Pesquisa revela mecanismo de resistência da soja à podridão-radicular

A superexpressão do gene GmSRC2 aumenta a resistência da soja ao patógeno, reduzindo os sintomas da doença e fornecendo novas perspectivas para o desenvolvimento de cultivares mais resistentes

22.09.2024 | 08:38 (UTC -3)
Revista Cultivar
A superexpressão de <i>GmSRC2</i> aumenta a resistência da soja a <i>P. sojae</i>: <b>(a)</b> Fenótipos representativos de cotilédones de linhas de superexpressão de GmSRC2 e WT com infecção por P6497 a 24 hpi. Cotilédones de soja de quatro dias de idade foram inoculados com zoósporo P6497 (1 × 104 mL-1). Barra de escala, 20 mm. <b>(b)</b> O acúmulo de <i>P. sojae</i> em cotilédones inoculados de OE-GmSRC2-1, 2 e WT a 24 hpi foi detectado por RT-qPCR. PsTEF e GmCons 4 foram usados ​​como controle interno de <i>P. sojae</i> e interno de soja, receptivamente. <b>(c)</b> Fenótipos representativos de linhas de superexpressão de GmSRC2 e folhas WT após infecção por P6497 a 24 hpi. O círculo vermelho indica a área da lesão. Folhas de soja de oito dias foram inoculadas com zoósporo P6497 (1 × 104 mL-1). Barra de escala, 5 mm. <b>(d)</b> Áreas de lesão. As áreas de lesão foram medidas pela descoloração das folhas usando o software ImageJ a 24 hpi. <b>(e) </b>O acúmulo de <i>P. sojae</i> em linhas OE-GmSRC2 e folhas WT após infecção por P6497 a 24 hpi foi determinado por RT-qPCR. Os experimentos foram repetidos três vezes. (Média ± SEM, n ≥ 8, n representa o número de amostras, teste t de Student. Os asteriscos representam diferenças estatisticamente significativas, *P &lt; 0,05, **P &lt; 0,01). WT: cultivar de soja selvagem Jack
A superexpressão de GmSRC2 aumenta a resistência da soja a P. sojae: (a) Fenótipos representativos de cotilédones de linhas de superexpressão de GmSRC2 e WT com infecção por P6497 a 24 hpi. Cotilédones de soja de quatro dias de idade foram inoculados com zoósporo P6497 (1 × 104 mL-1). Barra de escala, 20 mm. (b) O acúmulo de P. sojae em cotilédones inoculados de OE-GmSRC2-1, 2 e WT a 24 hpi foi detectado por RT-qPCR. PsTEF e GmCons 4 foram usados ​​como controle interno de P. sojae e interno de soja, receptivamente. (c) Fenótipos representativos de linhas de superexpressão de GmSRC2 e folhas WT após infecção por P6497 a 24 hpi. O círculo vermelho indica a área da lesão. Folhas de soja de oito dias foram inoculadas com zoósporo P6497 (1 × 104 mL-1). Barra de escala, 5 mm. (d) Áreas de lesão. As áreas de lesão foram medidas pela descoloração das folhas usando o software ImageJ a 24 hpi. (e) O acúmulo de P. sojae em linhas OE-GmSRC2 e folhas WT após infecção por P6497 a 24 hpi foi determinado por RT-qPCR. Os experimentos foram repetidos três vezes. (Média ± SEM, n ≥ 8, n representa o número de amostras, teste t de Student. Os asteriscos representam diferenças estatisticamente significativas, *P < 0,05, **P < 0,01). WT: cultivar de soja selvagem Jack

A podridão-radicular, causada pelo fungo Phytophthora sojae, é uma das doenças mais prejudiciais à produção de soja. Cientistas identificaram que o gene GmSRC2, responsável por codificar uma proteína com domínio C2, desempenha um papel crucial na resistência da planta a esse patógeno. A pesquisa demonstrou que a superexpressão do GmSRC2 reduz os sintomas da doença. Por outro lado, o silenciamento do gene agrava o quadro. Essa descoberta pode ser essencial para o desenvolvimento de cultivares mais resistentes.

A soja é um dos cultivos mais importantes do mundo, fornecendo óleo e proteína vegetal para diversos mercados. No entanto, a podridão radicular e do caule causada pelo P. sojae representa uma ameaça significativa à produção. Embora métodos químicos e barreiras físicas tenham sido implementados, o desenvolvimento de cultivares resistentes continua sendo a solução mais eficiente. Entretanto, a rápida evolução do patógeno tem desafiado essas estratégias, exigindo que os pesquisadores aprofundem seus estudos sobre a imunidade da soja.

Os cientistas analisaram a função do gene GmSRC2, previamente identificado por sua resposta a condições de estresse. O estudo revelou que, quando a soja é infectada por P. sojae, o GmSRC2 é significativamente regulado para cima, sugerindo que o gene tem um papel importante na resposta imune da planta. Através da técnica de transformação mediada por Agrobacterium tumefaciens, foram criadas linhas transgênicas com superexpressão do GmSRC2. Esses exemplares demonstraram uma redução nos sintomas da doença e na biomassa do patógeno, em comparação com plantas de tipo selvagem.

Além disso, os cientistas observaram um aumento nas atividades das enzimas superóxido dismutase (SOD) e peroxidase (POD), indicando uma maior produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) nas plantas transgênicas. O acúmulo de ROS está diretamente relacionado à defesa da planta contra patógenos. Por outro lado, plantas com silenciamento do gene GmSRC2 apresentaram sintomas mais graves e um aumento na biomassa de P. sojae.

O estudo também identificou uma interação entre o GmSRC2 e o efetor PsAvh23 de P. sojae. O domínio C2 da proteína GmSRC2 foi crucial para essa interação, sugerindo que esse mecanismo pode ser essencial para a resistência da soja. A superexpressão do GmSRC2 também ativou o módulo ADA2/GCN5, um complexo regulador de acetilação, que está envolvido na defesa da planta contra patógenos.

A pesquisa sugere que o GmSRC2 regula positivamente a resistência da soja a P. sojae ao aumentar o acúmulo de ROS e interagir com proteínas efetoras do patógeno. O estudo destaca a importância de explorar a função de genes que codificam proteínas com domínio C2, como o GmSRC2, no desenvolvimento de cultivares mais resistentes. Além disso, essa descoberta pode abrir novos caminhos para pesquisas sobre a imunidade das plantas e o combate a outros patógenos que afetam a produção agrícola.

Mais informações podem ser obtidas em doi.org/10.1016/j.plantsci.2024.112247

O silenciamento de <i>GmSRC2</i> diminui a resistência da soja a <i>P. sojae</i>. <b>(a)</b> A expressão relativa de GmSRC2 em folhas de soja VIGS-vazias e silenciadas com GmSRC2. Folhas de plantas com três semanas de idade foram usadas para detectar a eficiência do silêncio por RT-qPCR. <b>(b)</b> Fenótipos representativos de folhas silenciadoras de GmSRC2 após infecção por P6497 a 24 hpi. pTRV: Jack infectado com pTRV. pTRV-S: Jack infectado com pTRV-GmSRC2. Barra de escala, 5 mm. <b>(c)</b> Áreas de lesão de folhas inoculadas. As áreas de lesão foram medidas usando o software ImageJ a 24 hpi. (Média ± SEM, n ≥ 8, n representa o número de amostras, teste t de Student, asteriscos representam diferenças estatisticamente significativas, *P &lt; 0,05; **P &lt; 0,01). <b>(d)</b> O acúmulo de <i>P. sojae</i> em folhas inoculadas com pTRV e pTRV-S a 24 hpi foi detectado por RT-qPCR. PsTEF e GmCons 4 foram usados ​​como controle interno de <i>P. sojae</i> e interno de soja, receptivamente. <b>(e)</b> O conteúdo de H2O2. <b>(f)</b> A atividade de SOD. <b>(g)</b> A atividade de SOD. As amostras foram coletadas de folhas de pTRV e pTRV-S após infecção por <i>P. sojae</i> a 24 hpi. Os experimentos foram repetidos três vezes
O silenciamento de GmSRC2 diminui a resistência da soja a P. sojae. (a) A expressão relativa de GmSRC2 em folhas de soja VIGS-vazias e silenciadas com GmSRC2. Folhas de plantas com três semanas de idade foram usadas para detectar a eficiência do silêncio por RT-qPCR. (b) Fenótipos representativos de folhas silenciadoras de GmSRC2 após infecção por P6497 a 24 hpi. pTRV: Jack infectado com pTRV. pTRV-S: Jack infectado com pTRV-GmSRC2. Barra de escala, 5 mm. (c) Áreas de lesão de folhas inoculadas. As áreas de lesão foram medidas usando o software ImageJ a 24 hpi. (Média ± SEM, n ≥ 8, n representa o número de amostras, teste t de Student, asteriscos representam diferenças estatisticamente significativas, *P < 0,05; **P < 0,01). (d) O acúmulo de P. sojae em folhas inoculadas com pTRV e pTRV-S a 24 hpi foi detectado por RT-qPCR. PsTEF e GmCons 4 foram usados ​​como controle interno de P. sojae e interno de soja, receptivamente. (e) O conteúdo de H2O2. (f) A atividade de SOD. (g) A atividade de SOD. As amostras foram coletadas de folhas de pTRV e pTRV-S após infecção por P. sojae a 24 hpi. Os experimentos foram repetidos três vezes

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