Identificação de proteínas diferencialmente expressas em folhas de soja (Glycine max (L.) Merrill) em resposta a Phakopsora pachyrhizi.

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Pereira, Mateus Rodrigues
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Análises quantitativas e moleculares do Genoma; Biologia das células e dos tecidos; Doutorado em Biologia Celular e Estrutural; UFV
• Palavras-chave em Português: Ferrugem asiática da soja; Proteômica; Eletroforese 2D; Espectrometria de massa; MALDI; Asian soybean rust; Proteomic; 2D electrophoresis; Mass spectrometry; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/247

A ferrugem asiática da soja (FAS), cujo agente causal é o fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow, é considerada uma das doenças mais agressivas à cultura, pois ainda não há cultivares comerciais imunes ao patógeno. O mecanismo de controle da doença mais utilizado é o uso de fungicidas, o que aumenta o custo de produção e acarreta em problemas ambientais. O controle das doenças de plantas por meio de resistência genética é a forma mais eficaz e econômica. Estudos genômicos e proteômicos têm sido feitos para o entendimento molecular da resposta do hospedeiro ao patógeno, porém, ainda há poucas informações sobre a base molecular da interação entre o agente causal da FAS e a soja, as quais são necessárias para assistir o melhoramento genético no desenvolvimento de cultivares resistentes. Neste trabalho, por meio do uso da eletroforese bidimensional associada à espectrometria de massas, foram identificadas dez proteínas diferencialmente expressas em folhas de soja em resposta à inoculação com esporos de P. pachyrhizi. Foram avaliados dois genótipos (PI561356 com resistência parcial e Embrapa 48, suscetível) em dois tempos após a inoculação (72h e 192h). Para cada tempo e genótipo foram coletadas folhas de plantas controle não inoculadas. A anidrase carbônica, 1-desoxi-D-xilulose-5-fosfato-redutoisomerase (DXR) e subunidade A da gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase (GAPDHa) foram mais expressas no genótipo suscetível 192 h após inoculação (h.a.i.) quando comparado ao controle. No tempo de 72 h.a.i., foram identificadas sete proteínas diferencialmente expressas quando o genótipo resistente inoculado foi comparado ao não inoculado: proteína tumoral controlada traducionalmente, gama glutamil hidrolase, proteína ribossomal 30S de cloroplasto, fator de elongação 1-alfa, proteína de ligação à subunidade beta da Rubisco (menos expressas no inoculado), glutamina sintetase e frutose bisfosfato aldolase (mais expressas no inoculado). Algumas destas estão envolvidas com rotas metabólicas de defesa do hospedeiro ao ataque de patógenos. Estudos prévios indicam que a anidrase carbônica é uma das proteínas efetoras do ácido salicílico (AS) que exerce um importante papel nas respostas de defesa local e sistêmica. Outros trabalhos demonstram que a enzima DXR é ponto-chave na rota de síntese de fitoalexinas que são isoprenóides envolvidos na defesa contra ataque de patógenos. A frutose bisfosfato aldolase participa do metabolismo das pentoses fosfato, que é uma das vias principais para a produção de compostos fenólicos responsáveis pela ativação de mecanismos de defesa. A glutamina sintetase atua no metabolismo de nitrogênio e estudos indicam que a redução nos níveis de nitrogênio aumenta a suscetibilidade a patógenos. O aumento da expressão de GAPDHa é uma evidência do acúmulo de intermediários reativos do oxigênio como parte de um dos mecanismos de resposta da resistência adquirida sistêmica (RAS) contra o ataque de patógenos. Em concordância com outros trabalhos, a fotossíntese e a síntese global de proteínas tendem a diminuir em certos tempos de inoculação, o que observamos quando a proteína de ligação à subunidade beta da Rubisco, a proteína ribossomal 30S de cloroplasto e fator de elongação 1-alfa foram menos expressos no genótipo PI561356 72 h.a.i. Apesar do papel da proteína tumoral controlada traducionalmente, em resposta a infecção por patógenos, ser ainda desconhecido, foram observadas, em outros trabalhos, alterações na expressão desta proteína em resposta a diferentes condições fisiológicas da célula. A expressão de proteínas da seiva do xilema pode ser alterada como foi o caso da gama glutamil hidrolase menos expressa no genótipo PI561356 72 h.a.i. Resultados de outros trabalhos mostram que alterações na expressão de proteínas da seiva do xilema inibem o desenvolvimento de patógenos em plantas. Os genes que codificam as enzimas anidrase carbônica e DXR, que foram mais expressas em folhas de soja no genótipo Embrapa 48, 192 h.a.i., foram também analisados in silico. A expressão destes genes foi detectada em bibliotecas de EST (Expressed Sequence Tags) de folhas de soja inoculadas com P. pachyrhizi. Estes resultados contribuem para o aumento das informações necessárias ao entendimento do mecanismo de resposta da soja a P. pachyrhizi.