Estudo de regiões genômicas envolvidas no metabolismo de aminoácidos e na determinação da estrutura da parede celular no tomateiro

Autor(es)

Fabiana de Godoy

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2013-06-07

Membros da banca

Maria Magdalena Rossi; Luciano Freschi; Carlos Alberto Labate; Adriano Nunes Nesi; Eduardo Purgatto

• Orientador: Maria Magdalena Rossi; Fernando Oscar Carrari

Resumo

Embora o cultivo de tomate seja muito antigo e amplamente distribuído, ainda enfrenta desafios para o melhoramento dos níveis de produção e, da qualidade para o processamento e consumo fresco. A grande maioria das características de interesse agronômico está determinada por loci de caracteres quantitativos (QTL), dificultando ainda mais a identificação e transferência gênica. Diversas características tornam o tomateiro um bom modelo para estudos de dissecação dos determinantes genéticos de QTL. Primeiro, a disponibilidade de fontes de germoplasma selvagens ainda inexploradas que podem aumentar a variabilidade genética, somada à possibilidade de cruzamento entre espécies não simpátricas e à autogamia. Segundo, a grande quantidade de informação genética como mapas, coleções de ESTs, QTL, e populações de mapeamento. Terceiro, o genoma de S. lycopersicum está completamente sequenciado. Por fim, devido a suas diferenças morfogenéticas em relação à espécie modelo Arabidopsis thaliana, o tomate se torna uma alternativa para estudos de eudicotiledonias, principalmente em estudos relacionadas a metabolismo de frutos carnosos. A partir da abundante plataforma de dados disponível e por meio de ferramentas de genômica, e genética reversa, este trabalho aborda o estudo de duas regiões do genoma do tomateiro envolvidas no metabolismo de aminoácidos e na determinação da estrutura da parede celular. O estudo de genômica comparativa de uma região do cromossomo 7 permitiu revelar a perfeita sintenia existente entre S. lycopersicum e a espécies selvagem S. pennellii e estimar o tempo de divergência em 2,7 MAA. Complementarmente, foi possível determinar que as diferenças fenotípicas entre as espécies são maiormente devidas a mudanças nas regiões regulatórias e à presença de SNPs. O estudo funcional do gene LFP (Low Free Putrescine) permitiu caracterizar uma proteína plastidial, até o momento desconhecida em tomateiro, que participa do metabolismo de poliaminas. O silenciamento de LFP resultou na redução da disponibilidade de putrescina livre e no aumento da biomassa vegetativa. Por outro lado, os resultados obtidos do estudo do gene GAUT4 (galacturonosiltransferase 4) demonstraram que a enzima codificada se localiza em Golgi e participa do metabolismo das pectinas. Em frutos, a redução dos níveis de GAUT4 resultou na diminuição de pectina e na alteração da sua composição, porém estes se apresentaram mais firmes. Adicionalmente, o silenciamento do gene GAUT4 modificou o particionamento de açúcares provocando o aumento de massa vegetativa em detrimento do índice de colheita, revelando assim um mecanismo regulatório que comunica o metabolismo da parede celular ao controle da relação fonte-dreno. Desta forma, os resultados obtidos aportam dados fundamentais para a melhor compreensão de caracteres de interesse agronômico, assim como de processos fisiológicos complexos e pouco explorados até o momento no tomateiro (AU)

• Processo FAPESP: 09/51487-1 - Estudo de regiões genômicas de S. pennellii responsáveis por mudanças nos níveis de açúcares, aminoácidos, vitaminas C e E, e ácidos graxos em frutos de tomate
• Beneficiário: Fabiana de Godoy
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto