Promotores induzidos por seca em raízes de cana-de-açúcar (Saccharum spp.): Drought-inducible promoters in sugarcane roots (Saccharum spp.)

Autor(es)

Max Seiji Tsunada

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2018-08-28

Membros da banca

Marcelo Menossi; Alessandra Alves de Souza; Carlos Takeshi Hotta; Igor Cesarino; Monalisa Sampaio Carneiro

• Orientador: Marcelo Menossi

Resumo

A seca é um dos principais fatores limitantes na produtividade de espécies agrícolas e seus efeitos tendem a ser mais intensos em algumas áreas atualmente utilizadas pela agricultura, segundo previsões climáticas. Nesse contexto, a compreensão dos mecanismos de resposta ao déficit hídrico apresenta grande importância para o desenvolvimento de cultivares mais produtivos e tolerantes a condições climáticas adversas. Recentemente, a manipulação de características do sistema radicular tem ganhado destaque como oportunidade para o melhoramento genético vegetal. Em paralelo, é sabido que o uso de promotores induzidos ou órgão específicos é uma estratégia interessante para um controle mais fino da expressão de transgenes. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a atividade de promotores de seis genes induzidos por seca e/ou raiz-específicos e seu potencial biotecnológico utilizando plantas transgênicas de cana-de-açúcar. Construções contendo as sequências promotoras fusionadas ao gene "GUS" foram utilizadas para rastrear sua atividade regulatória. Perfis de indução por seca e expressão preferencial em raízes foram detecados nos eventos transgenicos via qPCR do gene "GUS". Entretanto, a atividade enzimática da proteína repórter não foi observada em plantas submetidas ao ensaio histoquímico do GUS, indicando um provável mecanismo de silenciamento pós-transcricional. Para testar essa hipótese e propor uma solução, uma nova construção foi gerada contendo o promotor "ScDehydrin1" ("ScDHN1") controlando a transcrição do gene "scoGUS", uma versão codificante do gene "GUS" com otimização de códons para cana-de-açúcar. O uso do gene repórter "scoGUS" levou a detecção do atividade do promotor "ScDHN1" em condições de estresse osmótico enquanto que, nas mesmas condições, não houve atividade em plantas contendo a sequência GUS nativa de Escherichia coli. Associado a caracterização do promotor "ScDHN1", realizamos a identificação genômica da família deidrina em cana além da caracterização do perfil transcricional de seus membros em resposta a seca. Os dados indicam que membros da familiam deidrinas devem exercer funções protetivas em cana durante deficit hidrico. Por fim, novas sequências promotoras de cana-de-açúcar com perfil de indução por seca e/ou preferencial em raízes foram caracterizados visando seu uso biotecnológico. Os dados gerados nesse trabalho também serão úteis para estudos básicos com sequências regulatórias em cana, em que a otimização de códons de genes repórteres parece exercer papel fundamental (AU)

• Processo FAPESP: 16/05501-6 - Promotores, elementos regulatórios cis e fatores de transcrição envolvidos na resposta à seca em raízes de cana-de-açúcar (Saccharum spp.)
• Beneficiário: Max Seiji Tsunada
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto