Análise in silico do gene lipid transfer protein (LTP) de cana-de-açúcar e funcional em transformantes de (Nicotiana tabacum)

Abstract

A grande expansão da cultura de cana-de-açúcar pelo território brasileiro leva à necessidade do desenvolvimento de cultivares melhoradas e adaptadas às diferentes condições de clima a que são submetidas. Os estresses bióticos e abióticos são fatores que afetam a produtividade de uma cultura e entre esses, o estresse hídrico assume grande importância em função do regime de chuvas e do aumento de temperatura iminente nos próximos anos. Analisar a expressão de genes em plantas submetidas a estresses pode contribuir de forma expressiva para elucidar as rotas de defesa das plantas, contribuindo sobremaneira para o melhoramento da cultura e o desenvolvimento de novas variedades. O projeto teve como objetivo obter transformantes de Nicotiana tabacum in vitro com o gene LTP (Lipid Transfer Protein) e avaliar sua funcionalidade em relação ao estresse por deficiência hídrica, em casa de vegetação por hidroponia. Feita a seleção da EST com base em resultados anteriores obtidos pelo grupo de pesquisa, posterior análise em bancos de dados, realizou-se a aquisição do clone no Centro de Estocagem de Genes (BCCCenter) e o re-sequenciamento para comprovar sua identidade. Estudos in silico foram realizados através da utilização de softwares de bioinformática e a análise da função do gene foi realizada a partir da transformação genética de Nicotiana tabacum via Agrobacterium tumefaciens. Seis transformantes de N. tabacum com o inserto de interesse LTP foram obtidos e testados quanto à tolerância ao déficit hídrico, pela indução por diferentes concentrações de manitol. As plantas de tabaco transformantes demonstraram melhor desempenho fenotípico em relação à planta não transformada e boa capacidade de readaptação após o estresse. A geração T1 dessas plantas devem ser utilizadas em estudos para comprovação biológica e funcional da ação do gene inserido, através da técnica de Real Time qPCR.

The great expansion of sugarcane cultivation across Brazilian territory leads to the need to develop better cultivars and adapted to the different climatic conditions that are submitted. The biotic and abiotic stresses are factors that affect the productivity of a crop and among them, the water stress will assume great importance due to the rainfall regime and the increase of the imminent temperature in the next years. Analyzing the expression of genes in stress - stressed plants can contribute in an expressive way to elucidate as plant defense routes, contribute to the improvement of the culture and the development of new varieties. The objective of this project was to obtain transformers of Nicotiana tabacum in vitro with the LTP (Lipid Transfer Protein) gene and to evaluate its functionality in relation to stress due to water deficiency in a greenhouse by hydroponics. We made EST selection based on previous results obtained by a research group, later analysis in databases, performing a clone acquisition in the Gene Storage Center (BCCCenter) and resequencing to prove its identity. Silicon studies were carried out through the application of bioinformatics software and an analysis of the genetic function was performed from the genetic transformation of Nicotiana tabacum via Agrobacterium tumefaciens. Six N. tabacum transformants with the LTP insert of interest were obtained and tested for tolerance to water deficit by induction of different concentrations of mannitol. Transformer tobacco plants showed better phenotypic performance compared to untransformed plant and good readaptation after stress. The T1 generation these plants will be used in studies for the biological and functional verification of the action of the inserted gene, through the Real-Time qPCR technique.