Pesquisadores do Instituto de Genética e Biologia do Desenvolvimento (IGDB) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) identificaram o primeiro gene de resistência viral da planta monocotiledônea que codifica uma proteína de receptor imunológico de repetição (NLR) rico em leucina de ligação a nucleotídeos de uma grama selvagem Brachypodium melhorar a resistência das culturas de cereais (trigo e cevada) ao Barley stripe mosaic virus (BSMV). Os resultados foram publicados em New Phytologist .
As doenças virais ameaçam seriamente a produtividade das culturas. Embora várias proteínas NLR que conferem resistência a vírus específicos tenham sido identificadas em plantas dicotiledôneas, a proteína NLR envolvida na resistência viral nunca foi encontrada em plantas monocotiledôneas, incluindo os cereais mais importantes trigo, arroz, milho, cevada, aveia, etc. O BSMV é um vírus de RNA tripartido de fita positiva que infecta cevada (Hordeum vulgare L.), trigo (Triticum aestivum L.) e aveia (Avena sativa L.), onde causa graves perdas de rendimento.

Durante as últimas duas décadas, grandes progressos foram feitos para a compreensão dos processos de infecção do BSMV, no entanto, os estudos das interações incompatíveis durante as interações grama-vírus estão atrasados. Portanto, a identificação e mineração de novos genes de resistência ao BSMV forneceriam uma base para a prevenção de doenças causadas pelo BSMV.

Brachypodium distachyon, um membro da subfamília Poaceae Pooideae, surgiu como uma espécie modelo para o estudo de culturas de cereais de estação fria (cevada, trigo, aveia e centeio). Esta pequena planta é fácil de cultivar, auto-fértil, possui um genoma pequeno, um ciclo de vida curto e uma grande quantidade de variação genética.

Neste estudo, os pesquisadores clonaram o primeiro gene de resistência ao BSMV, resistência à listra de cevada 1 (BSR1) que codifica uma proteína CC-NBS-LRR (NLR) típica de B. distachyon linha Bd3-1 usando clonagem baseada em mapa. Eles descobriram que o gene BSR1 da grama selvagem Brachypodium pode ser usado para melhorar a resistência ao BSMV em trigo e cevada.

A análise de variação de sequência revelou que BSR1 estava presente apenas em alguns acessos de B. distachyon coletados de acessos Turquia-Iraque e B. hybridum coletados de Israel. O gene suscetível bsr1 é bastante interessante com uma inserção de região única no C-terminal, resultando em perda de resposta de hipersensibilidade tipicamente induzida pela proteína de movimento Triple Gene Block 1 (TGB1) do vírus BSMV.

Usando ensaios biológicos, microscopia confocal, análises mutacionais e imunoprecipitação, os pesquisadores mostraram de forma convincente que os aminoácidos TGB1 390/392 são fundamentais para a interação com BSR1. Na proteína Brachypodium BSR1, eles identificaram dois aminoácidos G196/K197 no motivo P-loop sendo cruciais para a interação BSR1-TGB1.

As interações BSR1-TGB1 também ocorrem em cevada, trigo e N. benthamiana, mostrando a importância do uso da planta modelo Brachypodium para encontrar novos genes para o melhoramento de culturas de cereais e dissecar o mistério da imunidade inata de plantas monocotiledôneas contra vírus. + Explorar mais

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