Cloning and functional characterization of the OBSCURAVENOSA gene in tomato (Solanum lycopersicum L.)

• Autor(a) principal: Moreira, Juliene dos Reis
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28990; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2021.137
• topic: Folhas - Fisiologia; Análise foliar; Auxinas; Clonagem molecular; Fisiologia de Plantas Cultivadas

Folhas heterobáricas e homobáricas são encontradas em muitas famílias de plantas e têm uma interessante distribuição na natureza. O que diferencia esses dois tipos de folhas é a presença ou ausência de extensões de bainha do feixe (BSEs), essa diferença estrutural confere respostas fisiológicas distintas. Folhas com BSEs (heterobáricas) apresentam maior integração hidráulica e maior desempenho fotossintético, por outro lado, folhas sem BSEs (homobáricas) possuem fotossíntese uniforme ao longo da lâmina e provavelmente um mecanismo aprimorado para controlar a perda de água em condições de estresse. Os tomates cultivados atualmente foram selecionados após longos anos de melhoramento genético. Originalmente o tomate é uma cultura heterobárica, porém, a maioria das cultivares de campo possuem uma mutação recessiva espontânea conhecida como obscuravenosa (obv) e, como consequência, perderam a BSE. Por vários anos essa mutação foi selecionada inconscientemente em conjunto com outras características de interesse agronômico. Isso sugere que a variação entre os caracteres homobárico e heterobárico tem valor agronômico em tomateiro. O primeiro passo para entender melhor os impactos da BSE a nível de planta e poder manipula-la dentro da cultura do tomateiro e em outras culturas é conhecendo os genes envolvidos na sua formação. Para isso, utilizamos o tomate como cultura modelo para elucidar as bases moleculares que controlam o desenvolvimento de BSEs. Utilizando recursos disponíveis publicamente combinados com análises in silico, identificamos um forte gene candidato para a mutação obv. O locus solyc05g054030 possui um SNP (A→G) no terceiro exon, que leva à troca de um resíduo histidina por arginina na posição 135 da proteína. O gene codifica um fator de transcrição zinc finger do tipo C2H2. Mostramos por meio de predições que a proteína OBV tem três domínios zinc finger clássicos, que permitem a interação no DNA. No mutante obv, a troca da histidina por arginina ocasionou a perda de um motivo zinc finger, o que pode ter levado à interrupção na funcionalidade da proteína. Complementamos o mutante obv com o alelo OBV funcional, recuperando o fenótipo de veia clara. Além de ser um controlador chave na formação das BSEs, OBV regula o ângulo de inserção da folha, serrilhamento foliar, densidade de veias e formato do fruto. OBV coordena o desenvolvimento de BSEs por meio de um mecanismo mediado por auxina, especificamente por mudanças em alguns membros envolvidos na sinalização de auxina (ARFs e Aux/IAAs). Identificamos uma ligação entre OBV e AUXIN RESPONSE FACTOR 4 (ARF4). As descobertas aqui relatadas servirão de suporte para a identificação de outros componentes ligados à via molecular que direciona a formação de BSEs nas folhas. Palavras-chave: Extensão da Bainha do Feixe. Folha heterobárica. Clonagem molecular. Auxina.