Identificação e caracterização de componentes genéticos de resistência em Musa acuminata a Pseudocercospora musae

Abstract

A banana (Musa spp.) é uma das frutas mais importantes do mundo, base da alimentação familiar em diversos países, sendo uma relevante fonte nutricional, rica em carboidratos, fibras, vitaminas e minerais. Entretanto, as cultivares de maior interesse são suscetíveis ao ataque de fitopatógenos. A Sigatoka-amarela, causada pelo fungo Pseudocercospora musae, é uma das doenças mais destrutivas dessa cultura, resultando em perdas consideráveis na produção, afetando principalmente as cultivares do subgrupo Cavendish. A medida de controle mais eficiente é a criação de novas variedades resistentes ao patógeno, e a genômica pode ser uma grande aliada na descoberta de genes candidatos envolvidos em resistência, para que seja realizada sua introgressão em cultivares comerciais. O objetivo desse trabalho foi identificar e caracterizar os genes associados à resistência envolvidos na interação entre Musa acuminata e P. musae, a partir do RNA-seq de M. acuminata subsp. burmannica Calcutta 4. Para isso, folhas de bananeira do genótipo Calcutta 4 (genótipo resistente) e de M. acuminata cv. Cavendish Grande Naine (genótipo suscetível) foram inoculadas com uma suspensão de conídios de P. musae, e mantidas em câmara de crescimento sob condições controladas. O RNA total foliar foi extraído em dois tempos de coleta: 3 e 12 dias após a inoculação. O RNA-seq foi realizado via Illumina Hiseq 4000 e resultou em 325.264.847 reads, e um total de 30.613 genes foram mapeados contra o genoma de referência de M. acuminata ssp. malaccensis var. DH-Pahang. Após a realização das análises de bioinformática, 1.073 genes apresentaram expressão diferencial (DEGs) aos 3 DAI e 976 DEGs foram observados aos 12 DAI, ambos em relação ao controle não inoculado. Dentre estes, 612 genes estão potencialmente envolvidos em respostas de defesa em Calcutta 4, incluindo diversos genes que codificam para receptores PRR, proteínas PR, fatores de transcrição dos tipos WRKY, MYB e NAC, peroxidases, quitinases e genes de resistência (NRLs). A validação da expressão de 14 genes envolvidos nas respostas a estresse biótico identificados in silico foi realizada via RT-qPCR e demonstrou uma manutenção no padrão de expressão observado no RNA-seq. Foram identificados seis genes candidatos para serem introgredidos em Musa, os dois principais codificam um para quitinase e o outro para endoquitinase. Ambos apresentaram superexpressão aos 3 DAI em Calcutta 4 e repressão em Cavendish, sendo genes potencialmente envolvidos nas respostas iniciais de defesa do genótipo resistente ao patógeno, atuando na degradação de quitina, de forma a impedir o avanço do fungo na superfície foliar. Com isso, este estudo será de grande contribuição para a elucidação dos mecanismos de resistência em Musa e beneficiará futuros programas de melhoramento da espécie para a geração de novos genótipos resistentes.