Em cana-de-açúcar, a colonização do caule por fungos oportunistas, como Fusarium verticillioides e Colletotrichum falcatum, geralmente ocorre após o ataque da lagarta de Diatraea saccharalis. As plantas respondem ao ataque de insetos pela indução e acúmulo de um grande conjunto de proteínas de defesa. Dois homólogos de uma proteína da cevada induzida por ferimento (BARWIN) são conhecidos em cana-de-açúcar, SUGARWIN1 e SUGARWIN2 (sugarcane wound-inducible proteins). Embora a função da proteína BARWIN não tenha sido totalmente estabelecida, propriedades antifúngicas foram descritas para uma série de homólogos. As SUGARWINs estão localizadas no retículo endoplasmático e no espaço extracelular. A indução de seus transcritos ocorre em resposta ao ferimento mecânico, ataque de D. saccharalis e tratamento com metil jasmonato, mas não pela infecção de patógenos. Os transcritos de SUGARWIN são induzidos tardiamente em cana-de-açúcar e são restritos aos locais onde ocorrem os danos. Apesar de transcritos de SUGARWIN1 e 2 serem altamente induzidos pelo ataque de D. saccharalis a proteína em si não possui efeito sobre o desenvolvimento do inseto. Neste trabalho demonstra-se que SUGARWIN2 recombinante causa alterações na morfologia de F. verticillioides e C. falcatum, produzindo aumento da vacuolização, vários pontos de fratura, liberação de material intracelular e formando calos na região dos séptos, culminando na morte destes fungos por apoptose. A SUGARWIN2 recombinante não apesenta efeito em outros fungos, como Saccharomyces cerevisiae e Aspergillus nidulans. Os resultados sugerem que, no curso da evolução genes de SUGARWIN foram recrutados pela cana-de-açúcar para se proteger de fungos oportunistas que, geralmente, penetram na cana após o dano causado pelo inseto. / In sugarcane fields, colonization of the stalk by opportunistic fungi, like Fusarium verticillioides and Colletotrichum falcatum, usually occurs after the attack of Diatraea saccharalis caterpillars. Plants respond to insect attack by inducing and accumulating a large set of defense proteins. Two homologues of a barley wound-inducible protein (BARWIN) are known in sugarcane, SUGARWIN1 and SUGARWIN2 (sugarcane wound-inducible proteins). Although BARWIN protein function has not been fully established, antifungal properties have been described for a number of homologues. The SUGARWINs are located in the endoplasmic reticulum and in the extracellular space of sugarcane plants. The induction of SUGARWIN transcripts occurs in response to mechanical wounding, D. saccharalis damage, and methyl jasmonate treatment but not to pathogen infection. SUGARWIN transcripts are late induced and are restricted to the wound site. Although SUGARWIN transcripts increased after insect attack, the protein itself did not show any effect on insect development. This work shows that recombinant SUGARWIN2 altered F. verticillioides and C. falcatum morphology increasing vacuolization, points of fractures, leaking of intracellular material, leading to the apoptosis of the germlings. Recombinant SUGARWIN2 do not show any effect in other fungus like Saccharomyces cerevisiae and Aspergillus nidulans. The results suggest that, in the course of evolution, SUGARWIN genes were recruited by sugarcane to protect the plant from fungi that typically penetrate the plant stalk after insect damage.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-25032013-161313 |
| Date | 04 February 2013 |
| Creators | Franco, Flávia Pereira |
| Contributors | Silva Filho, Marcio de Castro |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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