Потенциальные эффекторные белки, выявленные путем транскрипционного профилирования в процессе развития Moniliophthora roreri, грибного патогена Theobroma cacao.
Candidate effector proteins revealed by transcriptional profiling during development of Moniliophthora roreri, a fungal pathogen of Theobroma cacao.
Katiúcia Tícila de Souza de Nascimento, Ícaro Santos Lopes, Ariana Silva Santos, Irma Yuliana Mora-Ocampo, Taís Araújo Santos, Hermanna Vanesca Viana de Oliveira, Larissa Karen Silva Oliveira, Eduardo Almeida Costa, Joise Hander Mares, Maria Zugaib, Karina Peres Gramacho, Daniel Oliveira Jordão do Amaral, Jonathan Javier Mucherino Muñoz, Enrique Arévalo Gardini, Eric Roberto Guimarães Rocha Aguiar, Carlos Priminho Pirovani
Аннотация (перевод)
Монилиоз плодов (FPR), вызываемый Moniliophthora roreri, является одним из наиболее разрушительных заболеваний плантаций какао в Америке. Этот гемибиотрофный гриб поражает только плоды дерева какао. Он снижает урожайность и обесценивает плоды, что приводит к экономическим потерям и подрывает социально-экономический потенциал культуры. Мы проанализировали транскриптом спор и мицелия M. roreri, инкубированных в экстракте плодов какао из восприимчивых растений. В общей сложности 871 дифференциально экспрессирующийся ген (DEGs) был идентифицирован в спорах при различных сроках инкубации и в мицелии. Было установлено, что идентифицированные DEGs участвуют в ряде биологических процессов и молекулярных функций, среди которых оксидоредуктазная функция, протеолиз, регуляция транскрипции, процессы связывания и реакция на стресс. Мы также исследовали репертуар секретируемых белков и предполагаемых эффекторов, локализованных в апопласте и цитоплазме хозяина, и обнаружили 1075 транскриптов, кодирующих секретируемые белки, из которых 61 являлся DEGs и 23 — предполагаемыми эффекторами, связанными с разрушением клеточной стенки растений, окислительным стрессом и углеводным обменом. Данные также выявили транскрипты с уровнем экспрессии до 50 раз выше между временем инкубации непроросших спор и мицелием, которые рассматриваются в качестве кандидатов на роль маркерных генов развития гриба. Эти молекулы были связаны с такими функциями, как рост, патогенность, киназная и оксидоредуктазная активность, играя важную роль во взаимодействии M. roreri и Theobroma cacao. Функциональный анализ трех белков-кандидатов в эффекторы выявил влияние на морфологию листьев, главным образом высыхание и увядание листьев, часто завершающиеся некрозом. Наши результаты расширяют понимание молекулярных основ того, как FPR поражает растения-хозяева, а также идентифицируют набор секретируемых белков, требующих функциональной характеристики для содействия борьбе с заболеванием.
Оригинальная аннотация
Frosty pod rot (FPR), caused by Moniliophthora roreri, is one of the most devastating diseases of cocoa plantations in the Americas. This hemibiotrophic fungus only infects the fruits of the cocoa tree. It reduces yields and devalues the fruits, consequently causing economic losses and compromising crops' socioeconomic potential. We analyzed the transcriptome of M. roreri spores and mycelium incubated in a cocoa fruit extract from susceptible plants. A total of 871 differentially expressed genes (DEGs) were identified in spores at different incubation times and in mycelium. The identified DEGs were found to be involved in several biological processes and molecular functions, among them oxidoreductase function, proteolysis, transcriptional regulation, binding processes and stress response. We also explored the repertoire of secreted proteins and putative effectors located in the apoplast and cytoplasm of the host, and found 1075 transcripts encoding secreted proteins, of which 61 were DEGs and 23 were putative effectors, associated with plant cell wall breakdown, oxidative stress, and carbohydrate metabolism. Data also revealed transcripts with up to 50-fold higher expression between the incubation times of non-germinated spores and mycelium, which are considered candidates for marker genes in fungal development. These molecules were related to functions such as growth, pathogenicity, kinase and oxidoreductase activity, playing important roles in the interaction of M. roreri and Theobroma cacao. Functional analysis of three candidate effectors revealed impacts on leaf morphology, mainly leaf drying and wilting, often culminating in necrosis. Our results expand the understanding of the molecular basis of how FPR affects host plants, in addition to identifying a set of secreted proteins that require functional characterization to contribute to disease control.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/0d976967-921c-4f11-b573-187610ee6973
DOI: 10.1016/j.ygeno.2025.111083