Análise do transcriptoma de Arabidopsis thaliana inoculada por Gluconacetobacter diazotrophicus PAl-5

Bactérias promotoras do crescimento vegetal (BPCV) representam uma promissora ferramenta para o desenvolvimento sustentável da agricultura. Gluconacetobacter diazotrophicus PAl-5 (GdPAl5) é uma bactéria promotora do crescimento vegetal (BPCV) capaz de colonizar várias espécies de interesse agronômico. No entanto, uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares dessa associação é necessária para uma utilização adequada e eficaz. Neste estudo, o efeito de GdPAl5 como bactéria promotora foi analisado em Arabidopsis thaliana (linhagem selvagem Col-0), avaliando os parâmetros de crescimento da planta e a expressão gênica. No 50º dia após a inoculação, as plantas apresentaram um aumento significativo da área foliar total (27,5%) e peso seco de broto (25,5%) e raiz (97,5%). A contagem bacteriana mostrou que GdPAl-5 colonizou efetivamente a raiz na concentração de 105 unidades formadoras de colônia, mas o broto não. A análise do perfil transcricional usando uma abordagem de RNA-seq revelou que o número de genes diferencialmente expressos foi maior no broto (714) do que na raiz (534). Destes, 256 genes foram regulados positivamente e 458 regulados negativamente em brotos. Em raízes, 277 genes foram regulados positivamente e 257 regulados negativamente. A categorização funcional dos genes mostrou que as vias do metabolismo de nitrogênio, biossíntese de metabólitos secundários e proteínas receptoras de membrana/citoplasma foram principalmente regulados positivamente, enquanto a sinalização de auxina e proteínas chaperonas foram principalmente reguladas negativamente em ambos os tecidos. Também foi identificado que os genes de modificação de parede celular, detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ROS), fatores de transcrição e genes relacionados à patogênese (PR) foram regulados diferencialmente em broto e raiz. A inoculação de plantas de duas linhagens mutantes (sid 2.2 e npr1) e uma transgênica (NahG) defectivas para a resposta imune vegetal permitiu confirmar o papel de tais vias na resposta vegetal à interação com GdPAl-5. Esse é o primeiro estudo que apresentou o conjunto de dados do transcriptoma específico dos tecidos abaixo e acima do solo da planta após a inoculação por GdPAl-5.