Estresses em feijão-caupi : análise da resposta transcricional a injúria, viroses ou desidratação radicular

Abstract

O feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp.] apresenta importância socioeconômica mundial, sendo uma das principais fontes de renda e subsistência para a maioria da população carente, especialmente em países subdesenvolvidos. No entanto, estresses bióticos e abióticos representam ameaças significativas à sua produção. Diante desse atual cenário, o Cowpea Genomics Consortium (CpGC) desenvolveu ensaios de transcriptômica do feijão-caupi sob condições de estresse, incluindo: (1)

desidratação radicular; (2) injúria foliar | inoculação com CABMV (Cowpea aphid- born mosaic virus); (3) injúria foliar | inoculação com CPSMV (Cowpea severe

mosaic virus). Nesse estudo, a combinação de abordagens genômicas e transcriptômicas permitiu a identificação de genes-candidatos e suas respectivas vias metabólicas envolvidas na resposta precoce conservada a vírus e tolerância ao déficit hídrico. A resposta precoce de defesa conservada em feijão-caupi para ambos os tratamentos virais (1 e 16 h após aplicação do estresse) foi investigada através de transcritos coexpressos, denominados de Assinaturas Transcricionais Conservadas (ATCs). As ATCs indicaram uma maior conservação na percepção e defesa precoce/inicial, estando relacionadas tanto a respostas imunológicas quanto à injúria. Essas ATCs estão principalmente relacionadas ao sistema imune inato da planta (PRRs e genes R), proteínas PRs, limpeza de ROS e vias de transdução de sinal, como fatores de transcrição (TFs), diversas classes de quinases (MAPKKKs e CDPKs), sensores de Ca2+ e fitormônios (especialmente associadas ao ácido jasmônico e etileno). No ensaio de desidratação radicular, dois níveis de informação (fisiológico e molecular) foram analisados. De acordo com os aspectos fisiológicos, os dados moleculares foram classificados em: (i) ‘transcriptoma de percepção, sinalização e reação’ - RD25 e (ii) ‘transcriptoma de sinalização, reação e ajuste’ - RD150. Os transcritos induzidos em RD25 estão principalmente relacionados à sinalização e à manutenção das funções básicas da célula, enquanto em RD150, houve respostas mais diversas, incluindo diferentes famílias de TFs, quinases e respostas associadas ao metabolismo mais especializado. Além disso, os processos biológicos enriquecidos demonstraram respostas de defesa relacionadas a estresses adicionais, como oxidativo, salino e biótico e à injuria. Observamos que grande parte dos transcritos que participam das respostas de defesa acima mencionadas são regulados pela família de TFs bHLH. Diante disso, realizou-se a caracterização

genômica estrutural e funcional dessa família em feijão-caupi, onde 175 genes VubHLH foram identificados, distribuídos nos 11 cromossomos. Esses VubHLHs foram classificados em 26 subfamílias, sendo os mecanismos de duplicações WGD / segmental, dispersas e em tandem os principais responsáveis pela diversificação durante a evolução da espécie. A análise de transcriptômica revelou que esses genes estão, primordialmente, relacionados à resposta à desidratação radicular e da defesa precoce aos dois vírus investigados. Esse estudo forneceu um panorama das principais vias de resposta do feijão-caupi frente a diversas condições estressantes. Além disso, os resultados revelam potenciais candidatos para futuras pesquisas biotecnológicas visando o desenvolvimento de cultivares resistentes a múltiplos estresses em feijão-caupi e espécies proximamente relacionadas.