Histopatologia e identificação de genes diferencialmente expressos durante a interação Ceratocystis fimbriata - Eucalyptus spp | Histopathology and identification of genes differentially expressed during the Ceratocystis fimbriata - Eucalyptus spp. interaction

Com o aumento das áreas plantadas surgem as doenças que incidem na cultura do eucalipto. A murcha-de-Ceratocystis, causada por Ceratocystis fimbriata, é atualmente uma das doenças mais importantes no Brasil. Esse patógeno é um fungo do solo que pode infectar seus hospedeiros por meio de ferimentos no caule e nas raízes, onde coloniza principalmente os tecidos vasculares e causa escurecimento do lenho e morte das plantas. Uma alteração contínua na resistência de Eucalyptus à murcha-de-Ceratocystis tem sido observada, variando de altamente suscetível a altamente resistente, o que indica um padrão típico de resistência horizontal. Devido a isto, tem sido sugerido um alto grau de controle genético aditivo e uma baixa influência de dominância alélica. A alta variação genética entre e dentro das famílias parece estar associada com as contribuições para a alta herdabilidade e ganho genético para resistência à murcha-de-Ceratocystis. Em Eucalyptus, a existência dessa ampla variabilidade inter e intraespecífica para resistência a essa doença torna a seleção de genótipos resistentes a melhor estratégia de controle. No entanto não se conhece, em nível histopatológico, a colonização do patógeno nos tecidos de clones resistentes e suscetíveis e nem os genes que conferem resistência a esse patógeno, informação que é fundamental para obtenção de genótipos com resistência durável. Assim, no presente trabalho objetivou-se comparar, em nível histopatológico, e estudar o transcriptoma durante o processo infeccioso de C. fimbriata. Em geral, foram constatadas as mesmas reações em ambos os clones, mas houve variação na intensidade e velocidade da resposta, sendo maior em plantas do clone resistente, capaz de limitar a colonização do fungo nos seus tecidos. Entre essas respostas estiveram a formação de tiloses, o acúmulo de compostos fenólicos e cristais de oxalato, o fechamento de pontuações nos vasos do xilema, entre outras. Além disso, foram identificados vários genes expressos diferencialmente entre os dois clones testados, tendo sido induzido um maior número desses genes no pool R às primeiras horas da interação. Entre eles foram constatados genes codificadores de receptores de membrana, genes relacionados com a sinalização dependente de cálcio e hormônios, fatores de transcrição, genes de proteínas de parede celular, genes envolvidos no sistema redox e na resposta sistêmica adquirida e outros genes de defesa. Desse modo, a resistência à murcha-de-Ceratocystis em Eucalyptus pode estar relacionada com a velocidade e a intensidade da resposta de defesa ao patógeno.

With the increase in planted areas, arise diseases that affect the eucalyptus culture. Among these diseases, Ceratocystis wilt caused by Ceratocystis fimbriata is currently one of the most important in Brazil. This pathogen is a soil fungus that can infect their hosts through wounds in the stem and roots, which mainly colonizes the vascular tissues and causes wood darkening and plant death. It has been observed a continuous variation in Eucalyptus resistance to the Ceratocystis wilt, ranging from highly susceptible to highly resistant, which indicates a typical pattern of horizontal resistance. Due to this, it has suggested a high degree of genetic control additive and a low allelic dominance influences. The high genetic variation between and within families appears to be associated with contributions to the high heritability and genetic gain for Ceratocystis wilt resistance. The existence in Eucalyptus, of that extensive inter and intraspecific variability for resistance to this disease makes the selection of resistant genotypes to better control strategy. However it is not known, in a histopathological level, the pathogen colonization in tissues of susceptible and resistant clones and even genes that confer resistance to this pathogen, key information for obtaining durable resistance genotypes. Thus, this study aimed to compare, in the histopathological level, and study the transcriptoma during the infection process of C. fimbriata. In general, the same reactions in both clones were observed, but there was variation in the intensity and velocity of response, being higher in the resistant clone plants, able to limit the colonization of the fungus in their tissues. Among these responses were the formation of tyloses, accumulation of phenolic compounds and oxalate crystals, xylem vessels pores closing, among others. Moreover, several defense genes differentially expressed between the two clones tested were identified, being induced more of these genes in R pool at the early hours of interaction. Among these genes were genes coding for membrane receptors, genes related to calcium and hormones-dependent signaling, transcription factors, cell wall protein genes, genes involved in the Redox system and the systemic acquired response and other defensive genes. Thus, resistance to Ceratocystis wilt in Eucalyptus may be related to the speed and intensity of the pathogen defense response.

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