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Previous issue date: 2016-07-15 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Guarana from Amazonia is much appreciated for its medicinal and energizing properties, and the Amazonas state is the second national contribution in production. However, this production has been affected by a major disease of culture: the overbudding, whose causal agent is the fungus Fusarium decemcellulare. The symptoms of the disease are overbudding, hyperplasia and hypertrophy floral and stem galls. In other studies, the development of symptoms similar to those overbudding’s symptoms is associated to production, or modulation, of auxin hormone by the pathogen. Thus, this study aimed identify genes from biosynthesis pathways of auxin hormone in Fusarium decemcellulare and analyze differences between transcriptomic profiles of homothallic and heterothallic individuals. Twelve libraries were sequenced referring to six biological replicates (three homothallic individuals and three heterothallic individuals) for each growth condition: BD and MS media. Quality control of reads was carried out by Trimmomatic-0.33, FastQC and SortMeRNA softwares. Mapping reads to reference genome was done with TopHat2 software and the transcriptome assembly in each condition, as well as differential expression, were performed using the Cufflinks package (Cufflinks, Cuffmerge and Cuffdiff). Functional annotation of transcripts was performed by KEGG Automatic Annotation Server (KAAS) and Blast2GO. To verify the ability to synthesize auxin, FDC200 and CML2241 were grown in MS medium, which was then analyzed by ultra performance liquid chromatography. Genes from two putative auxin biosynthesis pathway were identified at genomic and transcriptomic levels: the indole-acetaldehyde pathway, its deviation and the tryptamine pathway. The expression of these genes was detected in both individuals, heterothallic and homothallic. A gene from a putative aminocyclopropane (ACC) deaminase also has been identified at genomic and transcriptomic levels, which is responsible for degrading the precursor of hormone ethylene, ACC. Furthermore, the auxin hormone was detected in the MS medium, where FDC200 and CML2241 were grown, confirming biosynthesis of IAA (indole-3-acetic acid) by the fungus. Therefore, the data obtained suggest the use of auxin biosynthesis and blocking of plant ethylene production by Fusarium decemcellulare to evade the host defense system, and the symptoms of overbudding in guarana plant would be a consequence of hormonal imbalance caused by the fungus. / O guaraná da Amazônia é muito apreciado por suas propriedades medicinais e energéticas, sendo o Amazonas a segunda contribuição nacional na produção. Esta produção, entretanto, acaba sendo afetada por uma das principais doenças da cultura: o superbrotamento, que tem como agente causal o fungo Fusarium decemcellulare. Os sintomas da doença são: o superbrotamento de gemas, a hiperplasia e hipertrofia floral e as galhas do caule. Em diversos estudos, associa-se sintomas semelhantes aos do superbrotamento a uma produção, ou ainda modulação, do hormônio auxina por parte do patógeno. Assim, o objetivo deste trabalho foi de identificar genes de vias de síntese do hormônio auxina em Fusarium decemcellulare e analisar diferenças entre perfis transcriptômicos de isolados homotálicos e heterotálicos. Foram sequenciadas 12 bibliotecas, referentes a seis réplicas biológicas (três isolados homotálicos e três isolados heterotálicos de F. decemcellulare) para cada condição de crescimento: meios BD e MS. O controle de qualidade das reads foi realizado pelos softwares Trimmomatic-0.33, FastQC e SortMeRNA. O mapeamento de reads no genoma de referência foi realizado com o software TopHat2 e a montagem do transcriptoma final em cada condição, bem como o cálculo de expressão diferencial, foram realizados através do pacote Cufflinks (Cufflinks, Cuffmerge e Cuffdiff). A anotação funcional dos transcritos foi realizada através das ferramentas KEGG Automatic Annotation Server (KAAS) e Blast2GO. Para verificar a habilidade de F. decemcellulare em sintetizar auxina, os isolados FDC200 e CML 2241 foram crescidos em meio MS, o qual foi posteriormente analisado por meio de cromatografia líquida de ultra performance. Foram identificados, a nível genômico e transcriptômico, duas putativas vias de síntese do hormônio auxina: a via do indol-acetaldeído, mais o desvio desta via, além da via da triptamina. A expressão destes genes foi detectada tanto em indivíduos heterotálicos, quanto em homotálicos. Foi identificado ainda, também a nível genômico e transcriptômico, um gene de uma putativa aminociclopropano (ACC) deaminase, responsável por degradar o precursor do hormônio etileno, o ACC. Além disso, o hormônio auxina foi detectado no meio de cultura MS, onde foram crescidos os isolados FDC200 e CML2241, confirmando biossíntese por parte do fungo. Os dados aqui obtidos sugerem, portanto, que Fusarium decemcellulare estaria se utilizando da síntese de auxina e bloqueio da produção de etileno da planta para burlar o sistema de defesa da hospedeira, sendo os sintomas do
superbrotamento em guaranazeiro uma consequência do desequilíbrio hormonal causado pelo fungo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:http://localhost:tede/5544 |
| Date | 15 July 2016 |
| Creators | Lobo, Igor Kelvyn Cavalcante |
| Contributors | Silva, Gilvan Ferreira da, Yamagishi, Michel Eduardo Beleza, Silva, Gilvan Ferreira da, Ghelfi, Andrea, Hanada, Rogério Eiji |
| Publisher | Universidade Federal do Amazonas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, UFAM, Brasil, Instituto de Ciências Biológicas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM, instname:Universidade Federal do Amazonas, instacron:UFAM |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 32215883775770440, 600, 500, 1984485651082134923 |
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