Avaliação in planta de genes oriundos de espécies silvestres de Arachis potencialmente envolvidos na resistência a Sclerotinia sclerotiorum

Abstract

O fungo Sclerotinia sclerotiorum, causador do mofo branco e de doenças de podridão do caule em diversas culturas, é um organismo necrotrófico que utiliza proteínas e metabólitos secretados para matar as células do hospedeiro. Estudos indicam que atualmente existem 425 espécies documentadas como hospedeiras desse fungo altamente destrutivo. S. sclerotiorum é conhecido por causar danos significativos às culturas, resultando em perdas econômicas substanciais, especialmente em condições ambientais favoráveis. A total falta de resistência do hospedeiro e a vasta gama de plantas suscetíveis contribuem para os impactos prejudiciais dessa patologia no campo. A presença de micélio branco nos tecidos afetados é um sinal identificável, mas não há sintomas exclusivos comuns em todos os hospedeiros. A resistência a S. sclerotiorum torna-se crucial, e os parentes silvestres do amendoim surgem como fontes valiosas de genes de resistência a doenças. As espécies silvestres, como A. duranensis e A. stenosperma, apresentam altos níveis de resistência a doenças. Estudos usando abordagem transcriptômica têm sido realizados para entender suas respostas a estresses bióticos e/ou abióticos. O presente estudo examinou os efeitos da superexpressão de genes candidatos de espécies selvagens de Arachis, potencialmente envolvidos em respostas de defesa a estresses bióticos. Utilizando Arabidopsis thaliana e Nicotiana tabacum como plantas modelo, o objetivo foi compreender como esses genes influenciam a interação com S. sclerotiorum por meio de avaliações fenotípicas e subsequentes avaliações moleculares. Uma metodologia de inoculação foi inicialmente estabelecida para folhas destacadas, com bioensaios conduzidos utilizando seis genes Expansina (AdEXLB8), Gene NLR truncado (TNx.) (AsTIR19), Endoquitinase (AsECHI1), Alene oxidase ciclase (AsAOC3), Lipocalina (AsTIL) e Estilbeno sintase (AsSTS4) de ambas as espécies, A. duranensis e A. stenosperma. A superexpressão de AdEXLB8 mostrou aumento na tolerância, sugerindo seu potencial como gene candidato para fortalecer a resistência. A análise de AsTIR19 destacou a complexidade da interação planta-patógeno, revelando insights sobre a indução de espécies reativas de oxigênio, e ressaltando a engenharia genética como uma ferramenta promissora para melhorar a resistência. No que diz respeito ao gene AsECHI1, que codifica uma enzima endoquitinase, tanto isolado quanto em combinação com AdEXLB8, também levou a uma redução significativa nas lesões fúngicas, indicando a eficácia das estratégias de piramidação de genes na expansão do espectro de resistência. Por outro lado, a superexpressão dos transgenes AsAOC3, AsTIL e AsSTS4, de A. stenosperma, não apresentou impacto significativo na progressão da doença evidenciando a complexidade das interações gene-patógeno e a necessidade de abordagens mais abrangentes. A superexpressão desses genes pode oferecer uma abordagem eficaz no desenvolvimento de variedades resistentes para mitigar as perdas causadas por S. sclerotiorum, destacando a importância da investigação genética e da utilização de parentes silvestres no melhoramento de culturas.