The macroarray nylon membrane technology was used to study the differential gene expression of 3.575 ESTs clones from sugarcane libraries. Total RNA was extracted from two varieties, one known as tolerant (SP80-0185) and another known as susceptible (SP70-3370) to the ratoon stunting disease (RSD), after being inoculated with Lefsonia xyli subsp. xyli bacterial extracts, and used as probe. Out of the 3.575 ESTs, 49 showed differential expression levels. Most of the selected ESTs were found in the resistant variety, 41 being induced and 3 being repressed in response to bacterial inoculation. On the other hand, the susceptible variety showed only 5 differentially expressed genes, 2 being induced and 3 being repressed. These results indicate that the tolerance to bacterial infection could be associated to extracellular signal perception because ESTs associated to signal transduction pathways were induced in the variety SP80-185, e.g. plasma membrane H+ ATPase EST. Also, ESTs related to transcription factor expression, such as G-box, OsNAC6, "DNA binding", MYB family, Zinc Finger were induced in the tolerant variety after infection. An EST with high similarity to G-Box binding factor, a cis-DNA sequence present in some plant promoter genes required to signal transduction for environmental signals, was also induced. Even though the susceptible variety had no significant difference in gene expression, a lipase-like EST was repressed when plants were infected. Lipase, a membrane enzyme, is also involved in jasmonate biosynthesis, which plays a major role in plant defense mechanisms. Putative roles for induced and repressed genes in both tolerant and susceptible varieties are discussed here.

Utilizando a técnica de macroarranjos de cDNA em membranas de náilon, analisou-se o perfil de expressão de 3.575 ESTs ("Expressed Sequence Tags") de cana-de-açúcar, oriundas do projeto SUCEST, em duas variedades, uma tolerante (SP80-0185) e outra suscetível (SP70-3370) ao Raquitismo da Soqueira. Foram analisadas amostras foliares de plantas inoculadas com Leifsonia xyli subsp. xyli., agente etiológico do Raquitismo, contrastadas com plantas não inoculadas (controle), para cada variedade, marcadas com sondas de cDNA e hibridizadas contra os macroarranjos. Após as hibridizações e análises estatísticas dos dados foi possível identificar 49 ESTs com expressão alterada, sendo 44 na variedade tolerante (41 ESTs induzidos e 3 reprimidos) e 5 na variedade suscetível (2 ESTs induzidos e 3 reprimidos). Os resultados obtidos sugerem que a tolerância da variedade SP80-0185 de cana-de-açúcar à bactéria fitopatogênica pode estar relacionada com a percepção de sinais extracelulares, visto que ESTs relacionados a vias de transdução de sinais apresentaram expressão gênica induzida na variedade tolerante, os quais codificam para uma EST com similaridade à H+-ATPase da membrana plasmática, fatores de transcrição G-box, OsNAC6, "DNA binding", família MYB e "Zinc Finger" e ainda uma EST com similaridade ao fator de ligação ao G-Box, o qual corresponde a uma seqüência de DNA cis presente em vários promotores de plantas e requerido para o reconhecimento de muitos estímulos ambientais. Na variedade suscetível foi reprimido uma EST com similaridade à lipase. Esta enzima, também de membrana, faz parte da síntese do jasmonato, o qual ativa as defesas vegetais contra patógenos de plantas. Possíveis funções para os genes induzidos ou reprimidos nas cultivares de cana tolerante ou resistente ao Raquitismo são discutidas neste trabalho.

A escaldadura da folha, causada pela bactéria Xanthomonas albilineans colonizadora do xilema, é uma das principais doenças da cana-de-açúcar. A sintomatologia na fase crônica é caracterizada principalmente pelo aparecimento de uma faixa branca paralela à nervura central da folha, que evolui até queimar totalmente, sendo também observado brotação de gemas laterais no colmo. Neste trabalho, a técnica de macroarranjos de cDNA foi empregada para o estudo da expressão de 3.575 ESTs (espressed sequence tags) em folhas de cana-de-açúcar. Foram utilizadas duas variedades, uma resistente (SP82-1176) e outra suscetível (SP78-4467) a Xanthomonas albilineans as quais foram infectadas mecanicamente por ferimentos. As membranas dos macroarranjos foram confeccionadas a partir de ESTs de bibliotecas de folha e cartucho de cana-de-açúcar provenientes do projeto SUCEST e hibridizadas contra sondas de cDNA de plantas infectadas e controle marcadas com isótopos radioativos. Analisando os resultados dos macroarranjos foi possível verificar um comportamento diferenciado para cada variedade durante o ataque do patógeno. Após realizadas análises estatísticas identificamos na variedade resistente ESTs com expressão induzida relacionadas com biossíntese de isoprenoides, proteínas LRR transmembrânica, "ziper" de leucina, lignificação, tolerância ao frio, diferenciação de plastídeos, sistemas de defesa e de adaptação da planta ao meio ambiente. As ESTs reprimidas na variedade resistente foram àquelas relacionadas com genes responsáveis pela síntese de proteínas do controle da expansão da parede celular, detoxificação e transporte de auxina. Na variedade susceptível foram reprimidas ESTs relacionadas a genes de proteínas das respostas de defesa da planta, biossíntese de Etileno e regulação da transcrição.

The leaf scald disease, caused by the xylem-invading pathogen Xanthomonas albilineans, is one of the most devastating diseases of sugarcane. Chronic symptoms are characterized by white pencil-line streaks surrounding invaded leaf vascular bundles, which may result in fully burnt leaves, and by lateral bud development. In this work, using a macroarray approach, we analyzed the expression profile of 3,575 ESTs (expressed sequence tags) of sugarcane, in two sugarcane varieties, classified as susceptible (SP78-4467) or resistant (SP82-1176) to Xanthomonas albilineans infection. Membranes were constructed with ESTs from sugarcane leaf roll tissues and hybridized with radio labeled cDNAs from infected and non-infected sugarcane tissue. Data analysis showed a different pattern of expression during pathogen infection. This approach allowed the identification of differentially induced ESTs for proteins involved isoprenoid biosynthesis, transmembrane LRR protein, leucine zipper, lignification, cold tolerance, plant response and environmental adaptation in the resistant variety. Repressed ESTs in this variety were related to proteins involved in plant cellular expansion, detoxification, and auxin transport. In the susceptible variety, the differentially repressed ESTs were related to proteins involved in plant defense response, Ethylene biosynthesis, and transcription regulation.