological significance of orchid mycorrhiza, gene expression studies are lacking. We have used different highthroughput approaches in order to understanding the mechanisms regulating orchid mycorrhiza development and functioning. Firstly, we have used a 2D-LC-MS/MS approach coupled to isobaric tagging for relative and absolute quantification (iTRAQ) to identify proteins with differential accumulation in Oncidium sphacelatum at different stages of mycorrhizal protocorm development (achlorophyllous and green protocorms) after seed inoculation with a Ceratobasidium sp. isolate. Quantitative analysis showed that the expected changes in carbon metabolism in green protocorms were accompanied by enhanced accumulation of proteins involved in the modulation of reactive oxygen species homeostasis, defense related responses, phytoalexins and carotenoid biosynthesis, suggesting that orchid protocorms undergo profound metabolic changes during the switch from the fully mycoheterotrophic to the photosynthethic stage. Secondly, three different proteomic techniques were carried out in independent experiments aiming to identify changes in protein accumulation in mycorrhizal roots of the terrestrial orchid Oeceoclades maculata.Finally, O. maculatamycorrhizal roots were used for transcriptome analyses. The data revealed a strong increase in general stress responses, accompanied by changes in signaling pathways possibly related to fungal recognition and establishment of a compatible interaction. Some of the upregulated genes may be involved in the reorganization of cell structure, likely related to accommodation of the fungal symbiont in the plant roots. We have also observed in mycorrhizal roots up-regulation of genes involved in carbon metabolism, including glycolysis/gluconeogenesis and amino sugars metabolism, as well as genes involved innitrogen assimilation. The down-regulation of genes involved in the jasmonate and ABA transduction pathways, and key genes encoding anti-fungal proteins, such as chitinase and a mannose-specific binding lectin, strongly suggests an alleviation of plant defense responses in O. maculata mycorrhizal roots. In general, our data suggest that the physiology of an orchid mycorrhiza is more similar to a compatible interaction than to an arm-race between plant and fungi. Overall orchid mycorrhiza have proved to be a promising model for investigating plantfungal interactions and further studies should now address the specific roles of the genes showing differential regulation in this study. / As orquídeas são caracterizadas por produzirem sementes diminutas, que não possuem endosperma. Necessitam, portanto, da interação com fungos micorrízicos para germinação e desenvolvimento do embrião. Algumas orquídeas aclorofiladas se mantêm dependentes dos fungos micorrízicos para a aquisição de carbono, enquanto outras desenvolvem a maquinaria fotossintética. Apesar do significado biológico das micorrizas de orquídeas, alterações na expressão gênica e no acúmulo de proteínas foram altamente negligenciads nos últimos anos. Neste trabalho, foram utilizadas diferentes técnicas sequenciamento e identificação de genes e proteínas em larga-escala para acessar as alterações moleculares responsáveis pela regulação das micorrizas de orquídeas. Uma abordagem baseada em 2D-LC MS/MS acoplada a técnica de quantificação absoluta e relativa iTRAQ, foiutilizada para identificar proteínas com acúmulo diferencial em Oncidium sphacelatum em diferentes estágios do desenvolvimento do protocormo (protocormos aclorofilados versus protocormos fotossintetizantes), após inoculação com um fungo do gênero Ceratobasidium. As análises mostraram que, as alterações esperadas no metabolismo do carbono foram acompanhadas de um acúmulo aumentado de proteínas envolvidas na modulação de espécies reativas de oxigênio, respostas de defesa, biossíntese de fitoalexinas e carotenóides, sugerindo que os protocormos de orquídeas passam por profundas alterações metabolicas durante a transição do metabolismo micoheterotrófico para o fotossintético. Posteriormente foram utilizadas três diferentes técnicas de proteômica quantitativa para explorar alterações fisiológicas em raízes micorrizadas e não-micorrizadas de Oeceoclades maculata.Este estudo foi ampliado, pela utilização de uma abordagem transcritômica ao mesmo modelo biológico. Em conjunto, os dados revelaram um forte aumento em respostas relacionadas ao estresse, acompanhadas de alterações em vias de transdução de sinal possivelmente relacionadas ao reconhecimento do simbionte fúngico e estabelecimento de uma interação compatível. Alguns genes com expressão aumentada devem estar envolvidos na reorganização celular, provavelmente ligada a acomodação do simbionte fúngico nas raízes das plantas. Também foi observado o aumento de genes envolvidos no metabolismo do carbono e de açúcares aminados, juntamente a genes relacionados a assimilação de nitrogênio em raízes micorrizadas. A expressão diminuída de genes envolvidas nas vias do jasmonato e ácido abscícico, juntamente a genes-chave que codificam para proteínas anti-fúngicas sugerem fortemente uma atenuação das respostas de defesa da planta em raízes micorrizadas de Oeceoclades maculata. No geral, parece que as micorrizas de orquídeas são fisiológicamente mais próximas de uma simbiose compatível do que de uma interação unilateral em favor da planta. Sobretudo, este sistema biológico provou ser promissor para investigação de interações planta-fungo e, próximas pesquisas devem agora ser focadas em funções específicas dos genes que mostraram regulação diferencial neste estudo.

