Acesso ao microbioma de cana-de-açúcar por análise de seu transcritoma e possíveis fatores moduladores

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, Rafael Correia da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: RNA-Seq; Metatranscriptoma; Microrganismos; NGS; Expressão gênica
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192644

O conjunto de microrganismos que vivem junto das plantas é chamado de microbioma ou fitomicrobioma, e exerce diversos papéis conjuntamente com seu hospedeiro inclusive para a manutenção da saúde conjunta, considerando que co-evoluíram juntos, como um holobionte e, portanto, podem ter desenvolvido mecanismos de adaptação mútua. No presente trabalho, exploramos a diversidade do microbioma de cana-de-açúcar pela mineração de dados de RNA-Seq: realizamos atribuição taxonômica às sequências daqueles organismos que foram sequenciados conjuntamente com as plantas, mas que não foram analisados em nenhum ponto. Dados de 15 acessos do SRA contendo 246 bibliotecas foram obtidos, totalizando 841 Gigabases. As leituras dessas bibliotecas foram processadas, montadas em sequências a fim de reconstruir as moléculas de RNA e passaram por processo de atribuição taxonômica com o Kraken2 usando um banco de referência expandido personalizado, gerando uma contagem de organismos por biblioteca, sendo que os \textit{taxa} microbianos foram quantificados a partir da identificação de 09 milhões de leituras correspondentes. Como prova de conceito do método, validamos diversas observações que já existiam sobre a diversidade do microbioma da cana-de-açúcar. Revelamos que em todas as plantas, há uma presença quase ubíqua de bactérias Gammaproteobacteria, especialmente Pseudomonas e Xanthomonas e de fungos Ascomycota. Além disso, que a diversidade é alterada pela natureza do estresse na planta, hídrico ou biológico, e que os maiores moduladores da comunidade são o compartimento vegetal e o tipo de estresse implicado. Também observamos um conjunto de organismos original cuja atividade foi correlacionada negativamente e positivamente à doença do carvão, causada por Sporisorium scitamineum, potencialmente antagonista do causadora da doença. Adicionalmente, detectamos microrganismos ativos diferencialmente abundantes entre os tratamentos, inclusive naqueles em que foi feita infecção induzida da planta. Por fim, foram montadas de novo sequências de vírus nas bibliotecas mineradas, recuperamos porções genômicas de vírus típicos de cana-de-açúcar inclusive a sequência completa de Sugarcane yellow leaf virus, ScYLV. Tomados juntos, os resultados permitiram detectar os participantes de alta prevalência no microbioma da cana-de-açúcar, e também revelar algumas condições que selecionam membros da comunidade, sendo que o método pode ser aplicado amplamente para investigação dessa interação planta-microbioma. Dessa forma, sugerimos a realização de análises conjuntas da expressão gênica dos microrganismos e seus hospedeiros, considerando esses dados de RNA-Seq de plantas que contêm vestígios do fitomicrobioma.