A superexpressão de um gene de cana evolucionariamente conservado aumenta resiliência a salinidade e seca.

• Processo: 19/08295-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Marcelo Menossi Teixeira
• Beneficiário: Marcelo Menossi Teixeira
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Biotecnologia de plantas Secas Biotecnologia Salinidade Cana-de-açúcar Tolerância Estresse abiótico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biotecnologia | cana-de-açúcar | Estresse abiótico | salinidade | Seca | Tolerância | Biotecnologia de plantas

Resumo

Antecedentes e ObjetivosMelhorar a adaptação à seca é mais premente para culturas como cana-de-açúcar, arroz, trigo e milho, dada a alta dependência de irrgação nessas lavouras. Uma opção para melhorar a adaptação à limitação de água nas plantas é por abordagens transgênicas. Um número crescente de genes associados a mecanismos usados pelas plantas para lidar com a escassez de água tem sido descoberto. Genes que codificam proteínas com funções desconhecidas compreendem uma fração relevante dos genes que são modulados pela seca. Um gene de função desconhecida, induzido em resposta a estresses ambientais, foi caracterizado para obter informações sobre a fração desconhecida do genoma da cana-de-açúcar. O Scdr2 (Sugarcane dry-responsive 2) codifica uma pequena proteína e compartilha sequências altamente conservadas em monocotiledôneas, dicotiledôneas, algas e fungos. MétodosPlantas superexpressando o gene da cana Scdr2 foram avaliadas em resposta à salinidade e à seca. Medidas dos parâmetros de troca gasosa, taxa de germinação, teor de água, massa seca e dano oxidativo foram realizadas. Sementes e plantas jovens foram usadas para avaliar o nível de resiliência das plantas transgênicas quando comparadas com plantas selvagens.Resultados-chaveA superexpressão de Scdr2 aumentou as taxas de germinação em sementes de tabaco sob condições de seca e salinidade. Plantas transgênicas jovens superexpressando Scdr2 e submetidas a estresse hídrico e salino apresentaram maiores níveis de fotossíntese, concentração interna de CO2, condutância estomática, menor acúmulo de peróxido de hidrogênio nas folhas, ausência de penalidade para o fotossistema II e recuperação mais rápida após a subtração. A respiração não foi fortemente afetada por ambos os estresses nas plantas transgênicas Scdr2, enquanto as plantas WT exibiram taxas de respiração aumentadas.ConclusõesO gene Scdr2 está envolvido no mecanismo de resposta a estresses abióticos. Níveis mais altos de Scdr2 aumentaram a resiliência à salinidade e à seca, e essa proteção se correlacionou com a redução do dano oxidativo. O Scdr2 confere vantagem no nível fisiológico às limitações climáticas. Portanto, o Scdr2 é um alvo potencial para melhorar a resiliência da cana-de-açúcar ao estresse abiótico. (AU)