Study of natural genetic variations of Solanum galapagense possibly related to changes in the hormone gibberellin / Estudo de variações genéticas naturais de Solanum galapagense possivelmente relacionadas com alterações no hormônio giberelina

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

As espécies selvagens relacionadas ao tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill. Syn. Solanum lycopersicum L) em latitudes do Sul do Equador ao norte do Chile. Estas condições ambientais contrastantes possibilitaram o aparecimento de grande diversidade genética dentre estas espécies. Lycopersicon cheesmanii f .minor (Hook.f.) C. H. Hill. Syn. Solanum galapagense S. Darwin &Peralta é endêmica das Ilhas Galápagos e possui características peculiares, como porte reduzido, dormência de sementes e folhas bastante recortadas. Estas características também estão presentes em mutantes de tomateiro com deficiência no hormônio giberelina (GA). Mutações em GA como gib1, gib2, gib3 (deficientes) e procera (resposta constitutiva) são amplamente conhecidas em tomateiro. Já os alelos Sp (Self Pruning) e Pts (Petroselinum), presentes em S. galapagense, alteram altura e recorte foliar, respectivamente. Visando entender a natureza destas variações genéticas naturais, foram feitos cruzamentos e retrocruzamentos sucessivos de S. galapagense com a cultivar miniatura de tomateiro Micro-Tom (MT), onde tentou se isolar plantas segregando para características presentes no parental selvagem (dormência, nanismo e maior recorte foliar). Na geração BC1F2 foram selecionados indivíduos com porte menor que MT e folhas com bordos muito recortados. Sementes BC1F3 apresentaram taxa de germinação de 47,6 %, contrastando com o valor 94,5 % apresentado por MT. Entretanto, após aplicação de 100 µM de GA3 a taxa de germinação de BC1F3 foi elevada para 72 %. Em análise de curvas de dose-resposta a GA, as plantas BC1F3 apresentaram menor porte que MT, sendo que este nanismo não foi completamente revertido aplicando-se GA. Em gerações avançadas de retrocruzamentos, constatou-se que a dormência de sementes foi perdida durante as introgressões. Tal constatação leva a crer que o principal componente da dormência de S. galapagense não está ligado ou é efeito pleiotrópico dos genes que respondem pelo seu nanismo ou recorte foliar. A análise de segregação de 278 plantas BC4F2 mostrou que o principal componente do nanismo de S. galapagense segrega na proporção 3:1, sendo a mutação recessiva presente em S. galapagense denominada galapagos dwarf (gdw). Plantas quase isogênicas a MT (geração BC6Fn) foram obtidas carregando os alelos Pts, Sp e gdw. Experimentos comparando-as com MT confirmaram que o alelo Pts aumenta pronunciadamente o recorte foliar de tomateiro e diminui ligeiramente a germinação e o porte das plantas. Tal observação está de acordo com a descoberta recente de que PTS codifica para um gene da classe KNOX, que podem estar envolvidos com GA. Em cominação com Pts, esse alelo parece ter efeito discreto no recorte foliar, mas somente em combinação com Pts. Surpreendentemente, sementes Sp tiveram germinação precoce, comparadas com MT (sp). Já o alelo gdw não mostrou ter efeito na germinação, mas confirmou afetar a altura e o recorte foliar. Esses resultados evidenciam que porte reduzido e folhas bastante recortadas de S. galapagense podem ser atribuídos principalmente a gdw e Pts. A dormência parece ser controlada por outro(s) gene(s) ainda desconhecido(s). Como o novo gene descoberto, GDW, não afeta a germinação, é pouco provável que esteja ligado a GA, podendo ser uma nova classe de genes controlando nanismo.

ASSUNTO(S)

dormência em plantas nanismo vegetal dormancy in plants tomate hormônios vegetais plant hormones tomato genetic variation. cruzamento vegetal variação genética. backcross plant stunting

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