Diferentes efetores virais suprimem o hormônio

Nov 15, 2023

Nature Communications volume 14, Número do artigo: 3011 (2023) Citar este artigo

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O ácido salicílico (SA) e o ácido jasmônico (JA) são hormônios vegetais que normalmente atuam de forma antagônica em plantas dicotiledôneas e a sinalização de SA e JA é frequentemente manipulada por patógenos. No entanto, em plantas monocotiledôneas, a interação SA-JA detalhada em resposta à invasão de patógenos permanece indefinida. Aqui, mostramos que diferentes tipos de patógenos virais podem interromper a imunidade antiviral sinérgica mediada por SA e JA via OsNPR1 no arroz monocotiledônea. A proteína P2 do vírus da listra do arroz, um vírus de RNA de cadeia negativa do gênero Tenuivirus, promove a degradação de OsNPR1 aumentando a associação de OsNPR1 e OsCUL3a. OsNPR1 ativa a sinalização JA interrompendo o complexo OsJAZ-OsMYC e aumentando a atividade de ativação transcricional de OsMYC2 para modular cooperativamente a imunidade antiviral do arroz. Proteínas virais não relacionadas de diferentes vírus de arroz também interferem na interação SA-JA mediada por OsNPR1 para facilitar a patogenicidade viral, sugerindo que esta pode ser uma estratégia mais geral em plantas monocotiledôneas. No geral, nossas descobertas destacam que proteínas virais distintas obstruem convergentemente o crosstalk JA-SA para facilitar a infecção viral em arroz monocotiledônea.

As plantas são frequentemente atacadas por uma variedade de vírus, que restringem seriamente os processos fisiológicos da planta e causam desenvolvimento anormal da planta hospedeira1,2,3. O arroz é vulnerável à infecção por vírus de RNA taxonomicamente diversos que causam enormes perdas no rendimento e na qualidade da cultura. Um dos mais destrutivos é o rice stripe virus (RSV), um vírus de RNA de cadeia negativa classificado no gênero Tenuivirus (família Phenuiviridae)4. O RSV é transmitido por Laodelphax striatellus (small brown planthopper, SBPH) e possui um genoma de RNA de fita simples (ssRNA) de quatro segmentos que codificam sete proteínas por uma estratégia de expressão ambisense. Outro vírus importante, Southern rice black-streaked dwarf virus (SRBSDV), pertence ao gênero Fijivirus (família Reoviridae). Possui 10 segmentos de RNA de fita dupla e é transmitida pela Sogatella furcifera (cegarrinha de dorso branco, WBPH)5. O vírus do mosaico das listras do arroz (RSMV) surgiu mais recentemente e não está intimamente relacionado ao RSV ou ao SRBSDV. Possui genoma ssRNA de sentido negativo indivisível, é classificado no gênero Cytorhabdovirus (família Rhabdoviridae) e é transmitido pela cigarrinha Recilia dorsalis6. Esses vírus estão disseminados na área de cultivo de arroz, causando crescimento severamente anormal das plantas (estrias necróticas, murcha das folhas e nanismo) e causando sérios danos à produção de arroz4,7. Recentemente, relatamos que esses vírus de arroz não relacionados compartilham uma estratégia patogênica comum, empregando uma classe de efetores virais evoluídos independentemente para manipular os principais componentes das vias de sinalização de hormônios vegetais de maneiras que facilitam a infecção por seus respectivos vírus8,9,10,11. Essas proteínas efetoras virais não relacionadas foram identificadas como RSV P2, SRBSDV SP8 e RSMV M e todas interagiram com os mesmos alvos, ou seja, fator de transcrição de resposta auxina OsARF17, componentes centrais de sinalização JA OsJAZ e OsMYC2/3 e componente chave de sinalização GA SLR18, 9,10.

Durante a corrida armamentista coevolutiva entre vírus e hospedeiro, as plantas desenvolveram um sistema imunológico sofisticado e multifacetado12,13,14 que inclui uma interação complexa entre diferentes fitohormônios, particularmente a sinalização de jasmonato (JA) e salicilato (SA). A interligação mutuamente antagônica das vias SA e JA foi bem documentada na planta modelo Arabidopsis15,16. No entanto, essas duas vias nem sempre são antagônicas. Na Arabidopsis, os receptores SA e SA induzidos por patógenos NPR3/4 ativam a via de sinalização JA e então promovem a morte celular programada associada à imunidade desencadeada por efetores17. No arroz, a sinalização SA e JA conferem resistência a patógenos biotróficos18. Em resposta a patógenos virais, as vias SA e JA são amplamente relatadas como desempenhando papéis essenciais na defesa antiviral da planta19,20,21,22. Nossa pesquisa anterior mostrou que a sinalização de JA cooperou com brassinosteroides (BR), ácido abscísico (ABA) e vias de auxina para ativar a imunidade antiviral do arroz23,24,25. Um estudo recente também demonstrou que a sinalização de JA e o silenciamento de RNA aumentam sinergicamente a defesa antiviral em arroz26. Da mesma forma, SA foi relatado para aumentar a defesa da planta contra vírus do arroz. O gene da reação induzida por hipersensibilidade (HIR3) atua regulando a resistência das plantas contra a infecção por RSV por meio de uma via dependente de SA27. Uma sulfotransferase STV11, que catalisa a conversão de SA em SA sulfonado (SSA), confere resistência durável ao RSV28. Esses achados sugerem que a interação entre SA e JA pode ser positiva ou negativa, dependendo da combinação particular de patógeno-hospedeiro. No entanto, embora haja uma riqueza de informações sobre a interação antagônica, o mecanismo detalhado do sinergismo SA-JA é obscuro, especialmente em plantas monocotiledôneas.