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Tese

From Tryptophan to Auxins: Investigating their roles in the biology of the plant growth-promoting bacterium Pantoea agglomerans 33.1 (2024)

  • Authors:
  • Autor USP: FIGUEREDO, EVERTHON FERNANDES - CENA
  • Unidade: CENA
  • DOI: 10.11606/T.64.2024.tde-11092025-142056
  • Subjects: EXPRESSÃO GÊNICA; METABOLÔMICA; REGULADORES DE CRESCIMENTO VEGETAL; TRANSCRIÇÃO GÊNICA
  • Keywords: Ácido indol-3-acético; BPCP; CRISPR interference; CRISPR interference; Gene repression; Indole-3-acetic acid; IPyA; IPyA; Metabolômica; Metabolomics; Operon trp; PGPB; Repressão gênica; Trp operon
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: A biossíntese do ácido indol acético (AIA), dependente do triptofano por bactérias promotoras do crescimento em plantas (BPCP), desempenha um papel fundamental na promoção do crescimento vegetal, além de estar relacionada com mecanismos de sinalização celular e com o metabolismo funcional bacteriano. O aminoácido triptofano é o principal precursor da síntese de AIA em bactérias. Sugere-se que os genes trp, junto com a síntese endógena do triptofano, atuem como reguladores da síntese dessa auxina, especialmente na via IPyA intermediada pelo gene ipdC. Alterações na homeostase e síntese do triptofano e do AIA podem influenciar numerosos processos metabólicos interdependentes, incluindo aqueles relacionados à promoção do crescimento das plantas por bactérias. A linhagem BPCP Pantoea agglomerans 33.1 tem se destacado na promoção do crescimento da cana-de-açúcar e de outras culturas, revelando genes associados à biossíntese do AIA na via IPyA e à síntese do triptofano em seu genoma. Assim, o presente estudo objetivou investigar o papel dos genes trp e da síntese endógena do triptofano na regulação da biossíntese do AIA e analisar os efeitos de ambas moléculas no metabolismo e na biologia da BPCP Pantoea agglomerans 33.1. A influência dos genes de síntese do triptofano (trpE e trpB), e do gene ipdC sobre a regulação do mecanismo de síntese do AIA, foi avaliada por meio da obtenção de linhagens com silenciamento gênico por CRISPR interference (CRISPRi), uma variante do sistemaCRISPR-Cas9 utilizada para o controle específico da transcrição gênica sem alterar a sequência do DNA alvo. Foram geradas quatro linhagens, sendo três delas com silenciamento único dos genes trpE, trpB e ipdC, e uma linhagem com silenciamento duplo do trpE e trpB. A repressão gênica via CRISPRi demonstrou impactos significativos no crescimento bacteriano, na expressão gênica e na síntese de compostos indólicos e do AIA. A identificação e quantificação desses compostos mostraram relações diretas entre os genes trpE, trpB e ipdC, destacando uma intricada rede de regulação genética e metabólica em P. agglomerans 33.1. Além disso, foram investigados os impactos do silenciamento mediado por CRISPRi nos mecanismos de promoção do crescimento em plantas e no metabolismo de Pantoea agglomerans 33.1, constatando-se alterações variáveis em função do gene silenciado e da síntese endógena do triptofano e do AIA na morfologia e fisiologia bacteriana, além de impactos sobre a biossíntese e degradação do AIA, formação de biofilme, produção de carotenoides e fitness. Por fim, foi demonstrado, por meio da análise metabolômica, que o silenciamento dos genes trp e ipdC altera significativamente o metabolismo bacteriano com implicações nos padrões de síntese de compostos bioativos com efeitos na interação planta-microrganismo. Os achados deste estudo ampliam a compreensão da síntese de triptofano, AIA e outros compostos indólicos por P. agglomerans 33.1, pavimentando o caminho para estudosfuturos da interação bactéria-planta e promoção do crescimento vegetal, possibilitando a otimização dessa linhagem como um agente bioinoculante por meio da manipulação direcionada do seu metabolismo
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 31.07.2024
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI
    Informações sobre o DOI: 10.11606/T.64.2024.tde-11092025-142056 (Fonte: oaDOI API)
    • Este periódico é de acesso aberto
    • Este artigo NÃO é de acesso aberto
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      FIGUEREDO, Everthon Fernandes. From Tryptophan to Auxins: Investigating their roles in the biology of the plant growth-promoting bacterium Pantoea agglomerans 33.1. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-11092025-142056/. Acesso em: 12 fev. 2026.

    • APA

      Figueredo, E. F. (2024). From Tryptophan to Auxins: Investigating their roles in the biology of the plant growth-promoting bacterium Pantoea agglomerans 33.1 (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-11092025-142056/

    • NLM

      Figueredo EF. From Tryptophan to Auxins: Investigating their roles in the biology of the plant growth-promoting bacterium Pantoea agglomerans 33.1 [Internet]. 2024 ;[citado 2026 fev. 12 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-11092025-142056/

    • Vancouver

      Figueredo EF. From Tryptophan to Auxins: Investigating their roles in the biology of the plant growth-promoting bacterium Pantoea agglomerans 33.1 [Internet]. 2024 ;[citado 2026 fev. 12 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-11092025-142056/

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