Orchids are characterized by producing minute endosperm-lacking seeds, which depend on mycorrhizal fungi for germination and embryo development. Some aclorophyllous orchids remain dependent on the mycorrhizal association for carbon acquisition during their whole life history, whereasother orchids develop photosynthesis. Despite the biological significance of orchid mycorrhiza, gene expression studies are lacking. We have used different highthroughput approaches in order to understanding the mechanisms regulating orchid mycorrhiza development and functioning. Firstly, we have used a 2D-LC-MS/MS approach coupled to isobaric tagging for relative and absolute quantification (iTRAQ) to identify proteins with differential accumulation in Oncidium sphacelatum at different stages of mycorrhizal protocorm development (achlorophyllous and green protocorms) after seed inoculation with a Ceratobasidium sp. isolate. Quantitative analysis showed that the expected changes in carbon metabolism in green protocorms were accompanied by enhanced accumulation of proteins involved in the modulation of reactive oxygen species homeostasis, defense related responses, phytoalexins and carotenoid biosynthesis, suggesting that orchid protocorms undergo profound metabolic changes during the switch from the fully mycoheterotrophic to the photosynthethic stage. Secondly, three different proteomic techniques were carried out in independent experiments aiming to identify changes in protein accumulation in mycorrhizal roots of the terrestrial orchid Oeceoclades maculata.Finally, O. maculatamycorrhizal roots were used for transcriptome analyses. The data revealed a strong increase in general stress responses, accompanied by changes in signaling pathways possibly related to fungal recognition and establishment of a compatible interaction. Some of the upregulated genes may be involved in the reorganization of cell structure, likely related to accommodation of the fungal symbiont in the plant roots. We have also observed in mycorrhizal roots up-regulation of genes involved in carbon metabolism, including glycolysis/gluconeogenesis and amino sugars metabolism, as well as genes involved innitrogen assimilation. The down-regulation of genes involved in the jasmonate and ABA transduction pathways, and key genes encoding anti-fungal proteins, such as chitinase and a mannose-specific binding lectin, strongly suggests an alleviation of plant defense responses in O. maculata mycorrhizal roots. In general, our data suggest that the physiology of an orchid mycorrhiza is more similar to a compatible interaction than to an arm-race between plant and fungi. Overall orchid mycorrhiza have proved to be a promising model for investigating plantfungal interactions and further studies should now address the specific roles of the genes showing differential regulation in this study. / As orquídeas são caracterizadas por produzirem sementes diminutas, que não possuem endosperma. Necessitam, portanto, da interação com fungos micorrízicos para germinação e desenvolvimento do embrião. Algumas orquídeas aclorofiladas se mantêm dependentes dos fungos micorrízicos para a aquisição de carbono, enquanto outras desenvolvem a maquinaria fotossintética. Apesar do significado biológico das micorrizas de orquídeas, alterações na expressão gênica e no acúmulo de proteínas foram altamente negligenciads nos últimos anos. Neste trabalho, foram utilizadas diferentes técnicas sequenciamento e identificação de genes e proteínas em larga-escala para acessar as alterações moleculares responsáveis pela regulação das micorrizas de orquídeas. Uma abordagem baseada em 2D-LC MS/MS acoplada a técnica de quantificação absoluta e relativa iTRAQ, foiutilizada para identificar proteínas com acúmulo diferencial em Oncidium sphacelatum em diferentes estágios do desenvolvimento do protocormo (protocormos aclorofilados versus protocormos fotossintetizantes), após inoculação com um fungo do gênero Ceratobasidium. As análises mostraram que, as alterações esperadas no metabolismo do carbono foram acompanhadas de um acúmulo aumentado de proteínas envolvidas na modulação de espécies reativas de oxigênio, respostas de defesa, biossíntese de fitoalexinas e carotenóides, sugerindo que os protocormos de orquídeas passam por profundas alterações metabolicas durante a transição do metabolismo micoheterotrófico para o fotossintético. Posteriormente foram utilizadas três diferentes técnicas de proteômica quantitativa para explorar alterações fisiológicas em raízes micorrizadas e não-micorrizadas de Oeceoclades maculata.Este estudo foi ampliado, pela utilização de uma abordagem transcritômica ao mesmo modelo biológico. Em conjunto, os dados revelaram um forte aumento em respostas relacionadas ao estresse, acompanhadas de alterações em vias de transdução de sinal possivelmente relacionadas ao reconhecimento do simbionte fúngico e estabelecimento de uma interação compatível. Alguns genes com expressão aumentada devem estar envolvidos na reorganização celular, provavelmente ligada a acomodação do simbionte fúngico nas raízes das plantas. Também foi observado o aumento de genes envolvidos no metabolismo do carbono e de açúcares aminados, juntamente a genes relacionados a assimilação de nitrogênio em raízes micorrizadas. A expressão diminuída de genes envolvidas nas vias do jasmonato e ácido abscícico, juntamente a genes-chave que codificam para proteínas anti-fúngicas sugerem fortemente uma atenuação das respostas de defesa da planta em raízes micorrizadas de Oeceoclades maculata. No geral, parece que as micorrizas de orquídeas são fisiológicamente mais próximas de uma simbiose compatível do que de uma interação unilateral em favor da planta. Sobretudo, este sistema biológico provou ser promissor para investigação de interações planta-fungo e, próximas pesquisas devem agora ser focadas em funções específicas dos genes que mostraram regulação diferencial neste estudo.

O feijão-comum (Phaseolus vulgaris) é atacado por uma gama de patógenos que afetam a produtividade das lavouras e a qualidade dos grãos. Dentre os patógenos de importância econômica para a cultura no Brasil, destaca-se o nematoide das galhas (Meloidogyne incognita). Embora haja relatos sobre a avaliação de cultivares na presença de M. incognita, as fontes de resistência tem se mostrado pouco efetivas. Por isso, pesquisas que possibilitem um melhor entendimento sobre a interação planta-nematoide são de extrema valia e devem nortear novas estratégias para o melhoramento do feijoeiro. Assim, no presente estudo, 18 cultivares de P. vulgaris foram avaliadas quanto à resistência a M. incognita raça 3, sendo que quatro comportaram-se como pouco suscetíveis, 11 como moderadamente suscetíveis e três altamente suscetíveis. A cultivar IPR Saracura mostrou menor grau de suscetibilidade e foi, então, usada na construção de 12 bibliotecas de RNAseq, visando à identificação dos genes envolvidos na reposta à infecção pelo nematoide. Foram adotados dois tratamentos, 4 e 10 DAI (dias após inoculação), compostos de plantas inoculadas e controles. Primeiramente, realizou-se o mapeamento dos transcritos de cada biblioteca, tomando como referência o genoma de P. vulgaris (G19833), o que resultou na identificação de 27.195 unigenes. Em seguida, foi realizada a quantificação da expressão dos transcritos mapeados e genes diferencialmente expressos foram identificados. No total, 191 genes do hospedeiro apresentaram expressão diferencial, considerando-se: i) o tratamento inoculado em relação ao controle; ii) a razão de expressão (Fold Change - FC) mínima absoluta igual a 4; iii) o nível de significância ? = 0,05. Do total, 120 genes foram identificados aos 4 DAI e 71 aos 10 DAI. As sequências mapeadas foram contrastadas àquelas dos bancos