Genoma Fúngico De Novo O Sequenciamento Promove a Descoberta e Pesquisa de Fungos Fitopatogénicos

O sequenciamento de genoma fúngico de novo é uma tecnologia para montar a sequência do genoma microbiano do zero, sem um genoma de referência, anotar o genoma em combinação com uma base de dados e realizar análises relevantes a jusante com base nisso. Sequenciação do genoma fúngico fornece um forte apoio para o estudo dos fungos. Após a obtenção da sequência do genoma completo dos fungos, a tecnologia de análise bioinformática pode ser utilizada para fazer a previsão de genes e a anotação funcional da sequência, o que pode fornecer uma base biológica molecular para o estudo das características biológicas específicas dos fungos (mecanismo patogénico, mecanismo de interação com o hospedeiro, mecanismo metabólico, etc.). Combinada com a análise comparativa do genoma, pode fornecer orientação teórica para o estudo da variação de características, diferenças funcionais e relações evolutivas genéticas entre os fungos. O sequenciamento do genoma completo de fungos tornou-se uma ferramenta indispensável para a pesquisa do genoma fúngico.

O genoma comparativo revela o mecanismo de resistência das plantas a doenças.

O ataque do arroz, causado pelo patógeno ascomiceto. Magnaporthe oryzaeé uma doença fúngica importante e representa uma ameaça constante à produção estável de arroz em todo o mundo. Os pesquisadores identificaram o Magnaporthe oryzae, efetor de avirulência AvrPi9 cognato ao gene de resistência ao míldio do arroz Pi9 através da genómica comparativa de estirpes necessárias derivadas de um método de plantio sequencial. Neste estudo, uma estirpe patogénica R01-1 foi selecionada, e uma estirpe não tóxica R88-002, que era o parente mais próximo da estirpe patogénica, foi escolhida. As duas estirpes foram sequenciadas e montadas, e a genómica comparativa foi utilizada para tentar encontrar os genes centrais associados à patogénese da grisomicina. O gene AvrPi9 em R01-1 foi encontrado com uma inserção de uma sequência repetida, resultando na falha do mecanismo não tóxico mediado por AvRPi9. A RT-PCR mostrou que o gene AvrPi9 estava altamente expresso na fase inicial da infecção, o que indicou que o gene AvRPI9 desempenhou um papel importante no processo de infecção. Análises adicionais também mostraram que diferentes genótipos de AvrPi9 estavam associados a características de virulência específicas das estirpes. Este estudo descreve a isolação e caracterização de fungos através de genómica comparativa e estudos genéticos.

A primeira montagem do genoma a nível de cromossoma T2T de Stagonospora tainanensis

O morfo sexual Leptosphaeria taiwanensis Yen e Chi e o seu morpho assexual Stagonospora tainanensis W. H. Hsieh é um importante fitopatógeno fúngico necrotrófico, que causa a queima das folhas da cana-de-açúcar, resultando na perda de tonelagem de cana e de sacarose em variedades de cana-de-açúcar suscetíveis. Este estudo utilizou sequenciação por Nanopore e sequenciação por Illumina em conjunto para concluir uma montagem de genoma a nível de cromossoma quase telómero a telómero e a anotação de genes baseada em RNA-seq deste fungo infectante necrotrófico. S. tainanensis cepa StFZ01. Pode fornecer uma compreensão mais precisa do patógeno e da patogenicidade fúngica, além de oferecer uma série de proteínas putativas na patogénese fúngica, como efetores, sendo assim benéfico para o desenvolvimento de uma nova estratégia de gestão de doenças e para a melhoria da resistência ao míldio nas canas-de-açúcar. Este estudo apresentou a primeira montagem do genoma a nível de cromossoma T2T e uma anotação de genes de alta qualidade do fungo patogénico. S. tainanensis a estirpe StFZ01 causando a queima das folhas da cana-de-açúcar, integrando sequenciação Nanopore e sequenciação Illumina. Os repetições e genes bem anotados, como CAZys e efetores, servirão como o genoma de referência para o desenho de marcadores moleculares específicos da espécie e para a identificação de genes relacionados com a patogenicidade no futuro.

O que é emocionante é que o mecanismo de virulência de fungos patogénicos foi investigado também com base em genomas comparativos. A análise detalhada de genomas comparativos, combinada com a verificação experimental suficiente subsequente, revelou de forma abrangente o mecanismo de ação de genes-chave no processo patogénico de estirpes a partir de múltiplas perspetivas. O sequenciamento genómico de fungos no futuro revelará mais mistérios para nós.

Referências:

1. Wu, Jun et al. "A genómica comparativa identifica o efector de avirulência AvrPi9 do Magnaporthe oryzae que desencadeia a resistência ao fogo mediada por Pi9 no arroz." O Novo Fitólogo vol. 206,4 (2015): 1463-75.
2. Xu, Fu et al. "A Primeira Montagem do Genoma ao Nível de Cromossoma Telómero-a-Telómero" Stagonospora tainanensis Causando a Queima das Folhas da Cana-de-Açúcar. Revista de fungos (Basel, Suíça) vol. 8,10 1088. 16 de Out. de 2022