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Título: Expressão de uma esfingomielinase de Trichoderma harzianum com potencial para controle de bacterioses em plantas
Autor(es): Berbert, Pedro Souza
Orientador(es): Aragão, Francisco José Lima
Assunto: Transformação genética
Controle biológico
Resistência
Fitopatógenos
Data de publicação: 26-Jun-2020
Referência: BERBERT, Pedro Souza. Expressão de uma esfingomielinase de Trichoderma harzianum com potencial para controle de bacterioses em plantas. 2020. 76 f., il. Tese (Doutorado em Biologia Molecular)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
Resumo: A agricultura é uma importante atividade para a economia do Brasil, que é um dos maiores produtores mundial de alimentos. Os principais fatores que ocasionam perdas aos sistemas agrícolas em todo o mundo são as doenças de plantas. Em geral as plantas são dotadas de mecanismos naturais de defesa para se protegerem contra patógenos Contudo, as plantas por si só não podem resistir ao ataque, e por isso, várias estratégias para controle de doenças têm sido utilizadas. O controle biológico de pragas, por exemplo, é uma abordagem baseada no uso de organismos específicos para o controle de patógenos. Neste contexto, nos últimos anos técnicas de genômica e transcriptômica estão sendo utilizadas para analisar os mecanismos moleculares envolvidos no controle biológico. Em Vieira et al. (2013) foram identificados genes diferencialmente expressos por Trichoderma harzianum durante contato com Fusarium solani. Dentre os genes com potencial uso biotecnológico que tiveram a expressão aumentada, o gene da esfingomielinase ácida (Thasm) destacou-se no primeiro contato entre os fungos. Devido à atividade da enzima o gene da esfingomielinase foi selecionado como gene candidato para transformação de plantas. O objetivo desse trabalho, portanto, foi de analisar a atividade da esfingomielinase de Trichoderma sp. em linhagens de tabaco geneticamente modificadas (Nicotiana tabacum) e transformar geneticamente laranjeira (Citrus sinensis L. Osbeck) para induzir resistência à bactérias fitopatogênicas. Os resultados apresentados nesse trabalho demonstraram que plantas transgênicas de tabaco expressando o gene da esfingomielinase obtiveram resistência às bactérias Pseudomonas syringae e Xilela fastidiosa. Este estudo serviu como uma validação para confirmação do potencial de ação da esfingomielinase contra patógenos. Com os resultados de resistência obtidos surge uma nova perspectiva para o desenvolvimento de estratégias para a expressão desta molécula em culturas de interesse econômico, afetadas por doenças causadas por infecções bacterianas. Depois de construir e introduzir o vetor de expressão em Agrobacterium tumefaciens, as plantas de laranja foram geneticamente transformadas. As brotações regeneradas confirmadas positivas por PCR foram microenxertadas e estão sendo aclimatadas em casa de vegetação. Uma vez estabelecidas, as plantas serão desafiadas em bioensaios com fungos patogênicos e bactérias para verificar o nível de resistência.
Abstract: Brazil is one of the world’s leaders in food production and agriculture has great importance for its economy. Nevertheless, plant diseases are one of the main factors causing production losses. Plants natural defense mechanisms that protect against pathogens. As plants alone cannot withstand attack, several disease control strategies have been adopted. One of them is biological pest control, which is an approach based on the use of specific organisms for pathogen control. Genomic and transcriptomic techniques allowed to analyze the molecular mechanisms involved in biological control. Vieira et al,. (2013) was able to identify differentially expressed genes by Trichoderma harzianum growing in contact with Fusarium solani. The acid sphingomyelinase (Thasm) gene stood out in the first contact between the fungi, showing increased expression. Because of its enzyme activity, the sphingomyelinase gene was selected as a candidate for plant transformation. The objective of this work is to analyze the activity of sphingomyelinase of Trichoderma sp. in genetically modified tobacco lines (Nicotiana tabacum) and genetically transform orange (Citrus sinensis L. Osbeck) to induce resistance to phytopathogenic bacteria. The results presented in this work showed that transgenic tobacco plants expressing the sphingomyelinase gene showed tolerance to the bacteria Pseudomonas syringae and Xilela fastidiosa. This work demonstrates the potential of sphingomyelinase against pathogens. The results obtained for resistance in tobacco offers a new perspective in developing crops resistant to bacterial infections. After building and introducing the expression vector in Agrobacterium tumefaciens, orange explants were transformed. PCR-confirmed regenerated shoots have been grafted and are being acclimated in a greenhouse. Once established, plants will be challenged with pathogenic fungi and bacteria in bioassays to verify resistance.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2020.
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