AnÃlise in silico de osmoprotetores no genoma expresso da cana-deaÃÃcar, eucalipto e feijÃo-caupi

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Estresses abiÃticos, como seca e salinidade, limitam severamente o crescimento, desenvolvimento e produtividade das plantas. Uma das estratÃgias que muitos vegetais utilizam, a fim de minimizar os danos causados por esses estresses aos processos metabÃlicos e fisiolÃgicos, à a sÃntese de osmÃlitos compatÃveis. Essas substÃncias sÃo trocadas pelo excesso de sais inorgÃnicos na cÃlula, permitindo o ajustamento tanto da concentraÃÃo interna de sais quanto do volume celular. Este trabalho objetivou identificar in silico candidatos aos genes que codificam osmoprotetores (trealose, glicina-betaÃna, mio-inositol, prolina e cisteÃna) nos transcriptomas de Eucalyptus spp., Saccharum spp. e Vigna spp. As anÃlises revelaram a presenÃa destes genes em todos os transcriptomas estudados; ao todo foram observados 51 ortÃlogos em eucalipto, 56 em cana e 73 em feijÃo-caupi. De um modo geral, com relaÃÃo ao padrÃo de expressÃo foi percebido o envolvimento destes genes tanto no estresse biÃtico, quanto no abiÃtico, sendo mais abundantes os transcritos identificados nas bibliotecas de caule de mudas submetidas a dÃficit hÃdrico e plÃntulas cultivadas no escuro, no caso do eucalipto e em tecidos de calos (CL) submetidos a um ciclo de luz/escuro e estresse de temperatura no caso da cana-deaÃÃcar. Adicionalmente, no caupi, a partir da contagem direta dos transcritos, foi identificado que a maioria dos transcritos integrava a biblioteca em raiz de plantas sensÃveis à salinidade apÃs 2 horas de exposiÃÃo ao estresse. Nos alinhamentos mÃltiplos gerados para a comparaÃÃo das sequÃncias de cada um desses genes entre diferentes organismos (desde bactÃrias atà animais), percebe-se que a sÃntese de osmÃlitos compatÃveis à uma caracterÃstica que foi bastante conservada no curso da evoluÃÃo. Nos dendrogramas gerados a partir dos dados supracitados, correspondendo ao esperado, observou-se a separaÃÃo das espÃcies de acordo com a sua classe. AlÃm disso, no que tange os vegetais, mono e dicotiledÃneas foram agrupadas em clados distintos. Considerando que os organismos estudados apresentam grandes diferenÃas no metabolismo, fisiologia, hÃbito e ciclo de vida, os resultados sugerem que as mutaÃÃes acumuladas, principalmente nas diferentes classes, sÃo resultado da adaptaÃÃo Ãs pressÃes seletivas ambientais e estÃo, assim, relacionadas com a funcionalidade destes genes nos diferentes organismos. Assim, os resultados apontam para a conservaÃÃo das principais vias de sÃntese de osmÃlitos compatÃveis tanto em eucalipto, quanto em cana e feijÃo-caupi. Ademais, este estudo pode servir como modelo para a identificaÃÃo de genes osmoprotetores em espÃcies relacionadas e apresenta grande potencial de aplicaÃÃo ao melhoramento genÃtico, com o desenvolvimento de culturas economicamente importantes mais adaptadas aos solos salinos e secos.

ASSUNTO(S)

genetica bioinformÃtica bioinformatics abiotic stress data-mining ests estresse abiÃtico melhoramento genÃtico osmoprotetores

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