Identificação de genes associados com a eficiência na aquisição de fósforo em milho, com foco nos genes PSTOL1, STR1 e STR2

• Autor(a) principal: Gabriel Corradi Azevedo
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9ZXQPU
• topic: Genômica comparativa; STR1 e STR2; Zea mays; Proteína quinase; Os PSTOL1; Associação micorrízica; Aquisição de P; Fosforo; Micorriza; Milho; Genética

A baixa disponibilidade de fósforo (P) é uma das principais limitações para a produtividade do milho, principalmente em solos tropicais. Considerando a fixação e a baixa mobilidade do P no solo, modificações na morfologia radicular e associação com fungos micorrízicos arbusculares representam importantes estratégias adotadas pelas plantas para maximar a exploração do solo em condições de deficiência desse nutriente. Estudos identificaram o gene OsPSTOL1 relacionado ao crescimento radicular, absorção de P e produtividade de grãos em arroz . Com objetivo de identificar possíveis homólogos do OsPSTOL1 em milho foi adotada uma abordagem que combinou genômica comparativa e mapeamento de QTLs para características da morfologia radicular, acúmulo de biomassa e conteúdo de P utilizando uma população de linhagens recombinantes (RILs) derivada do cruzamento entre duas linhagens contrastantes para eficiência no uso do P, L3 e L22. Com base em modelos de características simples e múltiplas, 13 regiões genômicas foram identificadas. Entre os seis genes preditos identificados no genoma do milho com identidade de sequência superior a 55% com OsPSTOL1, quatro foram co-localizados com QTLs nos cromossomos 3, 4 e 8. Esses genes foram mais expressos nas raízes das linhagens parentais que contribuiram com os alelos para o aumento dos seus respectivos fenótipos. Conjuntamente, esses resultados indicam que pelo menos quatro genes candidatos podem estar relacionados com a morfologia radicular e ao conteúdo de P em milho. Na linha de associação micorrízica, dois transportadores half-size ABCG, STR1 e STR2, foram identificados em arroz e em Medicago truncatula, como sendo indispensáveis para desenvolvimento dos arbúsculos e, consequentemente, para o sucesso da associação micorrízica. No presente trabalho, genes similares aos STR1 e STR2 foram identificados no genoma do milho, sendo co-localizados com QTLs para morfologia radicular nos cromossomos 10 e 3, respectivamente. As linhagens L3 e L22 apresentaram padrão de expressão similar para ambos os genes STR, bem como altos níveis de colonização micorrízica e arbúsculos bem desenvolvidos. Esses genes foram expressos somentes em raízes micorrizadas, seguindo o padrão observado em arroz. Tais resultados sugerem uma possível relação dos genes STR1 e STR2 com o desenvolvimento dos arbúsculos em milho e evidenciam que diferenças na eficiência no uso do P entre as linhagens L3 e L22 não são relacionadas com a associação micorrízica. No entanto, estudos adicionais, serão necessários para validar esses genes candidatos como homólogos funcionais ao PSTOL1, STR1 e STR2 em milho.