Abordagem genômica, transcriptômica e evolutiva no estudo de genes envolvidos na biossíntese de carotenóides : enfoque em Psidium cattleianum Sabine L. (Myrtaceae), uma espécie frutífera nativa da Mata Atlântica

• Autor(a) principal: Lisbôa, Márcia Pagno
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/276153
• topic: Psidium cattleyanum; Carotenóides; Genômica

Os pigmentos vegetais possuem propriedades distintas associadas aos seus cromóforos. Além de desempenharem um papel importante na atração de animais para polinização e dispersão de sementes, esses pigmentos são essenciais para as funções biológicas das plantas e desempenham um papel fundamental nos ecossistemas. Os carotenóides são compostos lipossolúveis de tetraterpenoides, responsáveis pelas cores que variam do amarelo ao vermelho em frutas, vegetais, fungos e flores. Além disso, também atuam como precursores de fitohormônios, como o ácido abscísico (ABA) e as estrigolactonas. A enzima fitoeno sintase (PSY) desempenha um papel crucial na biossíntese dos carotenóides, sendo considerada limitante para a produção desses compostos, pois ao variar sua expressão, ou atividade, irá alterar o fluxo através da via. Devido a essa característica a enzima possuí grande importância com relação ao conteúdo de carotenóides dos diferentes frutos. A composição e a abundância de pigmentos naturais presentes nas frutas variam entre as espécies de plantas, determinando suas diferentes cores. A espécie Psidium cattleianum Sabine, pertencente à família Myrtaceae, apresenta um fato curioso, a ocorrência de plantas com frutos amarelos e plantas com frutos vermelhos. A análise de famílias gênicas em todo o genoma utiliza diversas ferramentas de bioinformática, o que permite uma forma eficaz de elucidar a estrutura e função dos membros do gene, além de facilitar a compreensão da evolução do genoma. O principal objetivo do presente estudo foi Identificar, através de análises genômicas e transcriptômicas, possíveis genes envolvidos na biossíntese de carotenóides de Psidium cattleianum Sabine L. família Myrtaceae, verificando as possíveis diferenças moleculares existentes entre os dois morfotipos vermelho e amarelo; e ainda, investigar os mecanismos evolutivos envolvidos na diversificação gênica de uma das principais enzimas da via, fitoeno sintase (PSY). O estudo realizado com a família gênica da enzima fitoeno sintase, contribuiu para o conhecimento sobre a história evolutiva desta família, demonstrando que a prevalência de duplicatas do gene PSY observada nos genomas de plantas é um dos fatores que explica a capacidade de evoluir diferentes perfis de carotenóides associados a circunstâncias ecológicas. Os genes envolvidos na via de biossíntese de carotenóides foram identificados nos dois morfotipos de Psidium cattleianum por meio de análises genômicas e filogenéticas, os quais apresentaram os domínios proteicos característicos. Algumas diferenças foram encontradas entre os dois morfotipos, relacionadas à quantidade de parálogos encontrada para alguns genes da via e ao perfil de expressão. Estes resultados podem ajudar a entender a diferença na composição de carotenóides existente entre os dois morfotipos de P. cattleianum, além de serem de grande relevância para pesquisas futuras que visem aprofundar os mecanismos moleculares envolvidos na via de biossíntese de carotenóides nesta espécie.