The genetic basis of drought resistance in tomato

• Autor(a) principal: Rosa, Bruno Luan
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30745; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.667
• topic: Tomate - Genética; Tomate - Resistência à seca; Estresse hídrico; Introgressão genética; Fisiologia de Plantas Cultivadas

O desenvolvimento de variedades capazes de manter rendimentos satisfatórios sob condições estressantes, como a seca, é um passo importante para garantirmos a produção adequada de alimentos no futuro. Neste contexto, a variação genética natural do tomateiro pode ser aliada a técnicas modernas, como a produção de linhagens de introgressão, assim como organismos mutantes e transgênicos na busca de cultivares mais resistentes ao déficit hídrico. Aqui, mostramos que as linhagens de introgressão S. pennellii IL2-5, IL4-3 e IL2-5/4-3 exibem maior suculência foliar, bem como mudanças significativas na espessura da folha e na densidade estomática. Juntos, essas características foliares contribuíram para a manutenção do status hídrico foliar, o que melhorou o desempenho fotossintético e a resiliência da planta quando submetida a condições de seca. Neste trabalho, também demonstramos as alterações fisiológicas e hidráulicas causadas por uma variante alélica do gene OBSCURAVENOSA (OBV). Além de controlar o desenvolvimento de extensões de bainha vascular (BSE), este gene também resultou em mudanças significativas no ângulo de inserção da folha, na serração da margem da folha, na densidade de venação e na forma do fruto. Descobrimos que o desenvolvimento da BSE está fortemente ligada a rede de sinalização de auxina envolvendo AUXIN RESPONSE FACTOR 4 (ARF4). Por fim, a perda de função de ARF4 altera a estrutura das folhas, resultando em um fenótipo com severo enrolamento foliar e baixa condutância estomática. Aqui, mostramos que a perda da função do ARF4 aumentou o conteúdo de água e ácido abscísico nas folhas, resultando em melhorias significativas na resistência do tomateiro ao estresse salino e osmótico. Nossos dados fornecem evidências de que alterações anatômicas e morfológicas das folhas, sejam elas provenientes da variação genética natural ou de organismos geneticamente modificados, podem ajudar a entender melhor o processo de resistência ao estresse abiótico, como a seca e a salinidade. Assim, sugerimos que o mapeamento e identificação dos genes responsáveis pelas características foliares aqui demonstradas podem ajudar na criação de futuras variedades mais resistentes ao déficit hídrico. Palavras-chave: Solanum pennellii. Linhagens de introgressão. Auxina. CRISPR-Cas9. Extensões da bainha do feixe vascular. Estresse hídrico.