Analysis, classification, annotation and expression pattern of transcription factors in maize (Zea mays L.) endosperm / Analise, classificação, anotação e perfil de expressão de fatores de transcrição no endosperma de milho (Zea mays L.)

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

O seqüenciamento de ESTs (etiquetas de seqüências expressas) e a sua organização em bancos de dados constituem poderosas ferramentas para identificar genes de interesse expressos em determinados tecidos e/ou tipos celulares. Neste trabalho criou-se um banco de seqüências expressas chamado MAIZESTdb, que contém ESTs de diversos tecidos de milho, porém enriquecido com seqüências provenientes do endosperma de milho em desenvolvimento. O MAIZESTdb contém 227.431 ESTs vindos de mais de 30 órgãos e tecidos de milho diferentes, 30.531 seqüenciados em nosso laboratório a partir de bibliotecas construídas com RNA mensageiro de endosperma. Estas seqüências representam uma grande contribuição na identificação de novos genes expressos no endosperma. A análise deste banco de ESTs possibilitou a identificação de 4.032 transcritos preferencialmente expressos no endosperma, e a sua anotação revelou uma ampla variedade de prováveis genes novos envolvidos no desenvolvimento e no metabolismo do endosperma. O banco MAIZESTdb foi utilizado neste trabalho para a identificação de fatores de transcrição (TFs) expressos no endosperma de milho, e, especialmente, na identificação de fatores preferencialmente expressos no endosperma, que podem desempenhar papéis regulatórios importantes durante a formação da semente. Foram identificados 1.233 TFs expressos em milho, 414 dos quais expressos no endosperma em desenvolvimento. Foram identificados ainda, através de análises in silico, 113 TFs preferencialmente expressos no endosperma, conjunto este que representa 9.2% dos TFs expressos identificados em milho, e que possivelmente contém reguladores importantes dos processos de especificação celular e desenvolvimento do endosperma de milho. Esta é a maior coleção de fatores de transcrição já descrita para este tecido, e representa uma fonte de dados importante para identificação de reguladores dos principais processos relacionados ao desenvolvimento do endosperma, como metabolismo de nitrogênio e carboidratos e controle da massa da semente. Uma das famílias mais representadas entre os TFs preferencialmente expressos no endosperma foi a família NAC de fatores de transcrição. Esta família apresentou 12 membros preferencialmente expressos no endosperma de milho. Um novo membro da família NAC, chamado de EPN-1 (Endosperm Specific NAM 1), teve seu perfil de expressão caracterizado. Sua expressão pode ser detectada desde os 5 DAPs, embora o pico de expressão ocorra entre 20 e 25 DAP, e ele apresenta expressão preferencial no endosperma. O promotor do gene EPN-1 foi clonado, seqüenciado e analisado quanto aos seus possíveis elementos CIS regulatórios; foram encontrados elementos conservados relacionados à endosperma-especificidade, elementos relacionados à regulação por ácido abscísico e giberelinas, e elementos conservados presentes nos promotores de ?-amilases, indicando uma possível relação deste gene com o processo de transição entre a maturação e a germinação da semente. Ensaios de expressão transitória com o promotor do gene EPN-1 revelaram que sua expressão está dirigida à camada de aleurona do endosperma de milho, o que constitui mais uma evidência de sua possível função na regulação de genes relacionados aos processos de maturação e germinação da semente

ASSUNTO(S)

endosperma milho - genetica transcriptoma transcription factors fatores de transcrição aleurona genetics maize endosperm aleurone transcriptome

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