Pine wilt disease (PWD), caused by the pinewood nematode (PWN; Bursaphelenchus xylophilus), damages and kills pine trees and is causing serious economic damage worldwide. Although the ecological mechanism of infestation is well described, the plant’s molecular response to the pathogen is not well known. This is due mainly to the lack of genomic information and the complexity of the disease. High throughput sequencing is now an efficient approach for detecting the expression of genes in non-model organisms, thus providing valuable information in spite of the lack of the genome sequence. In an attempt to unravel genes potentially involved in the pine defense against hereby report the high throughput comparative sequence analysis of infested and non-infested stems of Pinus pinaster (very susceptible to PWN) and Pinus pinea (less susceptible to PWN).
High throughput sequencing allowed the identification of several candidate genes that may be involved in the response to the PWN. With regards to the gene function most commonly identified, the majority of the sequence functions were associated with protein metabolism and carbohydrate metabolism. However, a significant fraction of sequences associated with RNA metabolism were also highly represented. The sequences that were more commonly found in Pinus pinaster were transcription repressors and a translation machinery component: aminoacyl-tRNA synthetase. The cellulose synthase is also important in the disease response, as this gene was up-regulated in infested Pinus pinaster. KEGG analysis revealed that the pathway more commonly found in this study were the pentose pathway, the pathway for glucuronate interconversion, the pathway for phenylanine metabolism, amino acid, sugar and nucleotide metabolism, phenylppropanoid biosynthesis, methane metabolism, and citrate cycle (TCA cycle).A doença da madeira do pinheiro provocada pelo nemátodo do pinheiro (PWN; Bursaphelenchus xylophilus), provoca danos irreversíveis matando pinheiros e causando graves prejuízos económicos. Embora o mecanismo de infecção seja bem descrito, a resposta molecular da planta para o patogénico não é bem conhecida. Isto deve-se principalmente à falta de informação genómica e à complexidade da doença. A sequenciação de alta capacidade é atualmente uma rota eficiente para a detecção de genes de expressão em organismos não modelos, fornecendo assim informação valiosa. Na tentativa de descobrir genes potencialmente envolvidos na defesa do pinheiro ao agente patogénico, foi realizada a análise de transcriptómica total das sequências de amostras infetadas e não infetadas do caule de Pinus pinaster (muito susceptível ao nemátodo do pinheiro) e Pinus pinea (menos susceptíveis ao nemátodo do pinheiro), e comparado o seu perfil ao nível da transcrição.
A pirosequenciação permitiu a identificação de diversos genes candidatos que poderão estar associados à resposta ao NMP. No que respeita à função do gene mais predominantemente identificado foi a função associada com o metabolismo de proteínas e metabolismo de hidratos de carbono. No entanto, uma fracção significativa de sequências associadas com o metabolismo de RNA foram, também altamente representadas. As sequências que foram mais comumente encontradas em Pinus pinaster foram repressores de transcrição e um componente de tradução: aminoacil-tRNA sintetase. A celulose sintetase é também importante na resposta da doença, uma vez que, este gene foi sobre regulado em infestado Pinus pinaster. A análise de KEGG revela que as vias metabólicas mais comumente representadas neste estudo estão relacionadas com a via das pentoses, com as interconversões do glucoronato, as vias do metabolismo da fenilalanina, do metabolismo dos aminoácidos e dos açúcares, biossíntese dos fenilpropanóides, metabolismo do metano e o ciclo do citrato (ácido cítrico)
