Morfogênese in vitro, transformação genética, clonagem e superexpressão de genes da rota biossintética de carotenóides em citros

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Costa, Marcio Gilberto Cardoso
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Morfogênese in vitro; Citros; Transformação genética; Carotenóides; Biotecnologia; Provitamina A; Ciências Agrárias
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10282

Há muito tempo que as características relacionadas à coloração do fruto e sua qualidade nutricional têm sido consideradas desejáveis para manipulação em citros. Entretanto, a produção de novas cultivares dessas plantas tem sido limitada pelos vários obstáculos que impedem o seu melhoramento genético. A biotecnologia, por meio das técnicas de cultura de tecidos e transformação genética de plantas, surge como uma opção viável para contornar esse problema. Os objetivos do presente estudo foram isolar e caracterizar alguns genes envolvidos na rota biossintética de carotenóides de Citrus paradisi (Macf.) e desenvolver metodologias de regeneração in vitro e transformação genética para manipulação dessa rota biossintética em citros, visando alterar o conteúdo de provitamina A, a coloração do fruto e o porte das plantas. Utilizando-se a técnica de RT-PCR, as seqüências de cDNAs dos genes da sintase do fitoeno (AF152892), desaturase do fitoeno (AF364515), desaturase do ζ-caroteno (AF372617), ciclase-β do licopeno (AF152246) e ciclase-ε do licopeno (AF486650) foram isoladas de C. paradisi. Em geral, essas seqüências apresentaram elevada homologia aos genes correspondentes em tomate, com identidade de 72-83% em nível de aminoácidos. Dois ou mais transcritos diferentes foram identificados para três dos cinco genes caracterizados nesse estudo. Em cada caso, um ou mais transcritos foram considerados aberrantes, em que a produção de polipeptídeos não-funcionais foi predita. Estudos de expressão gênica revelaram que a maioria dos genes isolados é transcricionalmente regulada durante o desenvolvimento do fruto. No entanto, a diferenciação da coloração do fruto entre as cultivares de C. paradisi pode ser causada por mutações na seqüência aberta de leitura e não por regulação transcricional diferencial, sendo a desaturase do fitoeno e/ou ciclase-ε do licopeno os genes candidatos pelas diferenças observadas. Na avaliação da morfogênese in vitro de tecidos derivados de epicótilos de limão ‘Cravo’ (C. limonia Osb.), pomelo ‘Foster’ (C. paradisi Macf.) e laranja ‘Pêra’ [C. sinensis (L.) Osb.], verificou-se diferentes respostas às condições de cultivo in vitro em função da cultivar, da região do epicótilo utilizada como fonte de explantes, da composição do meio de cultura e das condições de incubação. Um sistema eficiente de transformação genética via Agrobacterium tumefaciens foi desenvolvido para C. paradisi, examinando-se os efeitos de seis fatores na eficiência de transformação. A pré- cultura dos explantes e a composição do meio de co-cultivo foram os fatores que mais influenciaram a eficiência de transformação. O protocolo otimizado foi empregado na produção de plantas transgênicas contendo os genes da sintase do fitoeno, desaturase do fitoeno ou ciclase-β do licopeno sob expressão constitutiva.