Identification of PROPEP1 gene in Nicotiana benthamiana and his involvement in resistance to Botrytis cinerea

Autor: Zanin, Julie Graziela
Přispěvatelé: Moraes, Marcelo Gravina de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
Popis: O gene PROPEP1 codifica o peptídeo sinal AtPep1 em Arabidopsis thaliana e está relacionado à amplificação de sinais de defesa. Este peptídeo aumentou a resistência de A. thaliana contra o patógeno necrotrófico Pythium irregulare, tendo sido caracterizados ortólogos deste peptídeo em milho, soja e tomate. Devido a sua importância na resistência de plantas a patógenos necrotróficos, o objetivo deste estudo foi caracterizar o gene PROPEP em Nicotiana benthamiana e sua importância na resistência a Botrytis cinerea. A partir das buscas in silico, foi encontrado um EST e a partir deste, dois genes, identificados como NbPROPEP1 e NbPROPEP2. Estes genes possuem os 23 aminoácidos da região C-terminal de suas proteínas preditas idênticas entre si. Comparados a outras espécies, assemelhando-se em 39% com a sequência de A. thaliana, 60% com Solanum tuberosum e 65% com Solanum lycopersicum, indicando ser um possível peptídeo sinalizador. Estes genes foram avaliados quanto a sua expressão em diferentes órgãos e durante o desenvolvimento, apresentando mais alta expressão de NbPROPEP1 na raiz e caule e NbPROPEP2 no caule. Além disso, as plantas com 6 e 8 semanas foram aquelas com maior expressão de ambos os genes e redução em tempos mais avançados. Para investigar o possível envolvimento deste peptídeo na resistência a B. cinerea, foi empregado o método VIGS, a fim de silenciar a região correspondente ao peptídeo, bem como a síntese e infiltração do peptídeo em folha. O silenciamento resultou no aumento da lesão em folha, além da morte celular sistêmica. O peptídeo infiltrado resultou em níveis de expressão dos genes NbPROPEP1 e NbPROPEP2 e média de lesão, semelhantes as encontradas nas plantas silenciadas. Plantas com os dois tratamentos juntos apresentaram o dobro de lesão. Os resultados obtidos indicam que os mecanismos induzidos em plantas silenciadas e infiltradas com o peptídeo sintético foram semelhantes, permitindo o avanço do patógeno e induzindo a expressão de genes envolvidos na defesa. Conclui-se que NbPep pode estar envolvido na resistência de N. benthamiana a B. cinerea, permitindo maior severidade da doença quando reduzido ou em excesso na planta. PROPEP1 gene encodes the peptide signal AtPep1 in Arabidopsis thaliana and is related to the amplification defense signal. This peptide increase the resistance of A. thaliana against necrotrophic pathogen Pythium irregular. Orthologs of this peptide have been characterized in maize, soybean and tomato. Due to this importance in plant resistance to necrotrophic pathogens, the aim of this study was to characterize PROPEP in Nicotiana benthamiana and its importance in resistance to Botrytis cinerea. In silico search was found one EST and from this, two genes, identified as NbPROPEP1 and NbPROPEP2. These genes have the 23 amino acid C-terminal region of their predicted proteins identical to each other. Compared to other species, resembling in 39 % with the sequence of A. thaliana, Solanum tuberosum with 60 % and 65 % with Solanum lycopersicum and could be a possible peptide signal. These genes were measured their expression in different organs and during development, with the highest expression of NbPROPEP1 in the root and stem and NbPROPEP2 in stem. In addition, the 6th and 8th week were those with higher expression of both genes and reduction in more advanced times. To investigate the possible involvement of this peptide in resistance to B. cinerea, VIGS was used in order to silencing the region corresponding to the peptide, the peptide synthesis and infiltration of the sheet. The silencing resulted in increase of leaf lesion and systemic cell death. The infiltrate peptide resulted in expression levels of NbPROPEP2 and NbPROPEP1 genes and average lesion, similar to that found in the silenced plants. Plants with two treatments together demonstrated double of lesion. The results indicate that the mechanisms induced in silencing and infiltrating with synthetic peptide were similar, allowing the advance of the pathogen and inducing the expression of defense genes. We conclude that NbPep may be involved in resistance of N. benthamiana to B. cinerea, allowing greater disease severity when reduce or excess in the plant.
Databáze: OpenAIRE
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