Prospecção e validação de genes-candidatos envolvidos na resistência de amendoim silvestre (Arachis stenosperma) ao Passalora personata, o agente causal da mancha preta do amendoim

Abstract

O amendoim cultivado (Arachis hypogaea) é umas das oleaginosas mais importantes no mundo, pelo seu grande valor energético e nutricional. Contudo, o amendoim possui baixa variabilidade genética quando consideradas características de interesse agronômico, o que difere de suas espécies silvestres, as quais são fontes de resistência a doenças e de adaptação a diversos ambientes. Arachis stenosperma é uma espécie silvestre resistente a algumas pragas e doenças, dentre elas, a mancha preta do amendoim, causada pelo fungo Passalora personata. Visando a identificação de genescandidatos associados à resposta de defesa da planta, o transcritoma de plantas de A. stenosperma acesso V10309, desafiadas com o fungo P. personata, e seu controle, foram analisados através de pirossequencimento massal (Roche), resultando em 362.631 genes transcritos, o que gerou 17.912 unigenes, dos quais 7.723 eram constituídos por contigs. Dentre as anotações obtidas por BLASTx, 50 fatores de transcrição, 48 RGAs e vários genes-candidatos envolvidos em processos de defesa da planta foram identificados. Dentre eles, 16 genes-candidatos, cinco deles RGAs, foram avaliados através de RT-qPCR, quanto ao nível de expressão mediante a presença do patógeno, sendo cinco dos 11 primeiros, negativamente regulados, enquanto que todos os RGAs foram positivamente regulados. Esta é a primeira análise massal do transcritoma de espécie silvestre de Arachis inoculado com P. personata. Os dados gerados neste trabalho promoverão o enriquecimento do banco de dados de genes transcritos de A. stenosperma, os quais poderão ser utilizados para descoberta de genes-candidatos à resistência, a outras características de interesse agronômico e novos marcadores moleculares (SNPs e SSRs), que uma vez mapeados, poderão auxiliar na identificação de QTLs no melhoramento da cultura do amendoim, constituindo um importante recurso para a comunidade científica interessada na descoberta de genes relacionados à resposta de defesa ou ao estresse biótico em amendoim e em outras espécies. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Peanut (Arachis hypogaea) is one of the most important oilseeds in the world due to its high energy value and nutrition. However, peanut has a low genetic variability, especially for agronomical traits, which differs from its wild species, which are sources of disease resistance and adaptation to various environments. Arachis stenosperma is a wild species resistant to some pests and diseases, among them, the Late Leaf Spot, caused by the fungus Passalora personata. Aiming to identify candidate genes associated with the plant defense response, the transcriptome of A. stenosperma V10309, challenged with the fungus P. personata and from a non-infected control, was analyzed by large scale pyrosequencing (Roche), resulting in 362,631 expressed genes, which generated 17,912 unigenes, which consisted of 7,723 contigs. Among the annotations obtained by BLASTx, 50 transcription factors, 48 RGAs and several candidate genes involved in plant defense processes were identified. Among them, 16 candidate genes were analyzed through RTqPCR for expression in the presence of the pathogen. Five RGAs were up-regulated, whilst the other 11 were down-regulated. This is the first large scale report on the transcriptome analysis of wild peanut inoculated with P. personata. The data generated in this study promote the enrichment of the database of expressed genes from A. stenosperma, which can be used for discovery of candidate genes resistance, other agronomic traits of interest and new molecular markers (SNPs and SSRs). Once mapped, these can assist in the identification of QTLs in peanut crop improvement. This data is an important resource to the scientific community in the discovery of genes related to defense response or biotic stress in peanuts and other species.