Global tomato crops face a substantial threat from root-knot nematodes (RKN), specially Meloidogyne incognita and M. javanica. These pathogens parasitize root cells, creating specialized feeding cells within abnormal root growths known as galls. This process results in diminished plant growth and, consequently, leads to yield losses. The impact of RKN on tomato yields fluctuates significantly based on specific environmental conditions. In general, medium infestations are associated with an overall yield reduction of 20-30%. The employment of the Mi-1.2 resistance gene is a crucial control strategy used to overcome this challenge. Nevertheless, emerging populations of virulent M. javanica and M. incognita pose a hindrance to the effectiveness of Mi-1.2. This study encompassed two lines of investigation. The first focused on examining the interaction between the susceptible tomato genotype "Santa Clara" (S) and the resistant "Santy" (R) in response to isolates of M. incognita and M. javanica, aiming to confirm the reproductive capacity of some of them in relation to the Mi-1.2 gene (R), present in the resistant tomato. In this stage, a productivity study was also conducted to observe the effects of avirulent and virulent isolates of M. javanica on the productivity of S and R tomato plants. In experiments conducted in a greenhouse, interactions were initially assessed between 4 isolates of M. incognita and 2 of M. javanica when inoculated in R and S hosts. Treatments were established based on the contrasts between isolates and hosts (6 x 2), with 8 biological replicas each. At the end of this stage, it was observed that an isolate of M. javanica (Vir) was able to reproduce in the presence of the Mi-1.2 gene. A second stage evaluated the impact of M. javanica infection on the development and productivity of tomato plants. Treatments consisted of contrasts between R and S hosts, Vir and Avir isolates (unable to reproduce in the presence of the Mi-1.2 gene), and two initial population densities (6 and 9 nematodes per cubic centimeter of soil). Additionally, 2 non-infested control treatments were added, totaling 10 treatments. The study demonstrated that an initial population of 6 specimens of M. javanica per cm³ can cause reductions in the productivity of tomatoes carrying the Mi-1.2 gene. To gain molecular insights, a following study explored the transcriptional responses of the 'Santy' tomato genotype during both compatible and incompatible interactions with M. javanica isolates. RNA sequencing revealed differentially expressed genes (DEGs) associated with crucial biological responses to biotic stresses. Findings included the upregulation of resistance gene analogs and calmodulins in the incompatible interaction, suggesting a complex interplay between the plant's defense mechanisms and nematode virulence factors, including a candidate effector. In conclusion, this comprehensive study provides insights into the intricate dynamics of Mi-1.2 resistance in tomatoes against RNK. To this date, this is the only transcriptome analysis of the interaction between M. javanica x Solanum lycopersicum. And through it, we hope to enhances our comprehensive understanding of this plant-pathogen interactions, elucidating the molecular mechanisms that drive disease development and the erosion of Mi-1.2 resistance.

A cultura do tomate encontra uma ameaça substancial nos nematoides das galhas radiculares (NGR), especialmente Meloidogyne incógnita e M. javanica. Esses patógenos parasitam a raiz de seus hospedeiros, criando células nutridoras especializadas, acarretando crescimentos anormais da raiz chamados de galhas. O impacto dos NGR na produtividade do tomateiro varia significativamente com base em condições ambientais, em geral, infestações moderadas estão associadas a uma redução de rendimento da ordem de 20 a 30%. A utilização do gene de resistência Mi-1.2 é a principal estratégia de controle usada no manejo desses fitonematoides. No entanto, o surgimento de populações de M. javanica e M. incognita que quebram a resistência conferida por este gene representam um obstáculo para a cultura. Este trabalho abrangeu duas linhas de investigação, a primeira foi voltada para o estudo da interação entre o genótipo suscetível de tomate "Santa Clara" (S) e o resistente "Santy" (R) em resposta a isolados de M. incognita e M. javanica, visando confirmar a capacidade de reprodução destes em relação ao gene Mi-1.2 (R). Ainda nesta etapa, foi conduzido um estudo para observar os efeitos de isolados avirulentos e virulentos de M. javanica na produtividade de tomateiros S e R. Nestes experimentos realizados sob condição de estufa foram em um primeiro momento avaliadas as interações entre 4 isolados de M. incognita e 2 de M. javanica quando inoculadas em hospedeiros R e S. Tratamentos foram estabelecidos com base nos contrastes entre isolados e hospedeiros (6x2). Ao fim desta etapa observamos que um isolado de M. javanica (Vir) foi capaz de se reproduzir na presença do gene Mi-1.2. Uma segunda etapa avaliou o impacto da infecção por M. javanica na produtividade de tomateiros. Tratamentos consistiram dos contrastes entre hospedeiros R/S, isolados Vir/Avir (incapazes de reproduzir na presença do gene Mi-1.2) e duas densidades populacionais iniciais (6 e 9 nematoides/cm³ de solo), adicionalmente 2 tratamentos controle não infestados foram adicionados totalizando 10 tratamentos. O estudo demonstrou que uma população inicial de 6 ovos/juvenis de M. javanica por cm³ pode causar reduções na produtividade de tomates portadores do Mi-1.2. Na segunda etapa, o objetivo foi obter respostas sobre essa interação a nível molecular, um estudo subsequente explorou as respostas transcricionais do genótipo de tomate 'Santy' durante interações compatíveis e incompatíveis com isolados de M. javanica. A análise revelou genes diferencialmente expressos (DEGs) associados a respostas biológicas cruciais a estresses bióticos. As descobertas incluíram o aumento da expressão de análogos de genes de resistência e calmodulinas na interação incompatível, sugerindo uma interação complexa entre os mecanismos de defesa da planta e fatores de virulência do nematoide, incluindo um efetor candidato por parte do isolado virulento de M. javanica. Em conclusão, este estudo produziu observações sobre as dinâmicas da resistência mediada pelo gene Mi-1.2 em tomates contra NGRs. Até o momento, esta é a única análise transcritômica da interação entre M. javanica x Solanum lycopersicum, abrindo a perspectiva de aprimorar a compreensão desta interação planta-patógeno, elucidando os mecanismos moleculares que facilitam o desenvolvimento da doença e a erosão da resistência Mi-1.2.