Análises bioinformáticas de proteínas de resistência do tipo nucleotide binding site-leucine rich repeat (NBS-LRR) de café

Abstract

Os fatores moleculares envolvidos na resistência a ferrugem do café e outras doenças ainda não são totalmente conhecidos, mas os projetos relacionados com o tema vêm sendo feitos desde o século passado. Um dos principais problemas que dificultam a identificação destes fatores é a falta de uma versão estável do genoma do Coffea arabica. Recentemente, o consórcio World Coffee Research (WCR) liberou a sua versão do genoma de C. arabica feito com tecnologia de Sequenciamento de Nova Geração (NGS). É conhecido que as relações patogênicas da Ferrugem e o Café têm proteínas efetoras que interagem com proteínas do tipo NBS-LRR da planta. Estas ativam a resposta imunitária da planta, o que resulta normalmente em Reações de Hipersensibilidade (HR). O gene de resistência de café S H 3 codifica uma proteína similar à classe Coiled Coil-NBS-LRR e, sabe-se que as plantas que contêm esse gene apresentam resistência vertical à ferrugem. A procura de fatores similares ao gene S H 3 poderia prover novos fatores de resistência que possam ser utilizados no desenvolvimento de novas variedades de café com resistência vertical para ferrugem. Neste estudo, foi possível identificar de proteínas presentes exclusivamente em genomas de plantas do gênero Coffea, assim como motivos presente exclusivamente em sequências de café arábico e robusta. Também foi possível identificar a localização cromossômica das sequencias identificadas. Finalmente, os resultados deste estudo conseguiram classificar e fazer anotações de todas as proteínas candidatas com o objetivo de utiliza-las em programas de melhoramento genético de café.

The molecular factors involved in the coffee’s resistance to rust and other diseases have not been completely known, but related projects have been developed since the last century. One of the main problems that make difficult to identify these factors is the lack of a stable version of the Coffea arabica genome. The organization World Coffee Research (WCR) recently made available its version of the C. arabica genome made out of Next Generation Sequencing (NGS) technology. It is known that the pathogenic relations of rust and coffee include effector proteins interacting with the plant’s NBS-LRR proteins, which activate its immune response, normally resulting on a Hypersensitivity Response (HR). The coffee’s resistance gene S H 3 codifies a protein similar to the class Coiled Coil-NBS-LRR and the plants that include that gene show a vertical resistance to rust. Looking for factors similar to gene S H 3 could lead to new resistance factors able to be used in the development of new coffee varieties with vertical resistance to rust. Through this research it was possible to identify sequences of protein exclusively present in genomes of the Coffea plants, as well as features differentially present in sequences of Arabica and robusta coffee. It was also possible to identify the chromosome localization of the identified sequences. Finally, the results of this research allowed classifying and systematizing all the candidate proteins to use them in coffee genetic improvement programs.