Genoma de Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae: montagem, anotação e busca por efetores relacionados à bacteriose

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Main Author: Maciel, Agnes de Oliveira
Publication Date: 2025
Format: Master thesis
Language: por
Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
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Summary: O gênero Xanthomonas spp. inclui as mais importantes bactérias fitopatogênicas, capazes de infectar mais de 400 espécies vegetais. A bactéria Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Xap) é responsável por causar perdas significativas em lavouras de maracujás, resultando em prejuízos econômicos aos agricultores, devido à ausência de controle químico eficaz. A compreensão da base molecular desse patógeno é essencial para identificar os genes envolvidos na virulência, possibilitando o desenvolvimento de estratégias via edição gênica para produção de cultivares resistentes à Xap. Neste estudo, realizamos a primeira montagem e anotação do genoma de Xap M-129, utilizando o sequenciamento de terceira geração Oxford Nanopore MinIon, que permitiu explorar a arquitetura genômica, identificar elementos genéticos móveis e efetores relacionados à virulência. O genoma de Xap é composto por um cromossomo de 5 Mb e cinco plasmídeos, dos quais dois apresentam três efetores TALEs AvrBs3, além de genes Hrp (relacionados ao T3SS) e genes VirB (relacionados ao T4SS), ambos associados à transferência de genes de virulência e na patogenicidade. Com a obtenção do genoma foi construída a primeira árvore filogenética MLSA com sequências de X. axonopodis e com a inclusão do patovar passiflorae, permitindo identificar sua proximidade com X. axonopodis Xac29-1. Para investigar a relação dos efetores TALEs com a incidência de bacteriose em plantas de Passiflora alata (maracujá-doce), foram utilizadas ferramentas computacionais para identificação das sequências de resíduos variáveis (RVDs) dos três efetores e analisadas na ferramenta PrediTALE presente no software AnnoTALE. As sequências RVDs foram comparadas com os genes expressos em P. alata durante a infecção por Xap, SWEET10 e LOB1. Os resultados obtidos in silico demonstraram que os efetores AvrBs3 apresentam alta compatibilidade com os genes expressos na planta, desencadeando sua expressão e contribuindo para a suscetibilidade e progressão da doença em plantas suscetíveis. Este estudo fornece informações valiosas para a compreensão da interação molecular Xap-P. alata e para o desenvolvimento de estratégias de manejo para a bacteriose.
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Neste estudo, realizamos a primeira montagem e anotação do genoma de Xap M-129, utilizando o sequenciamento de terceira geração Oxford Nanopore MinIon, que permitiu explorar a arquitetura genômica, identificar elementos genéticos móveis e efetores relacionados à virulência. O genoma de Xap é composto por um cromossomo de 5 Mb e cinco plasmídeos, dos quais dois apresentam três efetores TALEs AvrBs3, além de genes Hrp (relacionados ao T3SS) e genes VirB (relacionados ao T4SS), ambos associados à transferência de genes de virulência e na patogenicidade. Com a obtenção do genoma foi construída a primeira árvore filogenética MLSA com sequências de X. axonopodis e com a inclusão do patovar passiflorae, permitindo identificar sua proximidade com X. axonopodis Xac29-1. Para investigar a relação dos efetores TALEs com a incidência de bacteriose em plantas de Passiflora alata (maracujá-doce), foram utilizadas ferramentas computacionais para identificação das sequências de resíduos variáveis (RVDs) dos três efetores e analisadas na ferramenta PrediTALE presente no software AnnoTALE. As sequências RVDs foram comparadas com os genes expressos em P. alata durante a infecção por Xap, SWEET10 e LOB1. Os resultados obtidos in silico demonstraram que os efetores AvrBs3 apresentam alta compatibilidade com os genes expressos na planta, desencadeando sua expressão e contribuindo para a suscetibilidade e progressão da doença em plantas suscetíveis. Este estudo fornece informações valiosas para a compreensão da interação molecular Xap-P. alata e para o desenvolvimento de estratégias de manejo para a bacteriose.The genus Xanthomonas spp. includes the most important phytopathogenic bacteria, with the capacity to infect more than 400 plant species. The bacteria Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Xap) has a significant impact on passion fruit crops, causing considerable economic losses, due to a lack of effective chemical control. Understanding the molecular basis of this pathogen is essential to identifying the genes involved in the virulence, enabling development of gene editing strategies for production of Xap-resistant cultivars. In this study, we performed the first genome assembly and annotation of Xap M-129, using Oxford Nanopore MinIon third-generation sequencing, which allowed exploration of the genomic architecture and identification of mobile genetic elements and virulence-related effectors. The Xap genome is made up of a 5 Mb chromosome and five plasmids, two of which have AvrBs3 TALE effectors, in addition to the genes Hrp (related to T3SS) and VirB (related to T4SS), both associated with virulent gene transfer and pathogenicity. Once the genome was obtained, the first MLSA phylogenetic tree was constructed with sequences of X. axonopodis and inclusion of patovar passiflorae, allowing identification of its proximity to X. axonopodis Xac29-1. To investigate the relationship of TALE effectors and incidence of bacterial blight in Passiflora alata (sweet passion fruit) plants, computational tools were used to identify the variable residue sequences (RVDs) of the three effectors, analyzed using the AnnoTALE software PrediTALE function. The RVD sequences were compared with the genes expressed in P. alata during infection by Xap, SWEET10 and LOB1. The in silico predicted results demonstrated that the AvrBs3 effectors present high compatibility with the plant genes, triggering their expression and contributing to the incidence and progression of the disease in susceptible plants. This study provides valuable information for understanding Xap-P. alata molecular interaction and development of management strategies for bacteriosis.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPVieira, Maria Lucia CarneiroMaciel, Agnes de Oliveira2025-02-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-09052025-154634/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-12T20:17:02Zoai:teses.usp.br:tde-09052025-154634Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-12T20:17:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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