Caracterização dos genes AtAREB1 e nsHb-1 em soja sob estresses hídricos

• Autor(a) principal: Martina Bianca Fuhrmann Aoyagi
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEL
• Texto Completo: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000229359

A soja é uma das mais importantes culturas na economia mundial, contudo o estresse por encharcamento do solo tem efeito severo sobre o crescimento e rendimento de plantas cultivadas, pois reduz a disponibilidade de oxigênio, sendo relativamente comum em áreas de cultivo, onde o solo não possui uma drenagem eficiente. No Brasil, grande parte dessas áreas encontram-se na região Sul do Rio Grande do Sul, também conhecida como Terras Baixas, nas quais está sendo introduzida a rotação do arroz com a soja. No entanto, a soja é uma espécie sensível ao encharcamento, portanto a identificação de genes que possam estar associados a mecanismos de tolerância ao encharcamento é importante para o desenvolvimento de genótipos mais tolerantes. Entre os genes que têm recebido destaque em condições de deficiência de oxigênio em diversos organismos, está o gene associado a hemoglobina não simbionte de classe 1 (nsHb-1). Além disso, na literatura estudos comprovam a existência de mecanismos moleculares de sinalização cruzada, onde genes responsivos a um determinado estresse podem contribuir para aumentar a tolerância a outros estresses. A partir dessas hipóteses, desenvolve-se esse estudo dividido em dois capítulos. No primeiro, plantas de soja superexpressando o fator de transcrição AtAREB1 (Abscisic acid?responsive element binding protein ? proteína de ligação ao elemento de resposta ao ácido abscisíco), que confere tolerância a seca, foram caracterizadas sob condições de encharcamento. Foram comparadas as respostas bioquímicas, moleculares e fisiológicas, tanto na seca, como no encharcamento. Adicionalmente realizou-se um segundo estudo a fim de caracterizar o perfil de expressão do gene nsHb-1 em soja, sob os estresses por seca e encharcamento. Os resultados obtidos demonstraram que as plantas de soja superexpressando fator de transcrição AtAREB1 apresentaram desempenho superior em comparação ao seu background convencional, a cultivar BR16 no encharcamento. No estresse por encharcamento, as plantas transgênicas se destacaram por apresentar maiores taxas para fotossíntese, eficiência instantânea no uso da água e eficiência instantânea da carboxilação. Observou-se também um mecanismo mais adaptado para o controle de espécies reativas de oxigênio (ROS), bem como uma menor ativação de genes estresse responsivos, como o da rota fermentativa e da produção de alanina. Com relação ao gene da hemoglobina não simbionte em soja, três genes foram selecionados para análise de expressão por meio de RNA-seq e PCR em tempo real, sendo esses os genes Glyma.11G121700.1, Glyma.11G121800.1, Glyma.20G191200.1. O Glyma.11G121700.1 e o Glyma.11G121800.1 foram positivamente regulados em raízes de soja sob encharcamento, sendo que o segundo gene foi mais fortemente induzido em comparação ao primeiro. Sob seca, o Glyma.11G121700.1 foi induzido em raízes e folhas. O Glyma.20G191200.1, por ser classificado como uma leghemoglobina, não foi ativado nas condições de estresses testadas.