Estudo da interação Musa acuminata-Meloidogyne incógnita

Abstract

Na cultura da bananeira (Musa spp.) o nematoide das galhas Meloidogyne incognita é uma das espécies predominantes principalmente no subgrupo Cavendish, causando perdas consideráveis em algumas regiões do Brasil. Meloidogyne ncognita é também considerado um dos fitoparasitas de ampla importância na agricultura mundial por sua adaptabilidade ao ambiente e ampla gama de hospedeiras. Com as limitações do melhoramento convencional no desenvolvimento de variedades resistentes de bananeiras a nematoides, o uso da genômica é uma alternativa importante para entender os mecanismos moleculares envolvidos na resposta de defesa da planta ao parasitismo. O genótipo de Musa acuminata 4279-06 foi classificado em estudos anteriores como resistente ao nematoide das galhas, e foi selecionado para este estudo com o genótipo Cavendish Grande Naine (GN), utilizado como padrão de suscetibilidade. Assim o objetivo deste trabalho foi estudar a interação M. acuminata - M. incognita a fim de identificar genes associadas ao parasitismo do nematoide e genes de defesa da planta. Inicialmente verificou-se que o ciclo de vida de M. incognita em banana GN, desde a inoculação dos J2 até a formação de fêmeas com ovos, foi de 24 dias a 25º C. Na análise histológica dos genótipos GN e 4279-06, entre 2-7 dias após de inoculação (DAI) observaram se os J2 de M. incognita penetrando pelo ápice das raízes e migrando pelo córtex até o cilindro central e aos 9 DAI já haviam estabelecido sítios de alimentação. Utilizando microscopia de fluorescência não foi observada resposta hipersensível (RH) no genótipo 4279-06, sendo que o nematoide concluiu o ciclo de vida entre 27- 30 dias, com 3-6 dias de atraso em comparação ao genótipo GN (24 dias). Foi realizada análise de transcritoma aos 3, 7 e 10 DAI nos dois genótipos, com base nos dados histológicos, utilizando a tecnologia de sequenciamento massal de RNA por Illumina e análise de bioinformática para identificar genes diferencialmente expressos relacionados ao parasitismo do nematoide e a resposta de defesa. O sequenciamento gerou um total de 510.937.976 sequências paired-end. Na análise de gene ontology (GO), um total de 320.113 termos de GO foram encontrados e relacionados às 27.604 sequências anotadas distribuídos em três categorias principais: processos biológicos (27.551 sequências), função molecular (25.362 sequências) e componente celular (25.487 sequências). Na análise de expressão diferencial, 680 genes apresentaram expressão diferencial significante. Dentre estes, 474 genes foram modulados no genótipo 4279-06 e 235 genes no genótipo GN, evidenciando uma maior regulação da expressão gênica na interação em 4279-06. Os genótipos apresentaram 29 genes comumente regulados, 445 genes exclusivamente modulados em 4279-06 e 206 em GN. Na resposta de Musa acuminata à infecção por M. incognita, foi evidente o grande envolvimento de genes ligados a fatores de transcrição das famílias MYB e WRKY, e de hormônios. Pouca resposta de defesa relacionadas ao Ácido Salicílico (de resposta a parasitas biotróficos) foi encontrada, mas sim uma ampla resposta pela via do etileno. Também foram encontrados genes que aumentam os níveis de auxinas e citocininas e que estão associados à formação de células gigantes, assim como expansinas e proteínas de domínio NAC. Proteínas da família bHLH, calose e endotransglucosilase xiloglucano foram expressas exclusivamente no genótipo 4279-06. Os resultados deste trabalho contribuem para uma maior compreensão dessa complexa interação molecular.