Desvendando a transição de fase vegetativa-reprodutiva usando Passiflora organensis como planta modelo

Autor(es)

Tatiana de Souza Moraes

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/STB)
• Data de defesa: 2020-07-23

Membros da banca

Adriana Pinheiro Martinelli; Diva Maria de Alencar Dusi; Greice Lubini; Maria Lucia Carneiro Vieira

• Orientador: Adriana Pinheiro Martinelli; Marcelo Carnier Dornelas

Resumo

O gênero Passiflora é um excelente modelo para estudos de transição de fase, pois há diferenças morfológicas evidentes entre as plantas nas fases juvenil, adulta vegetativa e adulta reprodutiva. Na quase totalidade das espécies do gênero Passiflora, as plantas na fase juvenil produzem folhas com morfologia diferente da fase adulta e não produzem gavinhas. Já as plantas na fase adulta vegetativa, produzem gavinhas nas axilas das folhas e na fase adulta reprodutiva produzem, a partir dos meristemas axilares, gavinhas e flores. As proteínas pertencentes à familia FT/TFL1 são importantes reguladores do processo de transição de fase e precisam interagir com fatores de transcrição específicos para desempenhar suas funções biológicas. Nesse sentido, as proteínas da família bZIP (basic region/leucine zipper) e TCP (teosinte branched1/ cycloidea/proliferating cell factor) são fatores de transcrição que formam complexos únicos com as proteínas da família FT/TFL1. O produto do gene FLOWERING LOCUS T (FT) é considerado como o agente florígeno e interage com a proteína FLOWERING LOCUS D (FD), pertencente à familia bZIP, resultando na indução do florescimento pela ativação da transcrição de genes envolvidos na identidade do meristema floral, como LEAFY (LFY) e APETALA1 (AP1). Além disso, a literatura revela que as proteínas FT e bZIP em algumas espécies interagem com proteínas altamente conservadas chamadas 14-3-3, resultando na formação de um complexo proteico hexamérico. Este complexo desempenha um papel crítico no controle do tempo de floração e é designado como complexo de ativação do florigeno. Ademais, algumas proteínas pertencentes à família TCP podem interagir com a proteína FT, assim como com o produto do seu parálogo TWIN SISTER OF FT (TSF), modulando a atividade dos meristemas axilares reprimindo a floração. Em Passiflora os mecanismos moleculares que controlam o desenvolvimento vegetativo-reprodutivo são praticamente desconhecidos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi elucidar os mecanismos envolvidos no processo de transição de fases durante o desenvolvimento de Passiflora organensis, com foco maior na transição para o florescimento. Assim, com o uso de ferramentas apropriadas ao estudo do desenvolvimento, que incluem microscopia óptica e eletrônica, associadas a técnicas de análise de expressão gênica e interação proteína-proteína, o presente trabalho (a) caracterizou morfologicamente a transição das fases vegetativa-reprodutiva em Passiflora organensis, (b) identificou e caracterizou a estrutura gênica dos ortólogos das famílias de genes FT/TFL1, bZIP, TCP e 14-3-3, além dos genes LFY e AP1 em Passiflora organensis, (c) caracterizou o padrão de expressão dos genes da família FT/TFL1 e dos genes LFY e AP1 por qRT-PCR e hibridização in situ, (d) validou a atividade das proteínas codificadas pelos genes pertencentes à família FT/TFL1, bZIP, TCP and 14-3-3 por analise de duplo híbrido, e (e) realizou análises funcionais heterólogas por superexpressão dos genes PoFT, PoTSFa, PoTFL1, PoBFT , PoATC e PoMFT de Passiflora organensis na planta modelo Arabidopsis thaliana. Os resultados desta pesquisa são fundamentais para concluir a caracterização da atividade desses genes em Passiflora organensis e serão importantes para selecionar os genes certos para focar em pesquisas futuras e para aplicações em estudos de incremento de produção em espécies do gênero Passiflora com interesse comercial, como o maracujazeiro (AU)

• Processo FAPESP: 15/25633-1 - Transição de fases juvenil-reprodutiva em Passiflora organensis (Passifloraceae, Decaloba)
• Beneficiário: Tatiana de Souza Moraes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado