Análise de microRNAs em Arachis duranensis em resposta a condições de déficit hídrico e infecção por Meloidogyne arenaria

Abstract

É previsto que as mudanças climáticas em curso irão intensificar a ocorrência de eventos climáticos extremos e agravar o impacto de pragas e patógenos sobre a produção agrícola, colocando em risco a segurança alimentar de uma população em contínuo crescimento. Dentro deste contexto, a cultura do amendoim apresenta grande relevância por constituir importante fonte nutricional, sendo cultivada, predominantemente, em trópicos semiáridos por agricultores com poucos recursos. O déficit hídrico e a infecção por nematoides das galhas (Meloidogyne spp.) representam condições de estresse que impõe significativas limitações à produção da espécie cultivada de amendoim (Arachis hypogaea), sendo que seus parentes silvestres representam importante fonte de tolerância/resistência estas condições e o seu estudo pode contribuir para aprofundar o conhecimento sobre mecanismos de resposta ao estresse, os quais podem ser utilizados em programas de melhoramento ou para o desenvolvimento de aplicações biotecnológicas. Dentre os mecanismos de controle da expressão gênica, a regulação póstranscricional realizada por microRNAs, uma classe de pequenos RNAs regulatórios, exerce papel fundamental nos processos de crescimento, desenvolvimento e resposta a condições de estresse abiótico e biótico em organismos vegetais. No presente estudo, a fração de pequenos RNAs de amostras de tecidos radiculares de plantas de Arachis duranensis submetidas à diminuição gradual de água no solo ou inoculadas com juvenis J2 da espécie Meloidogyne arenaria foram sequenciadas (sRNA-Seq) e os dados resultantes foram analisados com o objetivo de identificar loci MIR conservados e inéditos, verificar loci MIR diferencialmente expressos e predizer os genes alvo putativos de loci MIR identificados. Foram identificadas 32 famílias conservadas de miRNAs e 21 loci MIR inéditos, com a predição de genes alvo putativos para a maioria dos loci identificados. A análise da expressão diferencial revelou cinco famílias de miRNAs conservados e um locus MIR inédito diferencialmente expressos em amostras inoculadas, enquanto 18 famílias de miRNAs conservados e cinco loci MIR inéditos foram diferencialmente expressos em amostras submetidos a déficit hídrico. Em plantas inoculadas, as principais vias metabólicas influenciadas pelos miRNAs diferencialmente expressos estão relacionadas à biossíntese de ácido jasmônico (JA), à via de sinalização de auxinas (AUX) e a modificações da estrutura da parede celular. Sob déficit hídrico, as principais vias metabólicas influenciadas estão relacionadas à via de sinalização dependente de ABA, à via de sinalização independente de ABA, à via de sinalização de auxinas e à homeostase redox intracelular. Além da identificação de novos loci MIR, os resultados obtidos pelo estudo podem servir como referência para posteriores estudos sobre mecanismos regulatórios em espécies de Arachis e para o desenvolvimento de aplicações biotecnológicas visando a tolerância/resistência a estresses.