Overexpression effect of gene GmHsp22.4 in response to infection by meloidogyne javanica in soybean and Arabidopsis thaliana

A soja é uma das principais leguminosas cultivadas no mundo, apresentando incrementos na produção e consumo ao longo dos anos. Embora haja destaque em sua produção, seu cultivo é comprometido pelo ataque de diferentes patógenos, como a infecção pelo nematoide Meloidogyne javanica. Em estudo recente, foi identificado o envolvimento do gene GmHsp22.4, que codifica uma pequena proteína de choque térmico (HSP20), na resposta da planta ao patógeno. Os níveis de expressão do gene foram altamente induzidos apenas no genótipo resistente após a infecção com o patógeno. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar o envolvimento deste gene na resposta de resistencia ao nematoide. O efeito da superexpressão do gene GmHsp22.4 foi analisado em plantas de soja quiméricas e Arabidopsis thaliana sob infecção do nematoide. A comparação da região codificadora do gene entre os genótipos resistente (PI 595099) e suscetivel (BRS 133; Williams 82) não revelou nenhum polimorfismo e sua superexpressão em raízes de soja, assim como em A. thaliana transgênica, não alterou a resposta de resistência, no entanto comprometeu o desenvolvimento das plantas. Baseado nos resultados, conclui-se que somente a superexpressão do gene GmHsp22.4 não foi capaz de reverter o fenótipo de suscetibilidade em ambas as espécies, entretanto várias hipóteses foram levantadas a partir dos resultados que poderão auxiliar em trabalhos futuros visando o desenvolvimento de linhas de soja resistentes a este patógeno.Soybean is one of the most important crops worldwide, presenting great increases in consumption and production over the years. Although there are prominent in its production, cultivation is compromised by the attack of pathogens, such as infection by nematode Meloidogyne javanica. In a recent study, it was identified a small heat shock gene involved in the plant response to pathogen. The Hsp20 gene expression levels were strongly induced only in the resistant genotype following infection with the pathogen. Thus, this study aimed to elucidate the involvement of this gene in the resistance response to nematode. The effect of overexpression of GmHsp22.4 gene was analyzed in chimeric soybean and Arabidopsis thaliana, under nematode infection. The sequences coding regions from resistant (PI 595099) and susceptible (BRS 133; Williams 82) genotypes were compared and revealed no polymorphism. Also, the overexpression analyses in soybean, as well as in transgenic A. thaliana, did not alter to the resistance response. Based on the results, it is concluded that only the overexpression of the gene GmHsp22.4 was not able to reverse the phenotype of susceptibility to resistance in both species, but several hypotheses have been raised from the results that may help in future works aimed at developing soybean resistant lines to this pathogen