Caracterização do gene de SBP2 (Sucrose Binding Protein) de soja em plantas transgênicas de tabaco: análise funcional da proteína e atividade do promotor SBP2

• Autor(a) principal: Waclawovsky, Alessandro Jaquiel
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10043
• topic: Fisiologia vegetal; Floema; Translocação vegetal; Sacarose - Metabolismo; Açúcar; Plantas transgênicas; Ciências Biológicas

Em plantas, a energia luminosa é transformada em energia química na forma de carboidratos, os quais são alocados entre os diferentes tecidos vegetais através do floema. Durante este processo, a sacarose, principal carboidrato transportado em plantas superiores, é “carregada” e “descarregada” no floema com o auxílio de transportadores localizados na membrana plasmática. A proteína SBP (“sucrose binding protein”) foi inicialmente identificada pela sua capacidade em ligar a sacarose e, pelo menos, dois homólogos da proteína, SBP1 e SBP2, têm sido descritos em soja. Neste trabalho, nós analisamos a função de SBP2 em plantas transgênicas de tabaco expressando o cDNA na orientação antisenso e caracterizamos os cis-elementos presentes no promotor que controlam a expressão espacial do gene SBP. Plantas anti- senso na geração T2 apresentaram crescimento e desenvolvimento reduzidos. Este fenótipo, característico de plantas com inibição do transporte de sacarose a longa distância, foi associado a alterações fisiológicas e metabólicas ocorridas, principalmente, na fase vegetativa do desenvolvimento. As plantas apresentaram reduzida fotossíntese e alteração no particionamento de carboidratos, com preferência para o acúmulo de amido nas folhas em detrimento à síntese de sacarose. Nossos dados suportam a hipótese que SBP provavelmente atua no transporte de sacarose a longa distancia no floema, alterando a expressão ou a atividade de proteínas envolvidas em sistemas alternativos de transporte de carboidratos, já que a manipulação dos níveis de SBP também alterou a atividade da invertase e da sintase da sacarose. Consistente com o papel da proteína no transporte de sacarose, um fragmento de 2 kb do promotor de SBP2 dirigiu a expressão do gene repórter de β- glicuronidase (GUS) para as células do floema de folhas, caules e raízes. A caracterização dos cis-elementos presentes no promotor de SBP2 foi realizada por deleções sucessivas na região 5’ e por deleções internas. A deleção da seqüência de - 2000 a -703 causou o acúmulo de GUS em todos os tecidos de folhas, caule e raízes analisados, indicando a presença de cis-elementos que reprimem a atividade do promotor em tecidos, que não o floema, a jusante da posição -703 pb. Deleções sucessivas até a posição -92 indicaram que a atividade tecido-específica do promotor é coordenada pela interação complexa entre elementos negativos e positivos. De fato, elementos negativos fortes foram identificados na seqüência delimitada pelas posições -495 e -370, os quais foram confirmados por experimentos de ganho de função, e também, entre -243 e -193. Foi identificada também uma região silenciadora do meristema radicular na região entre -136 e -92. Uma seqüência curta de 92pb a partir do códon de iniciação de tradução foi capaz de manter altos níveis de expressão basal em todos os tecidos analisados e, portanto, provavelmente representa um promotor eucariótico mínimo em plantas.