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Tese de Doutorado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Mariana Bossi Esteves
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2019
Orientador
Banca examinadora
Lopes, Joao Roberto Spotti (Presidente)
Cônsoli, Fernando Luis
Júnior, José Belasque
Souza, Alessandra Alves de
Título em português
Eficiência de transmissão de estirpes de Xylella fastidiosa subsp. pauca por cigarrinhas e o papel da adesina XadA2 na formação do biofilme no inseto vetor
Palavras-chave em português
Sequence types
Clorose variegada dos citros
Dieta artificial
Proteínas de adesão
Resumo em português
Xylella fastidiosa é uma bactéria com alta diversidade genética, sendo responsável por várias doenças, com destaque para a clorose variegada dos citros (CVC) e Pierce's disease (PD) em videira. O sucesso da transmissão dessa bactéria depende da colonização em biofilme no xilema da planta e no estomodeu de vetores, que são cigarrinhas (Hemiptera: Cicadellidae: Cicadellinae). O conhecimento sobre o mecanismo de transmissão desta bactéria vem de estudos com a subespécie fastidiosa de videira. Com relação à CVC, que tem a subespécie pauca como agente causal, observa-se eficiência de transmissão mais baixa que em videira, indicando que os mecanismos envolvidos no processo de transmissão podem variar entre subespécies da bactéria. Neste sentido, os objetivos desse trabalho foram: i) adaptar e validar um sistema de alimentação em dieta artificial para a aquisição e transmissão de estirpes de X. fastidiosa subsp. pauca por cigarrinhas; ii) aplicar a técnica estabelecida para investigar a eficiência de transmissão variando-se os sequence types (STs) de X. fastidiosa subsp. pauca e as espécies de cigarrinhas e iii) avaliar a importância da adesina XadA2 para a formação de biofilme por X. fastidiosa em superfície de polissacarídeos, bem como na aquisição e transmissão dessa bactéria pelos insetos. Verificou-se que o protocolo de aquisição usado para a entrega de células bacterianas da estirpe Temecula (subsp. fastidiosa) é transferível para estirpes da subsp. pauca. No entanto, diferentemente de fastidiosa, as estirpes de pauca testadas não necessitam interagir com o monômero de pectina (ácido galacturônico) para serem transmitidas para plantas. Com o sistema de aquisição in vitro, observou-se que todas as combinações STs de pauca e espécies de cigarrinhas resultaram na transmissão para plantas, indicando a ausência de especificidade de vetores. Todavia observaram-se diferenças nas taxas de aquisição e transmissão, que podem estar relacionadas com a interação inseto-ST. Em ensaios utilizando X. fastidiosa modificada com green fluorescent protein, incubada em meio de cultivo sem fonte de carbono e contendo asas como única fonte de carboidratos, verificou-se que a bactéria utiliza a quitina das asas para garantir a sobrevivência da colônia. Por meio de ensaios de bloqueio em asas, utilizando a adesina XadA2 e seu anticorpo específico como moléculas competidoras, foi possível observar que quando a adesina é bloqueada, há a redução significativa da formação de biofilme nas asas. Utilizando-se o sistema in vitro para a entrega de células de X. fastidiosa e do anticorpo para as cigarrinhas, observou-se diminuição da taxa de insetos infectivos, porém não houve diferença estatística nas taxas de transmissão. Esses resultados mostram que a adesina XadA2 é importante no início da colonização bacteriana no inseto e, juntamente com o método de aquisição in vitro adaptado nesse trabalho, estabelecem bases para estudos com outras estirpes ou subespécies de X. fastidiosa, e avaliação de outras proteínas-alvo visando o bloqueio da interação bactéria-vetor e, possivelmente, o controle das doenças.
Título em inglês
Transmission efficiency of Xylella fastidiosa subsp. pauca strains by sharpshooters and the role of adhesion XadA2 in biofilm formation in insect vector
Palavras-chave em inglês
Adhesion proteins
Artificial diet
Citrus variegated chlorosis
Sequence types
Resumo em inglês
Xylella fastidiosa is a bacterium with high genetic diversity, being responsible for several diseases, with emphasis on citrus variegated chlorosis (CVC) and Pierce's disease (PD) on grapevines. The success of the transmission of this bacterium depends on the biofilm colonization in the plant xylem and in the foregut of vectors, the sharpshooters (Hemiptera: Cicadellidae: Cicadellinae). The knowledge about the transmission mechanism of this bacterium comes from studies with the fastidiosa subspecies of grapevine. With regard to CVC, which has the subspecies pauca as causal agent, transmission efficiency is lower than in vine, indicating that the mechanisms involved in the transmission process may vary between subspecies of the bacterium. In this sense, the objectives of this work were: i) to adapt and validate an artificial diet feeding system for the acquisition and transmission of strains of X. fastidiosa subsp. pauca by sharpshooters; ii) apply the established technique to investigate the efficiency of transmission by varying the sequence types (STs) of X. fastidiosa subsp. pauca and sharpshooters and iii) to evaluate the importance of XadA2 adhesin for X. fastidiosa biofilm formation on the surface of polysaccharides, as well as on the acquisition and transmission of this bacterium by the insects. The acquisition protocol used for the delivery of Temecula strain bacterial cells (subspecies fastidiosa) was transferable to strains of the subspecies pauca. However, unlike fastidiosa, the tested pauca strains do not need to interact with the pectin monomer (galacturonic acid) to be transmitted to plants. With the in vitro acquisition system, it was observed that all STs pauca and sharpshooter species combinations resulted in the transmission to plants, indicating the absence of vector specificity. However, there were differences in acquisition and transmission rates, which may be related to the insect-ST interaction. In tests using X. fastidiosa modified with green fluorescent protein, incubated in culture medium without carbon source and containing wings as only source of carbohydrates, it was verified that the bacterium uses the chitin of the wings to guarantee the survival of the colony. With wing-blocking assays, using XadA2 adhesin and its specific antibody as competing molecules, it was possible to observe that when adhesin is blocked, there is a significant reduction of biofilm formation in the wings. Using the in vitro system for the delivery of X. fastidiosa cells and the antibody to the sharpshooters, a decrease in the rate of infective insects was observed, but there was no statistical difference in the rates of transmission. These results show that XadA2 adhesin is important at the beginning of bacterial colonization in the insect and, together with the in vitro acquisition method adapted in this work, establishes bases for studies with other strains or subspecies of X. fastidiosa, and evaluation of other target proteins to block bacterial-vector interaction and, possibly, to control of the diseases.
 
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Data de Publicação
2019-08-15
 
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