Genomic identification of MATE, ABC, and MFS transporters in Citrus sinensis and expression analysis of Citrus species interacting with Xanthomonas citri subsp. citri - Julião, Maria Heloisa Moreno [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020)
As plantas como organismos sésseis requerem a síntese e o acúmulo de uma ampla variedade de moléculas envolvidas no crescimento, desenvolvimento e processos relacionados à defesa. Os transportadores Proteínas de Extrusão Multi- Antimicrobianas (MATE), Cassette de Ligação de ATP (ABC) e Superfamília dos Facilitadores Maioritários (MFS) são as principais famílias de transportadores de membrana em plantas, desempenhando um papel central nos processos relacionados à defesa nas interações planta-patógenos. Por exemplo, protegem as células das espécies de Citros sob a infecção de Xanthomonas citri subsp. citri (Xac), o agente etiológico do Cancro Cítrico tipo A, uma das doenças de Citros mais devastadoras envolvidas em sérios impactos econômicos e ambientais. Aqui, identificamos genes e transcritos das famílias MATE, ABC e MFS usando o genoma disponível de Citrus sinensis (v2.0 HZAU) e o Transcriptoma Referência de Citros (CRT) re-anotado da base de dados CitrusKB (http://bioinfo.deinfo.uepg.br). Foram identificados 67 genes MATE, 91 MFS e 143 ABC no genoma de C. sinensis e 82 transcritos MATE, 139 MFS e 226 ABC no CRT. Os transcritos foram mapeados no genoma de C. sinensis, revelando uma alta taxa de genes parálogos e putativos eventos de splicing alternativo (AS), cujos perfis de expressão gênica e potenciais papéis na interação Citros-Xac foram propostos. As cópias de genes em tandem e cópias dispersas juntamente com genes que possivelmente sofreram eventos de AS representam fontes de diversidade e complexidade dos genes transportadores. Além disso, nós destacamos potenciais alvos biotecnológicos que parecem contribuir com as respostas de defesa das plantas cítricas. Os dezessete genes pertencem às subfamílias MATE I, ABC C e G e STP, potencialmente involvidas no transporte de metabólitos secundários e xenobióticos, podem atuar como reguladores negativos da doença e limitar liberação de açúcar das células das plantas para o apoplasto. No geral, este trabalho fornece os primeiros dados genômicos de transportadores MATE, ABC e MFS em C. sinensis e sua caracterização no transcriptoma de espécies de Citros infectadas por Xac, fornecendo informações fundamentais para estudos sobre transportadores de membrana em plantas e seu papel nas interações planta-patógeno.

Plants as sessile organisms require the synthesis and accumulation of a large array of molecules involved in growth, development, and defense-related processes. The Multi-Antimicrobial Extrusion Protein (MATE), ATP-Binding Cassette (ABC) and Major Facilitator Superfamily (MFS) transporters are the largest families of membrane transporters in plants, playing a central role in the defense-related processes in plant- pathogen interactions. For instance, protecting Citrus species cells under the infection of Xanthomonas citri subsp. citri (Xac), the etiologic agent of the Citrus Canker type A, one of the most devastating Citrus diseases involved with serious economic and environmental impacts. Herein, we identified genes and transcripts from MATE, ABC, and MFS families using the available Citrus sinensis genome (v2.0 HZAU) and the re-annotated Citrus Reference Transcriptome (CRT) from CitrusKB Knowledge Base (http://bioinfo.deinfo.uepg.br). We identified 67 MATE, 91 MFS, and 143 ABC genes in the C. sinensis genome and 82 MATE, 139 MFS, and 226 ABC transcripts in the CRT. The transcripts were mapped in the C. sinensis genome revealing a high rate of paralogs genes and probably alternative splicing (AS) events, whose expression profiles and potential roles in the Citrus-Xac interaction were proposed. The tandem and dispersed copies along with genes that underwent AS events represents sources of transporters’ genes diversity and complexity. Moreover, we also highlighted potential biotechnological targets, which seemed to contribute with the defense responses in the Citrus plants. The seventeen genes belong to MATE I, ABC C and G, and STP subfamilies, potentially involved in the transport of secondary metabolites and xenobiotics, may acts as negative regulators of the disease and can limit the release of sugar from plant cells to apoplast. Overall, this work provides the first MATE, ABC, and MFS transporters’ genomic data in C. sinensis and their transcriptome-wide characterization in Citrus species infected by Xac, providing fundamental information for studies concerning plant membrane transporters and their role in plant-pathogen interactions.
Identificação genômica de transportadores MATE, ABC e MFS em Citrus sinensis e análise de expressão em espécies de citros em interação com Xanthomonas citri subsp. citri
Keywords: Genômica Vegetal; Proteínas Transportadoras; Transcriptoma