Análise da expressão gênica diferencial causada pela interação de feijoeiros (Phaseolus vulgaris L.) e fungos micorrízicos arbusculares sob efeito de estresse hídrico

• Processo: 11/12485-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2015
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Tsai Siu Mui
• Beneficiário: Gustavo Henrique Recchia
• Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Micorriza Análise de sequência de RNA Genômica funcional Phaseolus vulgaris Etiquetas de sequências expressas Estresse hídrico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Estresse Hídrico | ESTs | Micorriza | Microarranjo | Phaseolus vulgaris | RNA-seq | Genômica Funcional

Resumo

O Brasil é o maior produtor de feijão, sendo Phaseolus vulgaris L. a espécie mais cultivada. Entre as três possíveis safras exploradas, aquela que gera a maior produção é a da 'seca'. Por outro lado, como a maioria das lavouras emprega pouca tecnologia, um dos problemas enfrentados por esta cultura é o déficit hídrico, que leva a uma considerável redução na produtividade. Plantas comumente estabelecem relações simbióticas mutualísticas com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) que são vitais para a absorção de uma ampla gama de nutrientes e água, além de auxiliarem na proteção contra patógenos e na minimização do efeito tóxico gerado pela exposição a diversos compostos. Tais plantas frequentemente se revelam mais tolerantes à seca do que plantas que não são eficientes no estabelecimento de tal relação. Esta capacidade depende da espécie de fungo em questão, sendo o gênero Glomus os mais eficientes FMAs na absorção de água do solo. Acredita-se que a interação com FMAs leva à expressão diferencial de genes vitais para a planta durante a resposta metabólica ao estresse. Dessa forma, a identificação de genes que controlam os mecanismos de defesa e adaptação do feijoeiro à falta de água seria de grande utilidade. Este trabalho terá como objetivo central a identificação e a distinção de genes expressos em camadas superficiais de tecidos do sistema radicular de um genótipo de feijoeiro tolerante a seca (BAT 477) inoculado com fungos FMAs e na ausência dos mesmos, quando submetido a uma interrupção de irrigação durante seu desenvolvimento para a simulação de um veranico em casa de vegetação. RNA total será obtido a partir das amostras de tecidos dos quatro tratamentos (inoculado e não-inoculado com FMAs, sob déficit hídrico e irrigado), sendo construída quatro bibliotecas de cDNA que serão sequenciadas em um experimento de RNA-Seq pelo sistema 454. Com isso, serão selecionados importantes genes referentes ao processo de resistência da planta à seca e também na presença dos FMAs. Estes genes serão utilizados para a criação de um chip de microarranjo que será empregado na análise de expressão gênica de diferentes tecidos do sistema radicular com o objetivo de elucidar como os diferentes componentes de importantes vias de transdução de sinais interagem entre si levando a ativação da resposta da planta ao estresse. Amostras celulares de tecido epitelial, do córtex interno e do córtex externo da raiz serão obtidas por microscopia de dissecção a laser, por serem os locais onde a planta está em maior contato com os FMAs e também por ser onde onde a planta primeiro irá perceber o estímulo do déficit hídrico.A criação do chip de microarranjo servirá não somente para se estabelecer uma plataforma de análise de perfis globais de expressão gênica em genótipos de feijoeiro quando sob déficit hídrico e na presença/ausência de FMAs, mas também para estudos futuros já que esta espécie ainda não conta com chips comerciais para esta finalidade. Tal plataforma será validada não somente com o genótipo tolerante BAT 477 como também com um genótipo suscetível, o IAC-Carioca 80SH.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RECCHIA, GUSTAVO H.; KONZEN, ENEAS R.; CASSIERI, FERNANDA; CALDAS, DANIELLE G. G.; TSAI, SIU M.. Arbuscular Mycorrhizal Symbiosis Leads to Differential Regulation of Drought-Responsive Genes in Tissue-Specific Root Cells of Common Bean. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 9, JUN 21 2018. (11/12485-3)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

RECCHIA, Gustavo Henrique. Análise da expressão gênica diferencial causada pela interação de feijoeiros (Phaseolus vulgaris L.) e fungos micorrízicos arbusculares sob efeito de déficit hídrico. 2015. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/STB) Piracicaba.