Genômica comparativa e potenciais mecanismos de patogenicidade de Pseudomonas que infectam o cafeeiro em Minas Gerais, Brasil - Alves, Francisco Henrique Nunes da Silva (2019)
As manchas bacterianas causadas por Pseudomonas syringae pv. garcae (Psgc), P. syringae pv. tabaci (Psta) e Pseudomonas cichorii (Pch) são umas das principais doenças bacterianas que comprometem a produção de café no Brasil. Para entender a diversidade genética e os mecanismos subjacentes à patogenicidade destas espécies/patovares bacterianas, este estudo primeiro (Capítulo 1) demonstrou as suas organizações genômicas, encontrou regiões de sintenia e diferenças nas sequencias, com marcada ocorrência de transposições, deleções/inserções e inversões. Comparação entre os proteomas das espécies/patovares, revelou 581 proteínas exclusivas de Psgc, 834 exclusivas de Psta, 1486 exclusivas de Pch e 3424 comuns entre os três patógenos bacterianos. Análise do pangenoma e árvores filogenéticas, baseadas no conteúdo gênico do pangenoma e SNP do genoma core, determinou que as espécies/patovares bacterianas possuem plasticidade genômica. Mediante análise filogenética baseada em identidade média de nucleotídeos (ANIb) as espécies/patovares foram separadas em distintos clados. Assim, os resultados deste estudo indicaram que as bactérias patogênicas ao cafeeiro apresentam alta diversidade genética. Na segunda parte (Capítulo 2), uma análise comparativa dos sistemas de secreção e efetores do tipo III desses fitopatógenos foi realizada, usando como referencia o cluster de genes hrp/hrc da bactéria modelo P. syringae pv. tomato DC3000 (Pst DC3000). Encontrou-se que os genes hrpA, hrpD, hrpF, hrG, hrcQa e hrpJ de Psgc não possuíram identidade de sequência quando comparados com os genes do cluster de Pst DC3000, enquanto os demais genes identificados possuíram identidade de sequência que variaram de 26 a 98%. Em Psta os genes hrcJ, hrpG, hrcS, hrpP, hrpQ e hrpJ não obtiveram similaridade com os genes do cluster de Pst DC3000, enquanto os demais genes identificados possuíram identidades de sequência que variam de 41 a 94%. Em Pch, poucos genes mostraram identidade de sequência com os genes do cluster de Pst DC3000, variando de 27 a 58%. Comparações entre os pansecretomas do tipo III das diferentes espécies/patovares mostrou que de 46 famílias de efetores identificados em Psgc, as famílias avrB, avrPto, hopY, hopZ, hopAI, hopAU, hopBI, hopAJ, hopH, hopAF, hopBF e 10 possíveis novos efetores foram exclusivos. Em Psta, das 43 famílias de efetores identificados, somente foram exclusivos hopI, hopM, hopQ, hopAB, hopAZ e 13 novos candidatos à efetores. Em Pch, hopA, hopB, hopBN e 10 possíveis novos efetores foram exclusivos. Foi observado que avrE foi a única família de efetores compartilhada entre as três espécies/patovares bacterianas. Assim, os resultados indicam que o efetor avrE pode possuir papel fundamental nas interações dessas bactérias com o cafeeiro, e a descoberta de novos efetores pode ajudar a entender como cada espécie/patovar se adaptou ao hospedeiro. Por último (Capítulo 3) pretendendo encontrar os mecanismos de adaptação comuns entre as Pseudomonas patogênicas ao cafeeiro, identificou-se as proteínas secretadas pelo sistema de secreção do tipo II (T2SS) e potenciais efetores do tipo II (T2SE). Foi identificada a presença de 368 proteínas não redundantes que possuíram sinal de secreção de tipo II e ausência de domínio transmembranar em Psgc, 420 em Psta e 459 em Pch. Comparando os três pansecretomas do T2SS, foi observado que 240 proteínas estiveram presentes em todas as espécies/patovares analisadas. No entanto, muitas proteínas tiveram anotações relacionadas com funções associadas a membranas, pilus ou flagelo. Filtragem das proteínas associadas com essas estruturas bacterianas revelou T2SE candidatos com atividades enzimáticas potenciais, que ainda não têm sido relatadas como importantes para a patogenicidade bacteriana. Este trabalho proporciona resultados que servem como ponto de partida para pesquisas futuras, visando obter conhecimento sobre a diversidade genética e os mecanismos moleculares que conferem a capacidade de causar doença no cafeeiro aos patógenos Psgc, Psta e Pch. Esses resultados podem também ser úteis para desenvolver novas estratégias que visem controlar os patógenos bacterianos que causam manchas foliares em plantas de café no futuro. Palavras-chave: Pseudomonas Pseudomonas syringae pv. tabaci. cichorii. Pseudomonas syringae pv. garcae