Genômica comparativa possibilita a identificação de fatores de virulência no genoma de Colletotrichum lindemuthianum

Abstract

O fungo Colletotrichum lindemuthianum é um fitopatógeno hemibiotrófico, responsável pela antracnose do feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris L.). Entre as características mais marcantes do C. lindemuthianum destacam-se o alto poder destrutivo e sua ampla varabilidade patogênica. O objetivo do presente trabalho foi realizar o estudo dos genomas pertencentes aos isolados 83.501 (raça 83) e A2-2-3 (raça 89), de C. lindemuthianum por meio da análise comparativa, com o intuito de avaliar as suas características genômicas e identificar fatores de virulência envolvidos na infecção de plantas de feijoeiro. Considerando somente os dados de genomas obtidos com tecnologias de sequenciamento de primeira e segunda geração, C. lindemuthianum apresenta o maior percentual de elementos genéticos móveis já predito para os genomas de Colletotrichum spp. Esta espécie também apresentou os maiores índices de ocorrência de repeat-induced point mutation (RIP) dentre todas as espécies de Colletotrichum avaliadas, possuindo os genes que codificam as metiltransferases RID e DIM-2, que participam deste mecanismo silenciamento. Colletotrichum lindemuthianum possui toda a maquinaria necessária a ocorrência do ciclo sexual, no entanto, o locus Mat1-1 não foi encontrado em seu genoma, bem como no genoma das demais espécies do gênero avaliadas. Foram identificados 55 genes no genoma do isolado 83.501 que estão ausentes no genoma do isolado A2-2-3 e 41 genes do isolado A2-2-3 que estão ausentes no genoma do isolado 83.501. Os genomas de C. lindemuthianum apresentam alterações significativas no número de cópias de genes pertencentes a 20 famílias de P450 mono-oxigenases, 10 famílias de CAZymes envolvidas na degradação de material vegetal e em 99 tipos de transportadores quando comparados às demais espécies de Colletotrichum. Dentre as espécies do gênero Colletotrichum analisadas, o fungo C. ivlindemuthianum é a espécie com as características genômicas mais distintas. Palavras chave: patogenicidade, adaptação, secretoma.Colletotrichum lindemuthianum is the etiological agent of anthracnose disease in common bean (Phaseolus vulgaris L.). Among the remarkable characteristics of this specie stands out its high damaging power and huge pathogenic variability. The goal of this work was to identify the striking genomic characteristics and virulence factors present in the genomes of two C. lindemuthianum isolates (83.501 and A2-2-3). To achieve this goal comparative genomic analysis was performed. Considering just second generation genomic data, C. lindemuthianum presents the highest mobile elements content of all Colletotrichum species. The highest repeat-induced point mutation (RIP) indexes and genes encoding RID and DIM-2, both important to the RIP silencing mechanism, were also found in C. lindemuthianum genome. Interestinlgy, despite the occurrence of the complete machinery required to the sexual cycle , the locus MAT-1-1 was not found , resembling other Colletotrichum species. In this work we identified 55 genes in the 83.501 isolate that are absent in the A2-2-3 isolate genome and 41 genes in the A2-2-3 isolate absent in the 83.501 isolate genome. The C. lindemuthianum genomes presents changes in the copy number of genes belonging to the 20 families of P450-monoxygenases, 10 families of Cazymes with action in plant material degrading as well as in 99 different type of transporters when compared to other Colletotrichum species. Together, these results show that C. lindemuthianum has the more distinctly genomic characteristics among the Colletotrichum genus species. Keywords: Adaptation, Secretome, Patogenicity.