Sequenciamento do genoma de Colletotrichum lindemuthianum e identificação de genes candidatos a efetores

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Queiroz, Casley Borges de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Microbiologia Agrícola
• Palavras-chave em Português: Colletotrichum lindemuthianum; Fungos fitopatogênicos; Genoma; Antracnose; Microbiologia
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31488

Colletotrichum é um gênero de fungo que compreende centenas de espécies amplamente distribuídas pelo mundo. Muitas dessas espécies além de serem fitopatógenos de grande importância econômica, representam modelos para a identificação de genes relacionados com a patogenicidade e virulência de patógenos hemibiotróficos. Apesar disso, até o momento, poucos genomas de espécies de Colletotrichum foram sequenciados e anotados. Colletotrichum lindemuthianum, agente causal da antracnose no feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris), adota um estilo de parasitismo hemibiotrófico durante a infecção do feijoeiro e representa um dos grupos de patógenos mais devastadores para essa cultura. Neste trabalho é reportado o sequenciamento do genoma nuclear e a anotação e análise do genoma mitocondrial de dois isolados de C. lindemuthianum (83.501 e 89 A2 2-3). Além disso, realizou-se a predição in silico dos genes relacionados ao repertório de proteínas candidatas à efetoras no genoma nuclear de dez espécies de Colletotrichum, incluindo C. lindemuthianum. Os genomas nucleares dos isolados de C. lindemuthianum possuem um tamanho total de 97,4 Mb (83.501) e 99,16 Mb (89 A 2 2-3), sendo até o momento os maiores genomas de espécies de Colletotrichum já sequenciados, e codificam um total de 11.627 (89 A2 2-3) e 11.673 (83.501) proteínas. Os tamanhos dos genomas mitocondriais foram 37.440 pb (83.501) e 37.446 pb (89 A2 2-3). A diferença de seis nucleotídeos entre os dois genomas é o resultado de uma deleção no gene rps3 no isolado 83.501 e foi observada uma troca de adenina por guanina na posição 3.457 no genoma mitocondrial do isolado 83.501, dentro do gene rps3 (proteína ribosomal S3). Ambos possuem um total de 53 genes, incluindo genes que codificam proteínas, RNAs transportadores, RNAs ribossomais e open reading frame não conservadas (ncORF). O genoma mitocondrial de C. lindemuthianum foi comparado com os genomas mitocondriais de sete espécies do gênero pertencentes aos clados acutatum, graminicola, orbiculare e gloeosporioides. Quatorze genes core mitocondriais em Colletotrichum spp. não apresentam sintenia. As ncORF variam em número e são codificadas por ambas as fitas. As regiões intergênicas possuem tamanho similares, exceto nas espécies do clado gloeosporioides, e o número de introns foi altamente variável e codificam um total de até nove endonucleases homing. A variação no tamanho dos genomas mitocondriais é devida principalmente as ncORF e introns do grupo I. O total de genes candidatos a efetores preditos a partir da montagem dos genomas nucleares em ambos isolados de C. lindemuthianum foi de 324. Entre as nove espécies analisadas, o total variou de 247 em Colletotrichum graminicola até 446 em Colletotrichum orbiculare. A maioria das sequências de aminoácidos codificados pelos genes candidatos à efetores (até 91,4% no caso de Colletotrichum fioriniae) apresentou homologia com proteínas não caracterizadas. Um total de 28 grupos de sequências de aminoácidos (total de 43 sequências de aminoácidos) codificadas por genes candidatos a efetores em C. lindemuthianum possuem sequências homólogas em todas as outras nove espécies de Colletotrichum. Foram encontrados 12 domínios conservados em todas as 10 espécies. Foram identificados também sequências de aminoácidos com presença de domínios conservados ainda não relatado para proteínas efetoras de Colletotrichum spp., o que permitiu sugerir papeis putativos para essas efetoras. A transcrição de seis genes candidatos a efetores de C. lindemuthianum foi avaliada por meio de Real- time RT-PCR. Todos os genes selecionados tiveram o mesmo padrão de expressão, sendo maior na fase biotrófica de crescimento do fungo no feijoeiro. Este trabalho disponibiliza informações importantes que podem auxiliar a compreensão da biologia e das estratégias de infecção utilizadas por espécies do gênero Colletotrichum.