Proteínas moduladas durante a interação do begomovírus Tomato chlorotic mottle virus (Tocmov) e Suas plantas hospedeiras

Abstract

O tomate é uma cultura de grande importância econômica em todo o mundo, mas é severamente afetada por vários geminivírus, como o begomovírus Tomato chrolotic mottle virus (ToCMoV) que causam perdas significativas na cultura. O objetivo desse estudofoi identificar proteínas diferencialmente expressas na interação ToCMoV-planta hospedeira. Primeiramente foi verificado o efeito do gene AC2 de ToCMoV na planta modelo Nicotiana benthamiana. A proteína AC2 é um fator de virulência que tem um papel crucial no sucesso da interação vírus-planta, atuando como ativador transcricional e em alguns begomovírus, como supressor de silenciamento de RNA. Entretanto, a função ou funções da proteína AC2 do begomovírus ToCMoV ainda não foram determinadas. Para esta etapa do trabalho, plantas de N. benthamiana foram inoculadas com Agrobacterium tumefaciens contendo o vetor viral Potato virus X (PVX) e com a construção PVX-AC2. Eletroforese bidimensional foi realizada e a análise por MALDI TOF-TOF revelou proteínas diferencialmente expressas envolvidas em estresse oxidativo, fotossíntese, defesa contra patógenos, entre outros. Na segunda etapa do trabalho, foi aplicada a metodologia 2D-nanoUPLC/HDMSE para a análise de folhas de tomateiro infectadas com o begomovírus ToCMoV. Foram analisados, pela primeira vez, os perfis proteômicos dos genótipos de tomateiro suscetível (Santa Clara) e resistente (LAM 157 contendo o locus de resistência tcm-1) inoculados com ToCMoV. Proteínas diferencialmente expressas em resposta ao ToCMoV foram identificadas. Os resultados obtidos neste estudo revelaram proteínas que podem estar associadas com a suscetibilidade ao ToCMoV, como a ubiquitina e a proteína de choque térmico 70 (HSP 70). Os efeitos causados pelo fator de patogenicidade AC2 do ToCMoV e pelo vírus íntegro foram semelhantes e resultaram no recrutamento de proteínas envolvidas nas vias de ubiquitinação, tradução e processamento proteíco. Por outro lado, as plantas hospedeiras também desencadearam resposta de defesa na XIV tentativa de combater o avanço viral aumentando a expressão de proteínas como, a histona H4. Os resultados obtidos neste estudo trazem importantes contribuições para a melhor compreensão das interações ToCMoV-planta hospedeira e poderão contribuir para o desenvolvimento de estratégias de controle da infecção por este begomovírus. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Tomato is a highly important crop cultivated worlwide, which is severely affected by begomoviruses such as Tomato chrolotic mottle virus (ToCMoV). The aim of the present study was to identify differentially expressed proteins in the ToCMoV-host plant interaction. The virulence factor AC2 is considered crucial for a successful virus-plant interaction and is known to act as a transcriptional activator and in some begomoviruses to function as an RNA silencing suppressor factor. However, the function or functions of the AC2 protein of the begomovírus ToCMoV are not yet determined. In the first part of this study, the model plant Nicotiana benthamiana was inoculated with Agrobacterium tumefaciens containing the viral vector Potato virus X (PVX) and with the PVX-AC2 construction. Bidimensional electrophoresis was performed and MALDI TOF-TOF analysis revealed differentially expressed proteins involved in oxidative stress, photosynthesis, host defence, among others. In the second part of this study, we have applied the 2D-nanoUPLC/HDMSE methodology to analyse tomato plants infected with the begomovirus ToCMoV. For the first time, the proteomic profiles of the susceptible tomato genotypes (Santa Clara) and resistant (LAM 157 containing the locus of resistance tcm-1) inoculated with ToCMoV were analyzed. Differentially expressed proteins in response to ToCMoV were identified. The results of this study revealed proteins that may be associated with the infectivity of ToCMoV, such as ubiquitin and heat shock 70 (HSP 70). The effects caused by the pathogenicity factor AC2 of ToCMoV and the intact virus were similar and resulted in the recruitment of proteins involved in ubiquitination pathways, translation and protein processing. Moreover, the host plant defense response was also triggered in an attempt to combat viral breakthrough increasing the expression of proteins such as histone H4. The results obtained provide important XVI contributions to the understanding of plant-ToCMoV interactions and may contribute to the development of strategies to control this infection caused by begomoviruses.