Isolamento de cDNAs parciais de quatro genes do metabolismo de carboidratos e analise de seus padrões de expressão durante a fase inicial do desenvolvimento de plantulas de jatoba (Hymenaea courbaril L.)

Autor(es)

Aline Dias Brandão

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP. , ilustrações.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2008-02-27

Membros da banca

Marcos Silveira Buckeridge; Helaine Carrer; Eduardo Purgatto; Marília Gaspar Mais; Antonio Vargas de Oliveira Figueira

• Orientador: Marcos Silveira Buckeridge; Michel Georges Albert Vincentz
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética
• Indexada em: Base Acervus-UNICAMP; Biblioteca Digital da UNICAMP
• Localização: Universidade Estadual de Campinas. Biblioteca Central Cesar Lattes; T/UNICAMP; B733i; Universidade Estadual de Campinas. Biblioteca do Instituto de Biologia; T/UNICAMP; B733i

Resumo

Os jatobás (espécies pertencentes ao gênero Hymenaea, família Leguminosae) apresentam grande plasticidade fisiológica. Diferentes espécies e variedades de jatobás se adaptaram a praticamente todos os biomas tropicais brasileiros, incluindo a Floresta Amazônica, e o complexo de ecossistemas que é formado pela Mata Atlântica, Cerrado e Caatinga. Espécies do gênero possuem como principal reserva de carbono do embrião o xiloglucano, um polissacarídeo similar à celulose, mas solúvel em água devido a ramificações com xilose e galactose. Após a germinação, o xiloglucano dos cotilédones é completamente degradado, produzindo monossacarídeos livres que são rapidamente metabolizados à sacarose. A produção das enzimas de hidrólise do xiloglucano nos cotilédones é controlada pela auxina proveniente da parte aérea da planta, porém, não se sabe exatamente como esse mecanismo é controlado. O objetivo deste trabalho foi isolar cDNAs (DNA complementar) parciais dos genes da bgalactosidase - BGAL e xiloglucano endotransglicosilase ou endo-b-1,4-glucanase ¿ XET, relacionados com a degradação do xiloglucano e duas enzimas envolvidas no metabolismo da sacarose, a invertase neutra/alcalina - IN/IA e a sacarose sintase ¿ SUS, para tentar avaliar possíveis formas de controle da expressão gênica envolvidas nos mecanismos do catabolismo do xiloglucano em cotilédones de plântulas de Hymenaea courbaril. Primeiramente, foram desenhados primers com base em seqüências de espécies da família Leguminosae existentes em banco de dados para os respectivos genes. A partir daí foi possível clonar seqüências parciais de todos os genes. Utilizando a técnica de RT-PCR semi-quantitativa (semi-quantitative reverse transcription-polimerase chain reaction) foram realizadas análises da expressão nos cotilédones, folhas, hipocótilos e raízes no 45º dia após a embebição (quando ocorre a taxa máxima de mobilização do xiloglucano) a cada 6 horas em um período de 24 horas. As plântulas foram analisadas sob as seguintes condições: I) plântulas crescidas em condições naturais; II) excisão da parte aérea; III) aplicação do inibidor do transporte polar de auxina (NPA ¿ ácido naftil ftalâmico); IV) crescimento em luz contínua e V) crescimento em escuro contínuo. Observou-se que existem, basicamente, três formas de controle em resposta a auxina. Nos cotilédones, os genes responsáveis pela degradação do xiloglucano BGAL1 e XTH1, possivelmente são regulados em resposta a auxina endógena e a variação de luz, enquanto que os genes responsáveis pelo metabolismo da sacarose, AlkIN1 e SUS1 possivelmente são regulados pela disponibilidade de carbono. Nas folhas, hipocótilos e raízes o padrão de expressão variou de acordo com a disponibilidade de carbono proveniente da degradação do xiloglucano de reserva nos cotilédones. Os resultados apresentados relatam a primeira descrição do isolamento dos cDNAs, permitiram a caracterização do padrão de expressão de genes chave, envolvidos no estabelecimento de uma espécie arbórea nativa do Brasil e em conjuto com os dados de atividade enzimática possibilitaram observar que a mobilização de reserva no jatobá ocorre a nível transcricional. Através do seqüênciamento, também foi possível observar que a invertase neutra clonada da raiz do jatobá apresentou resíduos de aminoácidos que a caracterizam como invertase alcalina (AlkIN1). Diante do padrão de expressão observado para a ß-galactosidase, XTH, invertase alcalina e sacarose sintase no presente trabalho, é possível sugerir um modelo para o controle da degradação e mobilização do xiloglucano de reserva nos cotilédones sob influência da auxina endógena e da variação de luz, durante o desenvolvimento inicial nas plântulas de Hymenaea courbaril (AU)

• Processo FAPESP: 04/10159-8 - Controle da expressão gênica do metabolismo de carboidratos pela auxina durante a mobilização de reservas e o desenvolvimento de plântulas de jatobá (Hymenaea courbaril var. Stilbocarpa)
• Beneficiário: Aline Dias Brandão
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado