Fosfatoma de Vigna unguiculata e Vitis vinifera sob estresse biótico : caracterização genômica e perfil transcricional

Abstract

As proteínas fosfatases (PPs) compreendem uma superfamília de enzimas, envolvidas em uma ampla gama de processos metabólicos por meio da desfosforilação de fosfoproteínas, incluindo processos envolvidos na respostaa estresses. As PPs são classificadas em quatro famílias gênicas: PPP (Fosfoproteína fosfatase), PPM (Proteína fosfatase metalo-dependente), PTP (proteína tirosina fosfatase) e AspPP (Aspartato (Asp)-fosfatases dependentes). Dessas, a família PPM (PP2C) é a mais estudada e relatada por seu papel em mecanismos de defesa vegetal. O presente estudo objetivou analisar essa superfamília de proteínas de forma ampla, por meio de abordagens genômicas, transcriptômicas e moleculares utilizando duas espécies de interesse agronômico: feijão-caupi e videira. As PPs foram investigadas quanto às suas características estruturais, distribuição genômica, mecanismos de expansão genômica, conservação entre outras espécies vegetais, sítios de ligação a fatores de transcrição (TFBSs), e padrões de expressão frente ao estresse biótico. Foram analisados dados de RNA-Seq de cultivares contrastantes de feijão-caupi (IT85F-2687 e BR-14 Mulato) quanto à tolerância ao Cowpea aphid- borne mosaic virus (CABMV) e ao Cowpea severe mosaic virus (CPSMV), bem como de videira (IAC-572 e Red Globe) inoculadas com a bactéria Xanthomonas citri pv. víticola (Xcpv). As PPs identificadas nos genomas do feijão-caupi e da videira apresentaram, em sua maioria, conservação de suas sequências proteicas. Além disso, relatamos, pela primeira vez, PPs possívelmente associadas à membrana em plantas. O mecanismo expansor das PPs nos genomas do feijão-caupi e da videira foi, majoritariamente, a duplicação segmental. Além disso, essas proteínas apresentaram um alto grau de conservação com outras espécies vegetais. Os FTs C2H2 e DOF foram os TFBSs mais enriquecidos em feijão-caupi e videira, respectivamente, estando diretamente relacionados à resposta vegetal sob as condições de estresse avaliadas. Os dados de RNA-Seq indicaram que a maioria das PPs de feijão- caupi estavam moduladas (induzidas ou reprimidas) em ambas as bibliotecas (CABMV e CPSMV). Além disso, identificamos que cerca de 24% das PPs estavam induzidas e eram específicas para cada um dos estresses aplicados. Em videira, os dados de expressão gênica via qPCR, apontaram a indução de seis genes PPs, 48 horas após imposição do estresse, apontando o envolvimento dessa classe de genes no mecanismos de resposta contra a bactéria X citri. Diante do exposto, nosso estudo disponibiliza dados inovadores sobre o envolvimento das PPs nos mecanismos de defesa vegetal.