IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE GENES PUTATIVOS ASSOCIADOS À RESISTÊNCIA À Hemileia vastatrix

Resumo

A ferrugem causada pelo fungo biotrófico Hemileia vastatrix é a principal doença de importância econômica na cafeicultura. Essa doença está amplamente distribuída nas áreas cafeeiras em todo o mundo e devido à co-evolução planta-patógeno tem surgido novas raças que são capazes de suplantar a resistência de cultivares de café comercializadas como resistentes. Assim, devido ao sucesso da infecção de Coffea por esse patógeno, a busca por cafeeiros resistentes tem sido recorrente nos programas de melhoramento dessa cultura. Estudos com o Híbrido de Timor (HdT) tem sido de grande importância para progressos alcançados em pesquisas visando a resistência do cafeeiro à H. vastatrix. O HdT CIFC 832/2 é importante na busca de genes de resistência no patossistema Coffea – H. vastatrix, por conter fatores genéticos que condicionam resistência a diferentes patógenos, características agronômicas desejáveis e respostas mais rápidas à ferrugem. Assim, compreender a natureza da resistência duradoura em genótipos do HdT e descrever os genes envolvidos na defesa das plantas é fundamental para o uso eficiente dos recursos disponíveis nesse híbrido natural. Desse modo, os objetivos desse trabalho foram identificar genes possivelmente associados à resistência à H. vastatrix e caracterizar um gene putativo, a partir do sequenciamento de uma região do genoma do HdT CIFC 832/2, análise de expressão gênica e estudos filogenéticos. Para isso foi realizado o sequenciamento do clone BAC 70-22F contendo a marca funcional de resistência, por meio da Plataforma Illumina MiSeq (paired – end reads). Posteriormente foi feita a montagem dos contigs usando o software SPAdes e a estratégia conhecida como montagem de novo. Em seguida, foi realizada a predição gênica com base no reconhecimento de regiões previamente caracterizadas de Solanum lycopersicum em software AUGUSTUS. Realizou-se a anotação gênica com base nos genomas de Coffea arabica, Coffea canephora e Coffea eugenioides, utilizando a ferramenta BLAST. Foram anotados 991 genes do clone BAC 70-22F. A anotação gênica revelou a presença de genes candidatos relacionados ao mecanismo de resistência de hospedeiros contra patógenos. Com base na anotação gênica foi selecionado um possível receptor like kinase e desenhados primers para estudo do perfil de expressão gênica durante a interação Coffea - H. vastatrix. O possível LRR receptor-like serine/threonine-protein kinase GSO2, em estudo, exibiu um aumento significativo na expressão gênica pré-haustorial em genótipos incompatíveis. Na interação compatível, não houve diferença de expressão quando comparados os diferentes tempos após a infecção. Resistência pré-haustorial já foi observada para o mesmo patossistema, sugerindo uma rápida resposta de resistência em genótipos com interação incompatível. Análises filogenéticas realizadas demonstraram uma relação mais próxima desse gene e a espécie C. arabica. Os resultados sugerem que a região genômica clonada do HdT CIFC 832/2 possui importantes genes candidatos a resistência do cafeeiro à H. vastatrix e apresentam informações relevantes para ampliar o conhecimento sobre o HdT e genes envolvidos no patossistema  Coffea – H. vastatrix. Assim, as informações obtidas podem contribuir para futuros planejamentos de estratégias de melhoramento do cafeeiro.