revelado alterações na expressão de genes fúngicos e da planta hospedeira durante a interacção micorrízica. Métodos de hibridação subtractiva supressiva (SSH) (Voiblet et
al., 2001; Podila, 2002; Johansson et al., 2004; Krüger et al., 2004; Menotta et al.,
2004; Morel et al., 2005), Differential Display Reverse Transcriptase – PCR (DDRT- PCR) (Kim et al., 1999) e mais recentemente os arrays (micro e macro) de cDNA (Voiblet et al., 2001; Peter et al., 2003; Johansson et al., 2004; Duplessis et al., 2005; Le Quéré et al., 2005; Santos, 2006; Sebastiana, 2006) têm resultado na identificação de genes regulados pela simbiose (genes SR, symbiosis regulated genes). As principais categorias fisiológicas nas quais se incluem estes genes são (i) crescimento e organização celular, (ii) morfogénese, (iii) metabolismo e energia, (iv) síntese e interacção proteica, regulação da transcrição e tradução, (v) transporte celular (de iões, aminoácidos e peptídeos), (vi) citoesqueleto (proteínas membranares estruturais e de sinalização), (vii) processamento de DNA/RNA, (viii) stresse, defesa e morte celular
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programada. Estes resultados sugerem que a formação de ectomicorrizas é um processo altamente dinâmico, no qual a planta e o fungo estão constantemente a receber e a enviar sinais, estão expostos a elevados níveis de stresse e sofrem drásticas transformações morfológicas e fisiológicas (Martin et al., 2001b).
Os vários trabalhos de expressão diferencial de genes vieram confirmar o envolvimento de vias de transdução de sinal, responsáveis pela percepção da invasão dos tecidos da planta pelo fungo e pela transmissão dessa informação ao núcleo. Em diferentes associações ectomicorrízicas, foi verificada a sobre-expressão de vários genes potencialmente envolvidos em processos de sinalização, tais como, genes codificantes de GTPases heterotriméricas, proteínas ras, calmodulina e proteínas cinase (Voiblet et
al., 2001; Podila, 2002; Duplessis et al., 2005; Le Quéré et al., 2005), igualmente
detectados no sistema micorrízico Castanea sativa-Pisolithus tinctorius (Sebastiana, 2006). A elevada homologia de genes sobre-expressos com genes implicados nas respostas de defesa sugere que o contacto entre o fungo ectomicorrízico e a planta hospedeira induz vias de transdução de sinal comuns àquelas activadas por fungos patogénicos, tais como produção de ROS, de resposta hipersensível, de proteínas de resistência, de compostos antimicrobianos (p. e. fitoalexinas) e de transdução de sinal de stresse (Voiblet et al., 2001; Podila, 2002; Peter et al., 2003; Johansson et al., 2004; Krüger et al., 2004; Menotta et al., 2004; Duplessis et al., 2005; Le Quéré et al., 2005; Morel et al., 2005). Estas evidências sugerem que as plantas provavelmente usam programas genéticos comuns em resposta a fungos simbióticos e patogénicos (Guimil et
al., 2005). De facto, em todas as combinações ectomicorrízicas estudadas até ao
momento não se registaram alterações na expressão diferencial de genes ditos “específicos da micorrização”. A alteração de um padrão de expressão de genes, normalmente expressos nos parceiros em vida livre, sugere que a interacção entre os simbiontes não desencadeie um programa genético específico (Voiblet et al., 2001).
Estudos de expressão diferencial de genes ao longo do processo de micorrização, desde a pré-colonização até à formação de estruturas ectomicorrízicas (manto e rede de Hartig), revelaram que o número de genes fúngicos com expressão diferencial é muito superior comparativamente ao número de genes da planta hospedeira (Duplessis et al., 2005; Le Quéré et al., 2005). Estes estudos evidenciaram igualmente uma maior sobre- expressão durante os primeiros 8 dias após a inoculação, sendo o maior número de genes induzidos entre os 4-8 dias, período coincidente com o desenvolvimento do
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manto e da rede de Hartig, seguido pela sua supressão em estádios mais avançados da micorrização.
A indução transiente dos genes da planta tem sido interpretada como uma reacção inicial desta para restringir o crescimento do fungo (Voiblet et al., 2001; Duplessis et
al., 2005). De entre os genes que apresentaram sobre-expressão destacam-se os genes
codificantes de (i) moléculas ou enzimas anti-oxidantes tais como a glutationa-S- transferase (Podila, 2002; Johansson et al., 2004; Le Quéré et al., 2005), glutationa peroxidase (Podila, 2002) e a superóxido dismutase (Johansson et al., 2004; Morel et
al., 2005); (ii) moléculas que actuam na via da sinalização como resposta a estímulos de
stresse, como por exemplo as metalotioninas (Peter et al., 2003; Johansson et al., 2004; Krüger et al., 2004), proteínas GRAS (Le Quéré et al., 2005), proteínas cinases (Voiblet
et al., 2001; Podila, 2002; Krüger et al., 2004; Duplessis et al., 2005), proteínas ras
(Voiblet et al., 2001; Podila, 2002; Duplessis et al., 2005), calmodulinas e GTPases heterotriméricas (Voiblet et al., 2001; Duplessis et al., 2005); (iii) proteínas de resistência (PR), como quitinases (Le Quéré et al., 2005), proteínas da família PR-10 (Duplessis et al., 2005; Le Quéré et al., 2005) e de O-metiltransferase, que intervém na via biossintética da lenhina e dos fenilpropanóis (Voiblet et al., 2001; Duplessis et al., 2005; Le Quéré et al., 2005).
Recentemente foi avaliada a expressão de genes de Castanea sativa e do fungo
Pisolithus tinctorius, ao fim de 12 horas de contacto, por microarrays de cDNA
(Santos, 2006; Sebastiana, 2006). Os resultados permitiram a identificação de 32 genes de Castanea sativa diferencialmente expressos, em resposta ao contacto com
P. tinctorius, os quais estão potencialmente envolvidos em processos celulares como a
resposta de defesa, a degradação/maturação de proteínas, a modificação da parede celular, o metabolismo primário, a transdução de sinal ou a alteração da organização do citoesqueleto (Sebastiana, 2006). Destes 32 genes, com expressão diferencial, 13 apresentaram sobre-expressão e 19 sub-expressão. Os resultados parecem indicar que: (i) a planta responde ao contacto inicial com o fungo, diminuindo a transcrição de vários genes relacionados com a resposta de defesa, (ii) da interacção entre os dois organismos simbióticos resultam alterações da estrutura da parede celular da planta, possivelmente para permitir o subsequente crescimento do fungo no espaço apoplástico da raiz, (iii) o fungo activa, na planta hospedeira, vias de transdução de sinal que são comuns às activadas por fungos patogénicos, (iv) tal como na maioria das interacções entre plantas
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e microrganismos, o citoesqueleto das células radiculares do castanheiro sofrem uma reorganização após o contacto com o micélio do fungo ectomicorrízico, (v) o metabolismo primário e a produção de energia nas células da raiz parecem diminuir em resposta ao contacto com o fungo ectomicorrízico. Em Pisolithus tinctorius, foram identificados 40 genes diferencialmente expressos, dos quais 15 apresentavam sobre- expressão e 25 sub-expressão. Estes genes estão potencialmente envolvidos em processos celulares como metabolismo e energia, síntese proteica, organização celular (proteínas membranares estruturais e de sinalização) e resposta de defesa, sugerindo uma elevada actividade metabólica nas hifas do fungo em contacto com a raiz (Santos, 2006).