Estudo da expressão gênica associada à senescência foliar e remobilização de ferro para a semente no arroz - Vital, Camilo Elber (2010)
O arroz é um dos cereais mais importantes no mundo em termos de consumo e de fornecimento de calorias, no entanto, é relativamente pobre em nutrientes. Tem sido mostrado que a folha bandeira presente logo abaixo da panícula desempenha importante papel no fornecimento de nutrientes para o grão de arroz em desenvolvimento. Desta forma, analisou-se a influência da remoção da panícula na senescência e na expressão de genes relacionados com o processo de senescência foliar e com a translocação de nutrientes na folha bandeira em duas cultivares de arroz (BR-IRGA 409 e IRGA 417). Adicionalmente, realizou-se uma análise in silico (dados de microarranjos) da expressão dos transportadores de ferro da família “Yellow Stripe” (YS) e também foram verificados possíveis elementos cis presentes na região promotora destes genes. O perfil protéico de folha bandeira e não bandeira em dois estádios de desenvolvimento do grão foi comparado para detectar proteínas diferencialmente expressas utilizando-se testes estatísticos para redução de falsos positivos. Os resultados confirmam que a remoção da panícula retarda a senescência da folha bandeira nas cultivares estudadas. Dois dos fatores de transcrição analisados (OsNAP e OsNAC like GmNAC3) apresentaram grande aumento de expressão durante a senescência da folha bandeira principalmente na fase final de enchimento do grão comparados com a folha não senescente. A remoção da panícula causou diminuição na expressão destes genes na folha bandeira. Um dos mais bem caracterizados genes da família YS (OsYSL2) teve maior expressão no estádio leitoso no genótipo IRGA 417. Este fato, aliado a maiores níveis de OsNAAT1 na folha bandeira e a maior expressão de OsYSL2 e OsNAS3 no estádio leitoso no grão, podem sugerir o maior teor de ferro neste genótipo. A análise in silico de dados de microarranjos em grãos mostrou que alguns genes dentro da família YS, OsYSL6, OsYSL13 e OsYSL5 têm expressão relativamente alta durante todo processo de enchimento do grão, enquanto outros genes (OsYSL18, OsYSL1, OsYSL15, OsYSL4 e OsYSL12) têm aumento somente no estádio pastoso. Genes da família OsNAS e OsNAAT envolvidos na via de síntese de queladores de ferro para o transporte mediado por genes YS tiveram expressão maior no estádio leitoso durante o enchimento do grão. Os 18 genes putativos candidatos da família YS apresentaram variadas sequências cis possivelmente relacionadas com o processo de senescência foliar incluindo elementos responsivos a ácido abscísico, auxina, ácido salicílico, jasmonato e etileno. A análise do perfil protéico demonstrou variação na percentagem de volume de spots quando se comparou os estádios de desenvolvimento leitoso e pastoso e também folha bandeira e não bandeira. Desta forma, a expressão dos fatores de transcrição relacionados com senescência ou com resposta a deficiência por ferro na folha bandeira pode estar relacionada com o processo de remobilização de nutrientes durante o enchimento dos grãos. Da mesma forma, a expressão no grão de genes transportadores de ferro, quanto de genes envolvidos na síntese de queladores durante a senescencia foliar contribuiria para o processo. As diferenças no perfil protéico demonstram que possíveis alterações no metabolismo durante o processo de senescência da folha bandeira. O melhor esclarecimento da via de regulação dos fatores de transcrição ligados a senescência foliar e sua relação com os genes envolvidos na remobilização de nutrientes poderão ser de grande importância para o desenvolvimento de plantas que visem sanar problemas de deficiência nutricional humana.