Papel da pectinase pectina metil-esterase no processo de infecção de Eucalyptus...

As pectinases são enzimas fundamentais para compreender o mecanismo de patogenicidade de alguns microrganismos. Elas são uma das primeiras enzimas que agem na degradação de polímeros encontrados na parede celular da célula vegetal, possibilitando a colonização do hospedeiro. A planta por sua vez, em resposta de defesa, ativa genes que vão produzir inibidores de pectinases para evitar a entrada desses microrganismos nos tecidos vegetais. Apesar da sua importância, pouco se conhece sobre esse mecanismo de resposta no sistema Eucalyptus grandis - Puccinia psidii. O presente projeto de pesquisa teve como objetivo avaliar a expressão da enzima pectina metil-esterase (PME) do patógeno P. psidii Winter, agente causal da ferrugem em mirtáceas, e dos inibidores de pectina metil-esterase (PMEI) da planta, durante o processo de interação. Para tanto, foram desenhados seis pares de primers para PME e quatro para PMEI. Dos dez pares testados, o par PMEPpC2-FII/ PMEPpC2-RII se mostrou eficiente na amplificação de PMEs e foi selecionado para avaliação da expressão gênica. Os primers para PMEIs se mostraram inespecíficos para o qPCR de E. grandis. Para os primers de PMEIs testados foram gerados, por meio de PCR convencional, amplicons tanto com o DNA da planta (D901) quanto com o do fungo (MF–1). O experimento foi realizado com plantas de E. grandis, clone S04 susceptíveis à ferrugem e com uredósporos do isolado monopustular MF-1 de P. psidii. As plantas foram inoculadas com os uredósporos e para a obtenção do RNA total foi realizada a amostragem de folhas dos eucaliptos em diferentes tempos após inoculação do patógeno: zero hora (primeiro contato do patógeno com a planta), 6 horas (formação do apressório), 12 horas (penetração do patógeno), 18 horas (estabelecimento da resposta de defesa), 24 horas (formação do haustório) e 72 horas (início da formação das hifas secundárias). A partir dos dados obtidos pela análise de PCR quantitativo foi possível identificar que ao longo do processo de infecção o patógeno tem a expressão do gene PME reprimida, corroborando com dados de literatura que indicam que as PMEs são enzimas que fazem parte do grupo das pectinases secretadas no processo de infecção e com papel fundamental no processo de colonização do patógeno no hospedeiro. Os dados obtidos colaborarão para aprofundar o conhecimento dos mecanismos relacionados à patogenicidade e à interação planta-patógeno, visando o desenvolvimento de novas estratégias de controle.

Título em Inglês

The role of a pectin methyl-esterase from Puccinia psidii during its infection process in Eucalyptus grandis

Palavras-chave em Inglês

Pectinase
Puccinia.psidii
Host-pathogen interactions
qPCR

Resumo em Inglês

The pectinases are key enzymes for the mechanism of pathogenicity of some microorganisms. They are one of the first enzymes that can act in the degradation of plant cell wall polymers, allowing the pathogen colonization in their hosts. In response to the attack, the plants start to express pectinase inhibitors trying to block de pathogen development. Despite its importance, little is know about this mechanism in Eucalyptus grandis - Puccinia psidii interaction. The present work aimed to analyze the expression levels of the pectin methyl-esterase (PME) from P. psidii and the pectin methyl esterase inhibitors (PMEI) from E. grandis, during this interaction process. For this purpose, six sets of primers were designed for PMEs and four for PMEI. Among the ten sets of primers tested, the PMEPpC2-FII/PMEPpC2-RII was efficient to generate amplicons of PMEs and was selected for the gene expression assay. However, the primers developed for PMEI showed to be non-specific for E. grandis and could not be used in the gene expression steps. The experiment was carried out with P. psidii susceptibles clones of E. grandis (S04) and uredospores of a monopustular isolate of P. psidii (MF-1). Plants were inoculated with uredospores, and their leaves were sampled in a time-course experiment (Leite, 2012). The total RNA extraction from the leaves and the cDNA synthesis were performed for real- time quantitative PCR assay (qPCR). Based on the data obtained by qPCR analysis, it was observed that over the time sampled, the PME expression was suppressed. These results corroborates with the literature data and indicate that PMEs practice a fundamental role in host colonization process and are enzymes that belong to the group of secreted pectinases in the pathogen infection process. Certainly these results obtained in the present work can help to increase knowledge of the mechanisms related to pathogenicity and host-pathogen interactions.

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Data de Publicação

2015-12-10

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