Espécies do gênero Burkholderia são fortemente associadas ao seu comportamento patogênico, devido ao agravamento do quadro de pacientes com o sistema imunológico comprometido. Apesar disso, existe um grande interesse nas bactérias desse gênero visando aplicações biotecnológicas, principalmente na área agrícola. Existem estudos que demonstram a importância de Burkholderia spp. na promoção de crescimento vegetal, biorremediação, controle biológico etc. A espécie Burkholderia seminalis tem sido isolada de diversos tipos de amostras como água, solo, rizosfera, sementes, plantas a clínicas, onde pode estar envolvida em infecções nosocomiais. Também é considerada fitopatogênica para damasco, em diversos modelos animais foi observado que essa espécie possui fraca virulência e, não apresenta capacidade de colonizar/infectar pulmões de ratos. A linhagem TC3.4.2R3 de B. seminalis, isolada das raízes de cana-de-açúcar, apresenta atividade antagônica frente a uma série de fungos fitopatogênicos. Além disso, apresenta uma atividade potencial para o controle de sintomas de necrose foliar em orquídeas causada pela espécie Burkholderia gladioli. Algumas características relacionadas à promoção de crescimento foram observadas nessa linhagem. A linhagem TC3.4.2R3 possui uma região que compreende às locus tags Bsem_02857 a Bsem_02860 (cluster n-TASE), ausente nos demais genomas de Burkholderia utilizados como referência para sua anotação (B. cenocepacia J2315 e B. ambifaria AMMD). Acredita-se que esse cluster tenha sido adquirido por transferência horizontal e mantido no genoma desta bactéria por pressão de seleção. Assim, o principal objetivo do presente estudo foi entender a origem evolutiva desse cluster gênico, bem como o seu papel nos mecanismos de interação em TC3.4.2R3. Avaliou-se a história evolutiva do cluster n-TASE em TC3.4.2R3, por meio da combinação de métodos de estudo de HGT como filogenia, genômica comparativa e análise molecular. Posteriormente, foi realizada a caracterização do cluster n-TASE, por meio da obtenção de dois mutantes via mutagênese insercional com o plasmídeo pGPΩTp, SST57 com mutação no gene Bsem_02857 e SST28 com mutação no gene Bsem_02858. O cluster n-TASE de TC3.4.2R3 apresentou maior similaridade com as sequências homólogas de Aquamicrobium sp. SK-2 e B. contaminans LMG23361. Foi possível fornecer evidências de que o n-TASE foi adquirido por meio de um evento de HGT Observou-se uma correlação de natureza ainda desconhecida dos genes do n-TASE cluster com motilidade do tipo swarming, produção de biofilme, tolerância ao estresse oxidativo e sobrevivência bacteriana em hemolinfa de G. mellonella, mas não correlacionada à virulência bacteriana a este tipo de modelo de infecção. Futuramente, serão necessários experimentos para o melhor entendimento da forma como esses genes atuam nesses processos.

Species of the Burkholderia genus are strongly associated with its pathogenic behavior, due to the worsening of patients with compromised immune systems. Despite this, there is a great interest in bacteria of this genus aiming at biotechnological applications, mainly in the agricultural area. There are studies that demonstrate the importance of Burkholderia spp. in the promotion of plant growth, bioremediation, biological control etc. The Burkholderia seminalis species has been isolated from different types of samples such as water, soil, rhizosphere, seeds, plants and clinics, where it may be involved in nosocomial infections. It is also considered phytopathogenic for apricots, in several animal models it was observed that this species has weak virulence and does not show the ability to colonize/infect rat lungs. The TC3.4.2R3 strain of B. seminalis, isolated from sugarcane roots, presents antagonistic activity against a series of phytopathogenic fungi. Furthermore, it has a potential activity to control symptoms of leaf necrosis in orchids caused by Burkholderia gladioli species. Some characteristics related to growth promotion were observed in this strain. The TC3.4.2R3 lineage has a region comprising the locus tags Bsem_02857 to Bsem_02860 (cluster n-TASE), absent in the other Burkholderia genomes used as reference for its annotation (B. cenocepacia J2315 and B. ambifaria AMMD). It is believed that this cluster was acquired by horizontal transfer and maintained in the genome of this bacterium by selection pressure. Thus, the main objective of this study was to understand the evolutionary origin of this gene cluster, as well as its role in the interaction mechanisms in TC3.4.2R3. The evolutionary history of the n-TASE cluster in TC3.4.2R3 was evaluated by combining HGT study methods such as phylogeny, comparative genomics and molecular analysis. Subsequently, the characterization of the n-TASE cluster was performed, by obtaining two mutants via insertional mutagenesis with the plasmid pGPΩTp, SST57 with mutation in the Bsem_02857 gene and SST28 with mutation in the Bsem_02858 gene. The n-TASE cluster of TC3.4.2R3 showed greater similarity with the homologous sequences of Aquamicrobium sp. SK-2 and B. contaminans LMG23361. It was possible to provide evidence that n-TASE was acquired through an HGT event. A correlation of a still unknown nature of the n-TASE cluster genes with swarming motility, biofilm production, tolerance to oxidative stress and bacterial survival in G. mellonella hemolymph, but not correlated to bacterial virulence in this type of infection model. In the future, experiments will be needed to better understand how these genes act in these processes.