Controlo do nemátode das lesões radiculares Pratylenchus penetrans: uma abordagem biotecnológica

Os nemátodes fitoparasitas são responsáveis por grandes perdas em diversas culturas que chegam a atingir 118 milhares de

milhões de dólares/ano. Em termos de impacto económico, os nemátodes das lesões radiculares (NLR), Pratylenchus spp. estão em

3º lugar, o que está diretamente relacionado com o número de plantas hospedeiras, mais de 400 espécies vegetais (culturas

agrícolas importantes, ornamentais, e árvores de fruto, incluindo frutos secos). Prospecções efetuadas em Portugal revelaram a

presença de algumas espécies de Pratylenchus associadas a culturas importantes. Recentemente, quatro espécies de NLR foram

isoladas e identificadas a partir de amostras de raízes de batateira, colhidas nas principais regiões produtoras de batata em

Portugal. A espécie mais abundante foi Pratylenchus penetrans seguida de P. neglectus, P. crenatus e P. thornei, tendo estas últimas

sido encontradas pela primeira vez associadas a esta cultura no nosso país. Além destas espécies de NLR, uma nova espécie de

Pratylenchus, associada a danos severos na produção de bolbos florais (p. ex. Amaryllis), foi detetada em várias estufas em

Portugal, o que reforça a dimensão da ameaça que estas espécies constituem para a agricultura e floricultura. A resistência a

Pratylenchus spp. é muito limitada, uma vez que apenas alguns loci têm sido ligados à resistência/tolerância a algumas espécies de

NLR. As estratégias de controlo utilizando compostos químicos estão limitadas pela legislação em vigor. A maioria dos nematodicidas

não são específicos, são altamente tóxicos, e constituem uma forte ameaça para o ecossistema solo, água potável, bem como à

saúde humana. Presentemente, uma das áreas de investigação mais relevante é a identificação de genes do patogénio relacionados

com metabolismo e parasitismo, em que o seu silenciamento através do RNA de interferência (RNAi), promova efeitos letais ou

inibidores do seu desenvolvimento. Alguns dos resultados promissores no controlo de patogénios fitoparasitas, através de

silenciamento de genes via RNAi, incluem bactérias, fungos, oomicetas, insetos, e nemátodes, principalmente o nemátode-dasgalhas-

radiculares (Meloidogyne spp.) e o nemátode-dos quistos (Globodera e Heterodera spp.). Apesar do silenciamento de genes,

usando a tecnologia RNAi, já ter sido demonstrado em algumas espécies de Pratylenchus, apenas alguns genes (e.g. pat-10, unc-

87, Pv010 e eng-1) foram testados, o que reflete a necessidade de estudos mais alargados em relação a este grupo de fitoparasitas

tão importante. O objectivo principal deste projeto é identificar genes que codifiquem proteínas em P. penetrans que possam ser

utilizados como novos alvos para o desenvolvimento de estratégias de controlo mais específicas e eficientes. Os transcriptomas

globais envolvendo o parasita-hospedeiro constituem uma ferramenta excelente para fornecer uma visão integrada do diálogo

molecular estabelecido entre o patogénio e o hospedeiro e, em última análise, para a identificação das principais vias moleculares e

genes individuais envolvidos nessa interação. O nosso material de partida consiste em diferentes conjuntos de dados de

transcriptómica em larga escala gerados “in house” (“paired-end sequencing mRNA-seq”, Illumina) para P. penetrans: 1) a partir do

nemátode, e 2) a partir de plantas de soja infetadas com esta espécie, e que serão utilizados como base para a seleção de novos

genes-alvo. Adicionalmente, novos conjuntos de dados de transcriptoma serão obtidos da infeção da batateira por P. penetrans.

Neste contexto, o projeto envolve a implementação de abordagens biotecnológicas para o melhoramento de plantas, utilizando

dados de “mRNA-seq Illumina” para a identificação de novos genes-alvo e da tecnologia de silenciamento via RNAi para estudar a

sua ação como potencial nematodicida. A estratégia a utilizar ao longo deste projeto inclui o estudo dos níveis de expressão e

localização dos genes a serem silenciados no nemátode, e na produção de fragmentos de siRNA e dsRNA para o silenciamento

desses genes via ensaios in vitro, e posteriormente via planta, avaliando a sua eficiência na interrupção do desenvolvimento do

nemátode ou mesmo letalidade. Um outro aspeto relevante da proposta PratyTech é conhecer o perfil de expressão genética do

FCT : PROJECTOS DE INVESTIGAÇÃO CIENTÍFICA E DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO 28/01/2015 18:44

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nemátode ou mesmo letalidade. Um outro aspeto relevante da proposta PratyTech é conhecer o perfil de expressão genética do

hospedeiro e as alterações celulares que ocorrem após a infeção da batateira com P. penetrans, podendo providenciar informações

importantes sobre os mecanismos moleculares envolvidos nesta cultura economicamente importante. A longo prazo, o nosso

objetivo é desenvolver metodologias alternativas e inovadoras que permitam a obtenção de culturas resistentes ao NLR para serem

aplicadas a culturas agrícolas (horticultura, floricultura e pomares), importantes não só em Portugal, mas também em outras partes

da Europa e do Mundo onde P. penetrans tenha impacto económico relevante.