O nematoide de cisto da soja (SCN) é uma das doenças devastadoras da soja em todo o mundo. A resistência da planta hospedeira é o método mais econômico e eficaz para controlar a doença do SCN.
No entanto, a resistência ao SCN é uma característica multigênica e quantitativa em soja, e a maioria das fontes de resistência são facilmente quebradas devido ao longo tempo de plantio das mesmas cultivares. Portanto, é urgente entender profundamente o mecanismo de resistência, desenvolver recursos gênicos de multirresistência e criar variedades de multirresistência.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Wang Congli do Instituto Nordeste de Geografia e Agroecologia da Academia Chinesa de Ciências utilizou, pela primeira vez, a tecnologia de sequenciamento de transcriptoma completo (FLTS) para investigar a resistência ao SCN em soja.

Este estudo foi publicado em Frontiers in Plant Science .

A tecnologia FLTS de terceira geração pode ler diretamente a sequência completa da molécula de RNA sem interrupção. Também tem as vantagens de análise quantitativa de genes e transcritos ao mesmo tempo.

Os pesquisadores confirmaram um novo genótipo de melhoramento de soja 09-138 (rhg1a + Rhg4b), que é resistente à altamente tóxica SCN raça 4 (SCN4), mas suscetível a SCN5 com menos virulência.

A análise FLTS de 9 bibliotecas de cDNA de 09-138 com SCN4, SCN5 e tratamentos de controle demonstrou uma média de 6,1 Gbp de dados limpos para cada biblioteca, um total de 1.117 novos genes e 41.096 novos transcritos.

Através da análise estrutural dos novos transcritos, os pesquisadores descobriram que a modificação pós-transcricional, como splicing alternativo (AS), poliadenilação alternativa (APA), genes de fusão e RNA não codificante longo (lncRNA) estavam envolvidos na resposta de defesa.

Os pesquisadores descobriram que elementos de resposta ao estresse, vias de transdução de sinais de hormônios vegetais e vias de interação planta-patógeno estavam envolvidos nas respostas de defesa de resistência; e modificações da parede celular e vias metabólicas relacionadas aos processos biológicos de carboidratos estiveram envolvidas na resposta suscetível, enquanto a via de biossíntese do fenilpropano esteve envolvida tanto na resposta resistente quanto na suscetível.

A análise da interação proteína-proteína combinada com genes diferencialmente expressos (DEGs) mostrou, pela primeira vez, que a resposta incompatível SCN4 ativou as interações entre as quinases MAPK/KK/KKK, o fator de transcrição WRKY e a calmodulina VQ para regular a defesa de resistência. Um modelo de defesa associado a MAPK-WRKY-VQ foi estabelecido para resistência a SCN em soja.

Esses achados mostram que o sequenciamento completo do transcriptoma fornece uma ferramenta poderosa para estudar os mecanismos de defesa das plantas dentro dos níveis de transcrição e modificações pós-transcricionais.