Genome sequence and effectorome of Moniliophthora perniciosa and Moniliophthora roreri subpopulations
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Artigo de periódico
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Sequência do genoma e efetoroma das subpopulações de Moniliophthora perniciosa e Moniliophthora roreri
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Resumo
Contexto:
Os patógenos hemibiotróficos Moniliophthora perniciosa (doença da vassoura-de-bruxa) e Moniliophthora roreri (doença da podridão parda) estão entre os patógenos mais importantes do cacau. Moniliophthora perniciosa possui uma ampla gama de hospedeiros e infecta diversos tecidos meristemáticos em plantas de cacau, enquanto M. roreri infecta apenas vagens dos gêneros Theobroma e Herrania . A patogenômica comparativa desses fungos é essencial para a compreensão das estratégias de infecção de Moniliophthora ; portanto, a detecção e a caracterização funcional in silico de candidatos a efetores são etapas importantes para o entendimento de sua patogenicidade.
Resultados:
O repertório de proteínas efetoras secretadas candidatas foi previsto utilizando os genomas de cinco isolados representativos de subpopulações de M. perniciosa (três de cacau e dois de hospedeiros solanáceos) e um isolado representativo de M. roreri do Peru. Muitos candidatos a efetores putativos foram identificados em M. perniciosa : 157 e 134 em isolados de cacau da Bahia, Brasil; 109 em isolado de cacau do Equador; 92 e 80 em isolados de solanáceas silvestres de Minas Gerais (Lobeira) e Bahia (Caiçara), Brasil, respectivamente. Moniliophthora roreri apresentou o maior número de candidatos a efetores, um total de 243. Um conjunto de oito efetores principais foi compartilhado entre todos os isolados de Moniliophthora , enquanto outros foram compartilhados entre os isolados de solanáceas silvestres ou entre os isolados de cacau. Em sua maioria, os candidatos a efetores de M. perniciosa foram compartilhados entre os isolados, enquanto em M. roreri, quase 50% foram exclusivos da espécie. Além disso, foi encontrado um grande número de enzimas degradadoras da parede celular características de fungos hemibiotróficos. Dentre elas, destacamos as proteínas envolvidas na modificação da parede celular, um arsenal enzimático que permite aos fitopatógenos habitar ambientes com estresse oxidativo, o qual promove a degradação de compostos vegetais e facilita a infecção.
Conclusões:
O presente trabalho descreve seis genomas e fornece um banco de dados do suposto efetoroma de Moniliophthora , um primeiro passo para a compreensão da base funcional da patogenicidade fúngica.
Abstract
Background:
The hemibiotrophic pathogens Moniliophthora perniciosa (witches’ broom disease) and Moniliophthora roreri (frosty pod rot disease) are among the most important pathogens of cacao. Moniliophthora perniciosa has a broad host range and infects a variety of meristematic tissues in cacao plants, whereas M. roreri infects only pods of Theobroma and Herrania genera. Comparative pathogenomics of these fungi is essential to understand Moniliophthora infection strategies, therefore the detection and in silico functional characterization of effector candidates are important steps to gain insight on their pathogenicity.
Results:
Candidate secreted effector proteins repertoire were predicted using the genomes of five representative isolates of M. perniciosa subpopulations (three from cacao and two from solanaceous hosts), and one representative isolate of M. roreri from Peru. Many putative effectors candidates were identified in M. perniciosa: 157 and 134 in cacao isolates from Bahia, Brazil; 109 in cacao isolate from Ecuador, 92 and 80 in wild solanaceous isolates from Minas Gerais (Lobeira) and Bahia (Caiçara), Brazil; respectively. Moniliophthora roreri showed the highest number of effector candidates, a total of 243. A set of eight core effectors were shared among all Moniliophthora isolates, while others were shared either between the wild solanaceous isolates or among cacao isolates. Mostly, candidate effectors of M. perniciosa were shared among the isolates, whereas in M. roreri nearly 50% were exclusive to the specie. In addition, a large number of cell wall-degrading enzymes characteristic of hemibiotrophic fungi were found. From these, we highlighted the proteins involved in cell wall modification, an enzymatic arsenal that allows the plant pathogens to inhabit environments with oxidative stress, which promotes degradation of plant compounds and facilitates infection.
Conclusions:
The present work reports six genomes and provides a database of the putative effectorome of Moniliophthora, a first step towards the understanding of the functional basis of fungal pathogenicity.
Assunto
Doenças por fitoplasmas, Fungos, Cacau, Doenças das plantas
Palavras-chave
Theobroma cacao, Witches’ broom, Frosty pod rot, Pathogenicity factors, Plant pathogens
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https://link.springer.com/article/10.1186/s12864-018-4875-7#Sec1