Proteomics analysis of cowpea roots (Vigna unguiculata), CV. CE-31, inoculated with root-knot nematode (Meloydogine incognita)

ARAÚJO FILHO, J. H. Análise proteômica de raízes de feijão-de-corda (Vigna unguiculata), CV. CE-31, inoculadas com o nematóide das galhas (Meloydogine incognita). 2011. 131 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011.The cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] is an important leguminous used as food, being cultivated, mostly in arid African savannas , Asia and south of America, covering more over 12 millions of hectares, with annual production about 3 millions of tons. The cowpea it’s a culture greatly important in tropics zones characterized by low pluviometric precipitation, high temperature , gravely soils and poor fertility. Among the pathogenic organism that cause plant disease, the nematode, mainly Meloydogine sp. generate annual losses about several billions of dollars all over the world and the Meloidogyne incognita and Meloidogyne javanica species be the most damagers. One of the main cultures attacked by nematodes is the cowpea. Regard it, there is always needs to improve the knowledge about the relationship between host and pathogens aimed develop novels strategies to diminish eventual losses. The present work aimed identify the differential expression of proteins in Meloidogyne incognita resistant cowpea total roots and mitochondria roots cv Pitiúba (CE-31), inoculated and mock inoculated, using 2D electrophoresis assay associated with MS identification and gene expression analyses by semi-quantitative PCR. The results obtained showed at least 22 altered proteins in inoculated total roots and more 22 proteins of mitochondria roots, when compared with their respective controls and the top of alterations occurred next to 6° day after inoculation with pathogen. Mitochondria proteins cannot be identified reliability. Among the total roots proteins we can emphasize PR-1, 2 and 3, recognized as defense proteins, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase (anti-oxidative brush enzymes) and a leghemoglobin, which can be the first report about this protein in this pathosystem. The gene expression analyses coincided with proteomics finds.O feijão-de-corda [Vigna unguiculata (L.) Walp.] é uma importante leguminosa usada como alimento, sendo cultivada, primariamente, nas savanas secas do Continente Africano, na Ásia e na América do Sul, cobrindo mais de 12 milhões de hectares, com produção anual de cerca de 3 milhões de toneladas. O feijão-de-corda se constitui numa cultura de extrema importância em zonas semi-áridas dos trópicos, caracterizadas por baixa precipitação pluviométrica, altas temperaturas, solos arenosos e de baixa fertilidade. Dentre os organismos que causam doenças nos vegetais, os nematóides geram prejuízos anuais de, aproximadamente, vários bilhões de dólares na agricultura mundial e as espécies Meloidogyne incognita e Meloidogyne javanica são as mais danosas. Uma das principais culturas atacadas pelos nematóides é o feijão-de-corda. Em função disso, existe sempre demanda para se buscar melhorar a compreensão dessa relação entre hospedeiros e patógenos objetivando criar novas estratégias para minimizar eventuais perdas. O presente trabalho teve como objetivo identificar as proteínas que têm sua expressão diferenciada em raízes de feijão-de-corda resistente ao Meloidogyne incognita (inoculadas e não inoculadas) usando eletroforese bidimensional (2D) associada à espectrometria de massas de proteínas extraídas da raiz total e de mitocôndrias de raiz do cv Pitiúba (CE-31), resistente ao nematóide, inoculada com este patógeno, em comparação com plantas não-inoculadas (controle) em conjunto com análise de expressão gênica semi-quantitativa (PCR semi-quantitativa). Os resultados aqui obtidos demonstraram que houve alteração de pelo menos 22 proteínas nas amostras de raízes inoculadas e mais 22 proteínas de mitocôndrias de raízes, quando comparados com seus respectivos controles e que o ápice das suas alterações ocorriam por volta do 6° dia após a inoculação do patógeno. As proteínas de mitocôndrias não puderam ser identificadas com confiabilidade. Dentre as proteínas de raízes totais identificadas podemos destacar as PR-1, 2 e 3, que são reconhecidamente proteínas de defesa, ascorbato peroxidase e superóxido dismutase (enzimas anti-estresse oxidativo) e uma leghemoglobina, que pode ser o primeiro relato dessa proteína nesse patossistema. As análises de expressão gênica concordaram perfeitamente com os achados proteômicos