Correlação entre a expressão dos genes da subunidade α da β-conglicinina e GmFAD2-1A durante o desenvolvimento da semente de soja / Correlation between the genes expression of the β-conglycinin α subunit and GmFAD2-1A during soybean seed development

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

25/02/2010

RESUMO

O aumento no conteúdo de ácido oléico e diminuição nos níveis dos ácidos graxos polinsaturados (linolênico e linoléico) na semente de soja pode ser alcançado pela redução da atividade da enzima ω-6 dessaturase microssomal através do silenciamento do gene GmFAD2-1A que codifica para essa enzima, resultando na produção de óleos com elevada estabilidade oxidativa. O silenciamento deve ocorrer especificamente na semente de forma a não alterar as características agronômicas da planta e não interferir negativamente no seu crescimento e desenvolvimento. Para isso, o transgene deve estar sob controle de um promotor semente-específico como o promotor do gene da subunidade α da β-conglicinina (promotor pBC). O principal objetivo desse trabalho foi correlacionar o padrão de expressão do gene que codifica a subunidade α da β-conglicinina (gene BC) com o padrão de expressão do gene GmFAD2-1A ao longo do desenvolvimento da semente de soja em cinco variedades que diferem quanto ao teor protéico ("normal" e "alto") e ao ciclo de vida (precoce e tardio). E, através dessa correlação, analisar se opromotor pBC apresenta potencial para ser usado em futuros experimentos de transformação genética de soja que tenha como objetivo silenciar o gene GmFAD2-1A. A análise do padrão de expressão dos genes BC e GmFAD2-1A foi feita por PCR em Tempo Real (qRT-PCR) utilizando dois controles endógenos (GAPDH e EF1b). A subunidade α da β-conglicinina foi quantificada por SDSPAGE/ densitometria durante o desenvolvimento da semente em todos os cinco cultivares. De modo geral, a concentração da subunidade α daβ-conglicinina foi inferior em estádios iniciais de desenvolvimento da semente, aumentando em estádios do meio para o final da maturação, indicando que ocorreu um acúmulo desse polipeptídeo ao longo do enchimento do grão, e apresentando uma concentração alta e significativa na semente madura. As variedades de teor protéico "normal" apresentaram concentrações superiores da subunidade α quando comparadas com suas respectivas isolinhas de maiores teores protéicos, o que ocorreu em estádios do meio para o final da maturação. Os dois genes endógenos (GAPDH e EF1b) normalizaram os dados de expressão dos genes BC e GmFAD2-1A de modo muito similar, com as principais diferenças ocorrendo nos perfis de expressão dos dois genes alvos em estádios do meio e final da maturação nas variedades de ciclo precoce. Entretanto, GAPDH foi melhor normalizador do que EF1b, mostrando expressão mais estável entre todos os tratamentos. De modo geral, o gene BC apresentou maior padrão de expressão em estádios do início e meio da maturação da semente, sendo que nesses estádios pode-se sugerir que o promotor pBC atingiu sua capacidade máxima para ativar a transcrição do gene alvo, com a expressão do gene BC diminuindo em direção aos estádios finais de desenvolvimento da semente. Pode-se sugerir que essa diminuição na expressão do gene BC esteja associada à uma diminuição na atividade do promotor pBC, embora ele ainda permanecesse suficientemente ativo para garantir um nível alto de expressão do transgene em futuros experimentos transformação genética de soja. Nenhuma diferença significativa foi encontrada no padrão de expressão do gene BC quando se comparou uma variedade de soja e sua respectiva isolinha de maior teor protéico ao longo do desenvolvimento da semente. De modo geral, enquanto a concentração da subunidade α foi inferior em estádios iniciais da maturação (1 e 2), o gene BC apresentou maior padrão de expressão em estádios do início e meio do desenvolvimento da semente (2 e 3). A partir do 3 estádio em direção ao final da maturação, houve um aumento na concentração da subunidade α enquanto verificou-se uma diminuição na expressão do gene BC em vários desses estádios. A principal diferença foi encontrada na semente madura de todas as variedades que apresentou uma alta concentração do polipeptídeo, apesar de uma expressão quase nula do gene BC. De forma geral, não foi encontrado um padrão de expressão do gene BC e de concentração da subunidade α que permitisse diferenciar o grupo de variedades de ciclo tardio do grupo de ciclo precoce. Em relação ao gene GmFAD2-1A, de modo geral, as variedades de ciclo tardio apresentaram maior padrão de expressão gênica em estádios do meio para o final do desenvolvimento da semente, enquanto nos cultivares de ciclo precoce o gene GmFAD2-1A mostrou maior padrão de expressão em estádios do início e meio da maturação. Assim como para o gene BC a expressão de GmFAD2-1A foi quase nula na semente madura para todas as variedades. De modo geral, a correlação entre o padrão de expressão dos genes BC e GmFAD2-1A nas variedades de ciclo tardio mostrou que nos estádios em que houve maior taxa de transcrição do gene GmFAD2-1A a expressão do gene BC diminuiu após atingir um pico de expressão no 3 estádio. Entretanto, a expressão do gene BC foi ainda superior à do gene GmFAD2-1A nesses estádios. Dessa forma, para os cultivares de ciclo tardio, nos estádios em que o gene GmFAD2-1A apresentou os maiores valores de expressão pode-se sugerir que o promotor pBC está ativo ou com uma capacidade máxima para ativar a transcrição do gene alvo. Nos cultivares de ciclo precoce essa correlação mostrou que os genes BC e GmFAD2-1A apresentaram um padrão de expressão semelhante, com valores elevados de expressão gênica em estádios do início e meio da maturação (2 e 3), diminuindo em estádios posteriores de desenvolvimento da semente. Portanto, pode-se sugerir que a maior atividade do promotor pBC ocorreu nos mesmos estádios em que foram encontrados os maiores valores de expressão do gene GmFAD2-1A. Dessa forma, pode-se sugerir que o promotor do gene da subunidade α daβ-conglicinina apresenta elevado potencial para ser usado em futuros experimentos de transformação genética que tenha como objetivo silenciar o gene GmFAD2-1A ao longo do desenvolvimento da semente de soja em todos os cultivares analisados.

ASSUNTO(S)

soja gmfad2-1a expressão de genes melhoramento vegetal soybean gmfad2-1a genes expression

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