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Modelagem do metabolismo do café durante a infecção por Hemileia vastatrix em plantas susceptíveis e resistentes
(Universidade Federal de Viçosa, 2018-07-13) Gazolla, Lizandra Cristina de Oliveira Figueiredo; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira; Caixeta, Eveline Teixeira
O Brasil é o país com a maior produção e exportação de café e as espécies mais cultivadas mundialmente são o Coffea arabica e o Coffea canephora. A doença do cafeeiro de maior relevância no cenário mundial é a ferrugem alaranjada, causada pelo fungo biotrófico Hemileia vastatrix. O principal sintoma é o aparecimento de manchas amareladas na parte abaxial das folhas e, em condições climáticas favoráveis, as perdas na lavoura podem chegar a 50% da produção. O cultivar Híbrido de Timor CIFC 832/2 tem sido uma importante fonte de genes de resistência para os programas de melhoramento. Entretanto, o alto potencial adaptativo do fungo e a própria pressão seletiva causada pela utilização de cultivares resistentes vem culminando no surgimento de diversas raças fisiológicas do fungo capazes de suplantar a resistência obtida através dos métodos clássicos de melhoramento. Uma nova abordagem no estudo da relação parasito-hospedeiro é a integração de dados de genômica e outras ômicas para a construção de um modelo metabólico. Através da análise de balanço do fluxo (FBA) é possível simular o papel de cada gene na célula auxiliando na compreensão da interação entre o cafeeiro e o fungo. Com isto, o presente trabalho propôs a construção de um modelo metabólico baseado no genoma seguido da análise de FBA para cultivares resistente e susceptível após a infecção por H. vastatrix. Os dados de transcriptomica foram integrados ao modelo original gerando modelos contexto- específicos. Essas análises indicaram um acúmulo de glicerol-3-fosfato (G3P) no Hibrido de Timor CIFC 832/2 sugerindo que o metabolismo primário contribui para a resistência do cafeeiro, uma vez que a participação deste metabólito na resposta imune adquirida de plantas já foi demonstrada.
Regulação transcricional do metabolismo de glicerol-3-fosfato induz resistência à ferrugem do café
(Embrapa Café, 2019-10) Gazolla, Lizandra Cristina de Oliveira Figueiredo; Almeida, Dênia Pires; Castro, Isabel Samila Lima; Castro, Alex Gazolla de; Arruda, Luiz Vinícius de Souza; Vieira, Nívea Maria; Mantovani, Hilário Cuquetto; Zambolim, Laércio; Caixeta, Eveline Teixeira; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira
A produção mundial de café tem sido profundamente afetada pela ferrugem do cafeeiro, doença causada pelo fungo biotrófico Hemileia vastatrix. Apesar do Híbrido de Timor 832/2, um híbrido natural de Coffea arabica e C. canephora resistente à ferrugem, ser uma importante fonte de genes para programas de melhoramento genético, o mecanismo associado à resistência incluindo a regulação do metabolismo durante a infecção é pouco conhecido. Reconstruímos o primeiro modelo metabólico em escala genômica (GEM) para café e a análise do balanço de fluxo (FBA), após a integração de dados de transcriptômica, sugeriu o acúmulo de glicerol-3-fosfato (G3P) na via glicolítica do Híbrido de Timor. A quantificação de G3P nos cultivares em estudo confirmou o acúmulo previsto. O tratamento de plantas suscetíveis com glicerol 3% antes da inoculação do fungo aumentou a concentração de G3P e reduziu os sintomas da doença. Esses resultados destacam o G3P e o metabolismo primário de carboidratos como importante via de resistência à ferrugem do cafeeiro.