Caracterização de mutações no gene eIF4E em feijão-caupi e possíveis implicações quanto à resistência ao cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV)

Abstract

O feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp] é uma leguminosa de elevada importância socioeconômica, principalmente em regiões semiáridas do Brasil e do mundo. No entanto, sofre perdas significativas causadas por fitopatógenos e pragas virais. Dentre as viroses destaca-se o cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV), vírus de RNA fita simples sentido positivo, o qual apresenta na extremidade 5’ a proteína do genoma viral (VPg). O CABMV sequestra a maquinaria de tradução do hospedeiro ao interagir sua proteína VPg com os fatores de iniciação da tradução 4E (eIF4E), mimetizando o 5’cap do mRNA do hospedeiro, o que garante a replicação viral e resulta em sintomas como mosaico e distorções foliares. Mutações no gene eIF4E já foram associadas à resistência recessiva a outros vírus da família Potyviridae, mas seu papel na interação CABMV e V. unguiculata era inexplorado. Com isso, o objetivo do trabalho foi avaliar qual relação existente entre mutações no gene eIF4E de V. unguiculata com a resistência ao CABMV. A hipótese considerada foi que alterações nesse gene poderiam comprometer a interação entre as proteínas eIF4E e VPg, conferindo resistência ao hospedeiro. Inicialmente, o gene eIF4E de três cultivares, duas suscetíveis e uma resistente ao CABMV foram sequenciados. As sequências apresentaram um percentual de conservação de 98,45%. Três mutações na mesma foram encontradas entre as cultivares suscetíveis e resistente (C203G, G325C e C329T), dentre essas as mutações C203G e G325C alteram as características dos aminoácidos das respectivas proteínas. Fundamentado nisso, dois pares de primers foram desenhados para serem utilizados na seleção de genótipos de cultivares de V. unguiculata. No total, vinte sete cultivares foram utilizadas para avaliação do genótipo por PCR e bioensaio com o CABMV. Das 27 cultivares estudadas, 17 amplificaram com o primer para a possível suscetibilidade, das quais 15 (88.24%) apresentaram sintomas 10 dias após infecção. Entre as 8 cultivares que amplificaram para a possível resistência, 5 (62,5%) foram assintomáticas e, duas não amplificaram com os dois pares de primers utilizados, como também, não exibiram sintomas. Paralelamente, análises in sílico com cinco cultivares foram realizadas. Modelos teóricos gerados no AlphaFold 3 mostraram que mutações não sinônimas alteram a dinâmica estrutural da eIF4E, especialmente na interação com a VPg. Simulações de dinâmica molecular (MD) revelaram que a ligação VPg-eIF4E induz ajustes estruturais e maior estabilidade em cultivares resistentes. Análises de cargas

eletrostáticas indicaram perfis complementares entre VPg e eIF4E, reforçando o papel central desse mecanismo no sequestro da maquinaria de tradução. Análises da energia livre de ligação e da área de interação eIF4E-VPg demonstraram que cultivares suscetíveis têm maior afinidade pela VPg, enquanto resistentes exibem valores intermediários, sugerindo outros fatores na determinação da resistência. Este estudo descreve pela primeira vez o papel do gene eIF4E na infecção por CABMV em V. unguiculata, fornecendo bases para estratégias de manejo, melhoramento genético e investigações futuras sobre resistência.