Análise in silico dos ESTs isolados de Coffea arabica infestada com Meloidogyne paranaensis

Abstract

O ataque dos nematóides constitui grande problema fitossanitário para a cultura do café pelos grandes prejuízos que causam e pela dificuldade de controle. Entretanto, é difícil o melhoramento de C. arabica para a introgressão de fontes de resistência caracterizadas em C. canephora. A base do conhecimento da genética funcional do cafeeiro recebeu grande aporte de informações pela implementação do Projeto Genoma Café Brasileiro (CafEST), cujo banco de dados reuniu seqüências expressas em diferentes tecidos e tratamentos em C. arabica, C. canephora e C. racemosa . Foram gerados mais de 30 mil unigenes, a partir de 154770 reads presentes nas bibliotecas do CafEST. Entretanto, apenas 6483 reads são oriundos de raiz, sendo que a maior parte destes (76%) provém de uma biblioteca de estresse abiótico. Apenas 302 reads, que na sua maioria são singlets, correspondem à biblioteca desafiada com nematóide (NS1), em uma condição de interação compatível com cafeeiro suscetível. Neste trabalho foram feitas análises da biblioteca NS1 no contexto do CafEST com o auxílio das ferramentas desenvolvidas no Laboratório de Bioinformática da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. A busca por seqüências específicas de NS1 gerou uma lista de 60 clusters (2 contigs e 58 singlets), que foram categorizados de acordo a similaridade com o banco de dados não redundante do National Center for Biotechnology Information (NCBI). Os resultados de BlastX indicaram que metade dos clusters não está presente no banco (no hits), 40% tem origem vegetal e 10% são de microrganismos ou animais. A comparação da biblioteca NS1 com o restante das bibliotecas do CafEST, assim como com duas outras bibliotecas de raiz induzidas por estresse abiótico (bion e alumínio) demonstrou não haver expressão significativamente diferente pelo teste de Fisher. Como a biblioteca NS1 possui alto índice de novidade (94.7%) e pequeno agrupamento dos reads, pudemos inferir que mais bibliotecas de raiz em situações contrastantes devam ser geradas, principalmente de genótipos de café resistente e suscetível aos nematóides. Apesar das limitações da biblioteca, foram encontradas seqüências compatíveis ao estresse aplicado. O entendimento da relação com os patógenos e dos mecanismos da resistência do cafeeiro são ainda bastante incipientes, especialmente em relação aos nematóides. Assim, este estudo faz parte da proposta de alguns projetos em execução que utilizam técnicas moleculares como abordagem da interação entre o Meloydogine e o cafeeiro. Com o entendimento dos mecanismos de resposta da planta envolvidos nesta interação, serão isoladas seqüências que possam ser utilizadas para o melhoramento de cultivares e possibilitar a conseqüente obtenção de plantas resistentes.Nematodes attack constitutes a great sanitary problem for the culture of the coffee due to the great damages caused by them and the difficulty of their control. However, the improvement of C. arabica is difficult for the introgression of characterized sources of resistance in C. canephora. The functional genetics of the coffee tree received great input of information from the implementation of the Project Genome Brazilian Coffee (CafEST), whose data base congregated expressed sequences in different tissues and treatments in C. arabica, C. canephora and C. racemosa. More than 30 thousand unigenes had been generated from 154770 reads gifts in the libraries of the CafEST. However, only 6483 reads are derived from root, being that most of these (76%) comes from a library of abiotic stress. Only 302 reads, that in its majority are singlets, correspond to the library defied with nematode (NS1), in a condition of compatible interaction with susceptible coffee tree. In this work, analyses of library NS1 had been made in the context of the CafEST with the aid of the tools developed in the Bioinformatics Laboratory of the Embrapa Genetic Resources and Biotechnology. The search for specific sequences of NS1 generated a list of 60 clusters (2 contigs and 58 singlets), that had been categorized in similarity agreement with the non-redundant data base of the National Center will be Biotechnology Information (NCBI). The results of BlastX had indicated that half of clusters is not present in the bank (no hits), 40% have vegetal origin and 10% are from microorganisms or animals. The comparison of library NS1 with the remaining libraries of the CafEST, as well as with two other induced libraries of root for abiotic stresses (bion and aluminum) demonstrated not to have significantly different expression for the Fisher Test. As library NS1 possesses high index of novelty (94.7%) and small grouping of reads, we could infer mainly that more libraries of root in contrast situations must be generated, from coffee genotypes resistant or susceptible to nematodes. Despite of the limitations of the library, sequences compatible to the applied stress had been found. The knowledge of the coffee relation with the pathogens and the activated mechanisms of resistance are still incipient, especially in relation to nematodes. Thus, this study it is part of some projects proposals in course that use molecular techniques to approach the interaction between the Meloydogine and the coffee tree. With the understanding of the mechanisms involved in the plant response, there will be isolated sequences to be used for the cultivars improvement and the consequent attainment of resistant plants.