Expressão e substituição alélica dos genes de dessaturases de ácidos graxos em soja

• Autor(a) principal: Pinto, Marcos de Oliveira
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7893
• topic: Glycine max; Genética vegetal; Ácidos graxos Ômega-3 - Síntese; Ácidos graxos Ômega-6 - Síntese; Plantas - Efeito da temperatura; Regulação de expressão gênica; Genética Vegetal

A utilização de métodos de melhoramento genético pode levar à obtenção de genótipos de soja com características de interesse econômico e composição ideal de ácidos graxos na fração óleo. Para isso, é necessário o maior entendimento dos mecanismos que levam à alteração do conteúdo de ácidos graxos frente a diferentes condições de cultivo e a avaliação das substituições dos alelos dos genes que controlam essas características. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da temperatura no conteúdo de óleo, composição de ácidos graxos e expressão gênica das ω-6 e ω-3 dessaturases em genótipos contrastantes para o conteúdo de ácido oléico e linolênico e avaliar o efeito da substituição alélica das ω-3-dessaturases de ácidos graxos insaturados em soja, com base em marcadores SNPs. Para os experimentos do efeito da temperatura na via de biossíntese de ácidos graxos, foram utilizados os genótipos: CD219, variedade comercial com concentrações normais de ácido oléico (~19%) e ácido linolênico (~8%); A29, com baixa concentração de ácido linolênico (~1%) e FA22, com elevada concentração de ácido oléico (~50%). O experimento foi conduzido em duas casas de vegetação: i) com aquecimento, que permitiu a obtenção de temperaturas médias (máxima e mínima) de 32/27°C; ii) sem aquecimento, que permitiu a obtenção de temperaturas médias de 26/14°C. As sementes em desenvolvimento foram subdivididas em dez estádios de acordo com o seu peso úmido, tendo o valor de incremento entre estádios de 50 mg. O conteúdo de óleo foi determinado no extrator soxhlet e composição de ácidos graxos por cromatografia gasosa. Os possíveis genes das dessaturases foram identificados no banco de dados Phytozome e a partir dessas sequências foram desenhados primers para experimentos de expressão gênica nas sementes dos 5° e 8° estádios de desenvolvimento. Não foi observado efeito significativo da temperatura de cultivo no teor de óleo bruto em sementes maduras dos genótipos CD219, A29 e FA22. Os perfis do acúmulo de ácidos graxos insaturados durante a ontogenia das sementes variaram em função do genótipo. FA22 apresentou maior conteúdo de ácido oléico e menor conteúdo de ácido linolênico em sementes cultivadas em alta temperatura em todos os estádios de desenvolvimento. Enquanto que em CD219 esse efeito foi observado apenas nos estádios finais. Quinze genes foram identificados como potenciais constituintes da família das dessaturases: 8 referentes às ω-6-dessaturases e 7 referentes às ω-3-dessaturases. Dentre os genes das ω-6- dessaturases Glyma10g42470 e Glyma20g24530 apresentaram maior expressão relativa em sementes de soja em desenvolvimento. Dentre os genes das ω-3-dessaturases genes Glyma02g39230; Glyma14g37350 e Glyma18g06950 apresentaram os maiores valores de expressão relativa em sementes de soja em desenvolvimento. Contrariamente ao esperado, os genes das ω-6-dessaturases Glyma10g42470, Glyma15g23200 e Glyma20g24530 apresentaram maior acúmulo de transcritos na maior temperatura (32/27°C) de cultivo. O gene da ω-3-dessaturases Glyma18g06950 apresentou perfil de expressão compatível com as alterações no conteúdo de ácido linoléico/linolênico nos genótipos FA22 e CD219 em função da temperatura em sementes em desenvolvimento. Para o experimento de avaliação do efeito da substituição alélica das ω-3-dessaturases de ácidos graxos insaturados em soja com base em marcadores SNPs, foram genotipadas 185 progênies F2 derivadas do cruzamento entre A29 (mutante para três genes FAD3, 1% de 18:3∆3,6,9) e Tucunaré (genótipo normal, 11% de 18:3∆3,6,9). Os resultados demonstram que os marcadores moleculares para os genes FAD3A, FAD3B e FAD3C foram eficientes no monitoramento do conteúdo de ácido linolênico nas populações segregantes F2 e F2:3. Além disso, as substituições dos alelos no loco FAD3A proporcionam maiores variações no conteúdo de ácido linolênico que as substituições nos outros dois locos. A partir desses dados, espera-se que seja possível introduzir os alelos recessivos dos genes FAD3A, FAD3B e FAD3C da linhagem A29 em genótipos elites do Programa de Melhoramento da Qualidade da Soja (PMQS) do BIOAGRO/UFV e desenvolver linhagens de soja especiais para a agroindústria apresentando baixos teores do ácido linolênico.