Silenciamento trans-específico in vivo entre fumo e o fungo fitopatogênico Fusarium verticillioides

Abstract

Transcritos de RNA auto complementar formam um RNA dupla fita (dsRNA) que aciona uma degradação de uma seqüência específica de RNA mensageiro (mRNA), em um processo conhecido como RNA (RNAi) interferente levando ao silenciamento gênico. Em plantas vasculares, o tráfico de moléculas de RNAi ocorre entre células e sistemicamente por toda a planta. Sinais de RNAi pode espalhar sistematicamente ao longo de uma planta, mesmo em enxertos transgênicos sobre cavalos não-transgênicos. Há também um grande interesse na aplicação do RNAi para fungos patogênicos. A inibição específica da expressão gênica por RNAi tem se mostrado adequado para uma grande variedade de fungos filamentosos fitopatogênicos, no entanto, o silenciamento por dsRNA / siRNA não foi observado in vivo. Este estudo demonstra pela primeira vez o fenômeno de interferência in vivo no fungo patogênico Fusarium verticillioides, em que a expressão de um transgene foi especificamente silenciado pela inoculação de células do micélio em plantas transgênicas de fumo transformadas geneticamente para expressar pequenos RNAs de interferência (siRNA) a partir de um dsRNA correspondente ao transgene. Estas resultados fornecem uma poderosa ferramenta para estudos sobre a interação molecular plantapatógenos, e interações simbióticas. Do ponto de vista biotecnológico, silenciamento de genes de fungos por geração de siRNAs no hospedeiro fornece uma nova ferrameta para o desenvolvimento de estratégias de resistência de fungos nas plantas e outros organismos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Self-complementary RNA transcripts form a double-stranded RNA (dsRNA) that triggers a sequence-specific mRNA degradation, in a process known as RNAinterference (RNAi), leading to gene silencing. In vascular plants, RNAi molecules trafficking occur between cells and systemically throughout the plant. RNAi signals can spread systemically throughout a plant, even across graft junctions from transgenic to non-transgenic stocks. There is also a great interest in applying RNAi to pathogenic fungi. Specific inhibition of gene expression by RNAi has been shown to be suitable for a multitude of phytopathogenic filamentous fungi; however, dsRNA/siRNA silencing effect has not been observed in vivo. This study demonstrates for the first time the in vivo interference phenomenon in the pathogenic fungus Fusarium verticillioides, in which expression of an individual fungal transgene was specifically abolished by inoculating mycelial cells in transgenic tobacco plants engineered to express small interfering RNAs (siRNA) from a dsRNA corresponding to the particular transgene. The results provide a powerful tool for further studies on molecular plant-microbe and symbiotic interactions. From a biotechnological perspective, silencing of fungal genes by generating siRNAs in the host provides a novel strategy for the development of broad fungi-resistance strategies in plants and other organisms.