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Participação da proteína TtsI e flavonóides da ativação do Sistema de Secreção do Tipo III de Bradyrhizobium elkanii

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Participação da proteína TtsI e flavonóides da ativação do Sistema de Secreção do Tipo III de Bradyrhizobium elkanii

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Título Participação da proteína TtsI e flavonóides da ativação do Sistema de Secreção do Tipo III de Bradyrhizobium elkanii
Autor Campos, Samanta Bolzan de
Orientador Passaglia, Luciane Maria Pereira
Data 2009
Nível Doutorado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Biociências. Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular.
Assunto Bradyrhizobium elkanii
Resumo Bradyrhizobium elkanii é uma bactéria de solo, que fixa nitrogênio e induz a formação de nódulos em soja [Glycine max (L.) Merrill] e outras plantas leguminosas. A interação entre as bactérias simbiontes e as plantas no solo ocorre de forma específica e depende de fatores tanto das plantas quanto das bactérias. Entre os fatores mais importantes nessa interação estão os fatores Nod, liberados pelas bactérias em resposta aos flavonoides oriundos das raízes das plantas. Além dos fatores Nod, outros fatores da bactéria respondem à presença de flavonoides, entre os quais estão as proteínas secretadas através do sistema de secreção do tipo III (T3SS-type III secretion system). Esse sistema foi primeiramente descoberto em bactérias patogênicas e, até recentemente, se pensava ser exclusivo deste grupo. No entanto, após o sequenciamento do genoma de diversos rizóbios, genes homólogos aos do T3SS de outras bactérias foram encontrados. Dentre os genes do T3SS encontrados nos rizóbios, um, chamado de ttsI, apresenta características de regulador da transcrição e está presente nos clusters de T3SS de todos os rizóbios estudados. O T3SS foi descrito em B. elkanii recentemente. Nesta bactéria esse sistema apresenta as características comuns ao de outros rizóbios. Com o objetivo de estudar o papel da proteína TtsI em B. elkanii SEMIA587, uma linhagem mutante para esse gene, com a inserção de um cassete interrompendo a sua sequência, foi obtida. Estudos de secreção de proteínas, testes de nodulação e análise da indução por flavonoides foram realizados nas linhagens selvagem e mutante. Os resultados obtidos nesse trabalho demonstraram que B. elkanii SEMIA587 secreta pelo menos duas Nops (NopA e NopL), após a indução com genisteína, enquanto que a linhagem mutante para o gene ttsI é incapaz de secretar estas mesmas Nops, mesmo após a indução com o flavonoide; a região promotora do gene ttsI possui um tts-box, que é ativo e responde à indução por flavonoides; testes de nodulação com três diferentes plantas leguminosas demonstraram que o T3SS em B. elkanii SEMIA587 também possui a característica de dependência de hospedeiros, como em outros rizóbios estudados, onde a cultivar Peking de soja se mostrou dependente das proteínas secretadas pelo T3SS de B. elkanii SEMIA587 para uma nodulação eficiente.
Abstract Bradyrhizobium elkanii is a soil bacterium that fixes nitrogen and induces nodule formation in soybean [Glycine max (L.) Merrill] and other leguminous plants. The interaction between the symbiont bacteria and plants in the soil is specific and relies on both plant and bacterial factors. Among the factors that are important for the interaction are the Nod factors, released by the bacterium in response to flavonoid compounds, released by plant roots. Besides Nod factors other bacterial factors respond to flavonoid induction, such as the proteins secreted by the type III secretion system (T3SS). This system was first discovered in pathogenic bacteria, and until recently was thought to be exclusive to those bacteria. However, homologous genes were discovered in some rhizobia after the sequencing of their genome. One of the T3SS genes in the rhizobia, the ttsI gene, has transcriptional regulators characteristics and is present in all rhizobia T3SS clusters. B. elkanii T3SS was recently described. In this bacterium the system shares common features to other rhizobial T3SS. Aiming to study the role of B. elkanii SEMIA587 TtsI protein, a mutant strain of the ttsI gene, containing a cassette interrupting the sequence, was obtained. Protein secretion and flavonoid induction analysis, as well as nodulation tests were performed in the wild type and mutant strains. The results obtained showed that B. elkanii SEMIA587 secrets at least two Nops (NopA and NopL), after genistein induction, while ttsI mutant strain is unable to secrete the same Nops, even after the flavonoid induction; the promoter region of the ttsI gene presents a tts-box, which is active and responsive to flavonoid induction; nodulation tests performed with three different leguminous plants showed that B. elkanii T3SS also displayed host-dependent characteristics, as in other rhizobia, and the Peking soybean cultivar was dependent of B. elkanii T3SS efficient system for nodulation.
Tipo Tese
URI http://hdl.handle.net/10183/18795
Arquivos Descrição Formato
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