de dados NCBI e TAIR, usando a ferramenta BLASTx e, posteriormente, anotadas usando os softwares Blast2GO e MapMan. Detectou-se similaridade com genes codificadores de proteínas conhecidas para 90% (24.604/27.195) dos unigenes, sendo que 69% (16.991/24.604) deles foram anotados. Quanto à expressão diferencial, 98% (188/191) dos transcritos mostraram similaridade com proteínas conhecidas e 67% (127/188) puderam ser anotados. Os transcritos foram atribuídos a diferentes categorias funcionais putativas, predominando o termo ontológico \'processos metabólicos\', em ambas as plataformas. A anotação dos genes na plataforma MapMan mostrou abundância das categorias da via de resposta a estresse, com predominância de genes de defesa superexpressos aos 4 DAI e reprimidos aos 10 DAI. Por fim, 10 genes mostraram expressão diferencial tanto aos 4 como aos 10 DAI: sete deles foram estáveis, sendo superexpressos nas plantas inoculadas, e três apresentaram comportamentos opostos nos momentos avaliados. Ênfase foi dada a um gene que codifica uma \'probable inactive ADP-ribosyltransferase\' e a quatro genes de resposta a ferimento. / The common bean (Phaseolus vulgaris) is attacked by a range of pathogens, which affect crop yield and the quality of grains. Among the pathogens of economic significance to the crop in Brazil, the root-knot nematodes (Meloidogyne incognita) deserve attention. Though there are some reports on cultivar evaluation in presence of M. incognita, the resistance sources have not being effective. Therefore, it is of valuable importance research projects that could lead to a better understanding of plant-nematode interaction and to indicate new strategies for common bean breeding. In the present study, 18 cultivars of P. vulgaris were evaluated in regard to their resistance to M. incognita race 3; four were less susceptible, 11 moderately susceptible, and three were highly susceptible. \'IPR Saracura\' behaved as the less susceptible cultivar and then was selected for the construction of 12 RNAseq libraries, aiming at the identification of genes differentially expressed in response to nematode infection. Two treatments were adopted, 4 and 10 days after inoculation (DAI), each comprised of inoculated and control plants. Firstly, the transcripts were mapped to the reference genome of P. vulgaris (G19833), resulting in the identification of 27,195 unigenes. Then, the mapped transcript\'s expression was quantified and differentially expressed genes were identified. In total, 191 genes of the host plant showed differential expression taking into consideration: i) the inoculated treatments in relation to their control; ii) an absolute fold change (FC) >= 4; iii) a level of significance ? = 0,05. Of the total, 120 genes were detected at 4 DAI and 71 at 10 DAI. The mapped sequences were compared against those deposited in NCBI and TAIR databanks using BLASTx and subsequently annotated using Blast2GO and MapMan softwares. Similarity to known proteins was detected for 90% of the unigenes (24,604/27,195) and 69% (16,991/24,604) of them were annotated. Regarding assessing differential expression, 98% (188/191) of the transcripts showed similarity to known proteins and 67% (127/188) were annotated. Transcripts were attributed to different putative functional categories and the ontological term \'metabolic process\' was predominant within both platforms. Gene annotation within MapMan platform showed predominance of stress-related pathway categories, with prevalence of defense genes overexpressed at 4 DAI and repressed at 10 DAI. Finally, 10 genes showed differential expression at both 4 and 10 DAI: seven were stably overexpressed in the inoculated plants, and three showed an opposite behavior regarding the evaluation periods. Attention was given to a gene encoding a probable inactive ADP-ribosyltransferase and four genes related to wound response.