GENE EXPRESSION AND GENETIC MAPPING OF RESPONSIVE GENES TO ABIOTIC STRESSES OF THE DREB GROUP IN COMMON BEAN (Phaseolus vulgaris L.)

• Grant number: 11/12484-7
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Doctorate
• Start date: October 01, 2011
• End date: January 31, 2016
• Field of knowledge: Biological Sciences - Genetics - Plant Genetics
• Principal Investigator: Tsai Siu Mui
• Grantee: Enéas Ricardo Konzen
• Host Institution: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brazil

Abstract

A baixa produtividade da cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) no Brasil (913 Kg.ha-1 na safra 2009/2010 - CONAB) é reflexo, entre outros fatores, do déficit hídrico. No Nordeste brasileiro, a alta salinidade dos solos é também fator limitante, assim como o frio no inverno do Sul do país. Isso é agravado pelo reduzido grau de tecnificação da produção, com a maioria das lavouras concentradas em pequenas propriedades, sem condições para implantação de sistema de irrigação eficiente. Portanto, é necessário o melhoramento genético para tolerância a estresses abióticos. Ferramentas do melhoramento genômico visam fornecer subsídios para contornar esses problemas na medida em que possibilitam isolar e caracterizar os genes envolvidos na resposta a estresses ambientais. No Laboratório de Biologia Celular e Molecular do CENA/USP estão sendo estudados genes responsivos a estresses abióticos do grupo DREB (Dehydration-responsive element binding), codificadores de uma larga família de fatores de transcrição. Estudo realizado no laboratório com DREB2C mostrou expressão diferencial do gene comparando diferentes tratamentos de estresses abióticos (controle, seca, temperatura, salinidade). No entanto, ainda é necessário o isolamento e caracterização de outros genes DREB. No presente estudo, serão isolados genes homólogos aos de Arabidopsis, DREB2A e DREB2B, em feijoeiro, a partir de sequências depositadas em bancos de dados públicos. Será estudada a expressão gênica destes genes, e também de DREB2C, para comparação, sob tratamentos de déficit hídrico, alta salinidade e baixa temperatura, em genótipos tolerantes e suscetíveis, utilizando PCR quantitativo em tempo real (RT-qPCR). O estudo visará verificar sob quais estresses estes genes são induzidos ou reprimidos e em que órgãos das plantas são mais expressos (raiz, caule ou folha). Posteriormente, serão obtidas sequências destes genes em diversos genótipos de feijoeiro, parentais de importantes populações de mapeamento, disponíveis no CENA/USP (BAT-93 x Jalo EEP558, em F11; BAT 477 x Rosinha G2, em F3; Midas x G12873, em F10; Carioca x Flor de Mayo, em F5:7; BAT-93 x G19833, em F3; IAC UNA x CAL 143, em F¬10). As sequências serão alinhadas para a busca de SNPs. A partir dos SNPs, serão desenhados primers para genotipagem e mapeamento dos genes. A genotipagem será realizada através da técnica de High Resolution Melting (HRM). Populações formadas por parentais contrastantes para os SNPs serão genotipadas e os locos serão integrados ao mapa genético do feijoeiro. A caracterização e o mapeamento destes genes podem contribuir no melhoramento para tolerância a estresses abióticos, através de seleção assistida.

Academic Publications

(References retrieved automatically from State of São Paulo Research Institutions)

KONZEN, Enéas Ricardo. Expression profiling and sequence diversity of novel DREB genes from common bean (Phaseolus vulgaris L.) and their association with drought-related traits. 2016. Doctoral Thesis - Universidade de São Paulo (USP). Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/STB) Piracicaba.