Silenciamento gênico induzido pelo hospedeiro (HIGS) do gene da quitina sintase em Sclerotinia sclerotiorum

Autor: Andrade, Cristiana Moura
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnBUniversidade de BrasíliaUNB.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
DOI: 10.26512/2015.10.T.21480
Popis: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2015.
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Sclerotinia sclerotiorum é um fungo necrotrófico, que causa uma doença devastadora denominada mofo branco, responsável por infectar mais de 450 espécies de plantas por todo o mundo. Sendo muito difícil seu controle por fungicidas. Desta forma, o uso de plantas hospedeiras com níveis adequados de resistência é a melhor alternativa para o manejo da doença. Entretanto, devido à natureza da doença, programas de melhoramento tem tido sucesso limitado. Uma alternativa para o desenvolvimento de resistência a um fungo necrotrófico é o uso da estratégia de HIGS (Silenciamento Gênico Induzido pelo Hospedeiro), que envolve a expressão de construções no hospedeiro, gerando dsRNA dirigidos para silenciar genes do patógeno. O alvo escolhido foi o gene que codifica para quitina sintase (chs), que determina a síntese de quitina, um polissacarídeo que é componente estrutural crucial na parede celular de diversos fungos. Plantas de fumo foram transformadas com uma construção do tipo intron-hairpin para silenciamento do gene chs do fungo. Cinco linhagens de plantas transformadas demonstraram uma redução na severidade da doença 72 horas após a inoculação, variando de 55,5% a 86,7% quando comparadas a linhagens não transgênicas. A área da lesão não mostrou extensivo progresso com o passar do tempo (até 120h) em linhagens transgênicas. Resistência à doença e silenciamento do gene chs do fungo teve uma correlação positiva com a presença de siRNAs detectáveis em linhagens transgênicas. Demonstrou-se que genes endógenos do fungo necrotrófico muito agressivo, S. sclerotiorum pode ser silenciado induzido pelo hospedeiro. HIGS do gene da síntese de quitina de fungo pode gerar plantas tolerantes à mofo branco. Do ponto de vista biotecnológico, nossos resultados abrem novas perspectivas para o desenvolvimento de plantas transgênicas resistentes a fungos necrotróficos patogênicos.
Sclerotinia sclerotiorum is a necrotrophic fungus, which causes a devastating disease called white mold, infecting more than 450 plant species worldwide. Its control with fungicides is difficult. Thus, the use of adequate levels of host-plant resistance is the best alternative for disease management. However, due to the nature of the disease, breeding programs have had limited success. A potential alternative to developing necrotrophic fungal resistance is the use of the host-induced gene silencing (HIGS) methods, which involves host expression of dsRNAgenerating constructs directed against genes in the pathogen. We chose as a target the gene coding for chitin synthase (chs) that is involved in the synthesis of chitin, the polysaccharide that is a crucial structural component of the cell walls of many fungi. Tobacco plants were transformed with an interfering intron-hairpin construct for silencing the chs fungal gene. Five transgenic lines showed a reduction in disease severity 72 h after inoculation ranging from 55.5% to 86.7% compared with the non-transgenic lines. The lesion area did not show extensive progress over this time (up to 120h). Disease resistance and silencing of the chs fungal gene was positively correlated with the presence of detectable siRNA in the transgenic lines. It was demonstrated that endogenous genes from the very aggressive necrotrophic fungus S. sclerotiorum can be silenced induced by the host. HIGS of the fungal chitin synthase gene can generate white mold-tolerant plants. From a biotechnological perspective, our results open new prospects for the development of transgenic plants resistant to necrotrophic fungal pathogens.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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