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Domingo, 18 Abril 2021

Pesquisa identifica genes envolvidos na resistência ao mal-das-folhas da seringueira

Um trabalho inédito de pesquisa desenvolvido pela Embrapa conseguiu esclarecer os mecanismos moleculares que tornam algumas espécies de seringueira resistentes e outras suscetíveis ao mal-das-folhas. A doença, causada pelo fungo Paracercospora ulei (anteriormente identificado como Microcyclus ulei), é o pior problema enfrentado no cultivo de seringueira em regiões quentes e úmidas da América do Sul e representa um dos principais obstáculos para a heveicultura na Amazônia. A pesquisa é estratégica para o melhoramento genético dessa cultura e abre caminho para soluções tecnológicas que ofereçam ao setor produtivo de látex plantas mais produtivas e resistentes.

Das diversas espécies de seringueira (Hevea spp.), algumas vêm sendo utilizadas no programa de melhoramento genético de seringueira da Embrapa. A Hevea brasiliensis é conhecida como a mais produtiva em látex e as Hevea guianensis e Hevea pauciflora, embora menos produtivas, têm apresentado resistência ao mal-das-folhas. Buscando entender o que faz uma espécie resistente e outras não, foram analisados genes dessas três espécies de seringueiras e de um híbrido, comparados a fim de identificar quais genes e o nível de expressão deles na interação entre plantas e patógeno (no caso, o fungo causador do mal-das-folhas).

"Pela primeira vez no mundo se entende, em nível molecular, alguns dos mecanismos que resultam em suscetibilidade ou resistência ao mal-das-folhas. E tivemos a chance de identificar vários genes responsáveis pelos mecanismos de resistência que são, há muitas décadas, descritos pelos fitopatologistas nos aspectos da fisiologia e da morfologia dos sintomas da doença, o que foi muito gratificante", afirma a pesquisadora da Embrapa Paula Angelo, que atua em biologia/genética molecular de plantas e cultura de tecidos.

Os resultados da pesquisa estão descritos no artigo científico "Differential expression and structural polymorphism in rubber tree genes related to South American leaf blight resistance", publicado na revista Physiological and Molecular Plant Pathology.

O trabalho foi idealizado pela pesquisadora, quando atuava na Embrapa Amazônia Ocidental (AM) - atualmente está na Embrapa Café (DF) -, e executado por uma equipe de pesquisadores da Embrapa que contou com Gilvan Silva, coordenador do Laboratório de Biologia Molecular da Embrapa Amazônia Ocidental, e Michel Yamagishi, do Laboratório Multiusuário de Bioinformática da Embrapa Informática Agropecuária, sediado em Campinas (SP). Também participaram do trabalho o fitopatologista Luadir Gasparotto e o técnico Jeferson Chagas da Cruz, ambos da Embrapa Amazônia Ocidental.

Integração de expertises para desvendar os mecanismos moleculares

A coleta de folhas dos clones de seringueiras foi feita em áreas de ocorrência do fungo em Manaus. Um dos desafios foi colher no estádio (etapa de desenvolvimento da planta) correto e extrair RNA de boa qualidade, processo dificultado pelo látex, o que levou à necessidade de testar diferentes métodos, explica Angelo. A coleta e a extração de RNA dos materiais foram realizadas pelo Laboratório de Biologia Molecular da Embrapa Amazônia Ocidental.

O transcriptoma (conjunto completo de transcritos de RNA) de cada um dos clones de H. brasiliensis, H. pauciflora, H. guianensis e de um híbrido de H. guianensis x H. nítida foi sequenciado no Laboratório Central de Tecnologias de Alto Desempenho em Ciências da Vida (Lactad) da Unicamp, contratado para prestar os serviços de RNA-seq. Essa técnica de sequenciamento de última geração permite estimar a quantidade de RNA mensageiro (transcrito) produzido pelos genes ativos (genes expressos, que em conjunto geram o transcriptoma) no momento e condição em que as amostras são coletadas.

O Laboratório Multiusuário de Bioinformática da Embrapa Informática Agropecuária recebeu esses dados brutos, os reads (pequenos fragmentos de cópias do RNA das seringueiras). "Para se ter uma ideia do volume de dados, nesse projeto foram geradas 294 milhões de sequências", conta Yamagishi, doutorado em matemática aplicada.

O pesquisador acrescenta que o passo seguinte foi montar o transcriptoma, algo similar ao encaixe de peças em um quebra-cabeça, com sobreposições dessas sequências até formar o transcrito. Esses transcritos são associados aos genes que estão sendo expressos naquela planta no momento da extração do RNA. Ele conta que a montagem desse transcriptoma exigiu uma metodologia específica e, em seguida, foram feitas duas análises diferentes, uma de expressão diferencial dos genes e outra de identificação de marcadores moleculares.

Na análise de expressão diferencial dos genes, Yamagishi explica que, a partir dos transcritos montados, é calculada uma medida que dá a ideia de quanto esse transcrito está sendo expresso naquela amostra. "Comparamos essas amostras entre si, e descobrimos 327 genes ou transcritos que estavam diferencialmente expressos entre plantas resistentes e plantas suscetíveis", informa. 

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