Polimorfismo e expressão de genes de celulose sintase em Eucalyptus / Polymorphism and expression of cellulose synthase genes in Eucalyptus

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

31/08/2007

RESUMO

A celulose é um dos biopolímeros mais importantes do planeta, sendo também o mais abundante, e sem dúvida uma característica chave na história evolutiva das plantas. Contudo, sua biossíntese e regulação ainda não são bem compreendidas, embora avanços importantes tenham ocorrido nos últimos anos, sobretudo na identificação de genes e grupos de genes co-expressos para a formação de celulose na parede celular primária e secundária de vegetais. Além de sua relevância biológica, a celulose possui uma grande importância econômica no Brasil e no mundo, com destaque para a produção de celulose e papel a partir de Eucalyptus. Para garantir os elevados níveis de produtividade e competitividade no mercado internacional, grandes investimentos têm sido realizados pelo setor florestal, destacando-se o Projeto Genolyptus Rede Brasileira de Pesquisa do Genoma de Eucalyptus, fruto de um esforço de empresas do setor de produção de celulose e papel, e de diversas instituições públicas de pesquisa, que têm, dentre outros objetivos, o intuito de identificar e caracterizar genes envolvidos na formação da madeira, para, no futuro, usar essa informação no melhoramento genético do Eucalyptus. Nesse contexto, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de realizar uma caracterização preliminar de um gene de celulose sintase em Eucalyptus, que está relacionado à síntese da parede celular secundária, sendo ortólogo ao gene EgCesA2, de E. grandis, bem como estudar o desequilíbrio de ligação em outro gene de celulose sintase, ortólogo ao gene EgCesA3, em uma amostra de uma população natural de E. urophylla. Em relação ao gene CesA2, foi seqüenciada uma região exônica do gene, formada por 427pb, a partir de amostras de DNA de 12 indivíduos de diferentes espécies e regiões geográficas. Procedeu-se a uma análise de detecção de polimorfismo, e estimou-se a ocorrência de três SNPs sinônimos ao longo do contig. Foi estimado um índice de diversidade = 0,00212. Foi feita também uma triagem em uma biblioteca de BAC, gerada no âmbito do Projeto Genolyptus, e foi identificado o clone que contém o gene CesA2, o que permitirá o desenvolvimento futuro de caracterização minuciosa da estrutura deste gene em Eucalyptus. Em relação ao gene CesA3, a partir do seqüenciamento de 32 indivíduos, formou-se um contig de 770pb, e foi encontrado um índice de diversidade = 0,00185. Foi possível a detecção de nove locos polimórficos distribuídos em regiões intrônicas, exônicas, e de 3-UTR do gene. A análise de extensão do desequilíbrio de ligação dentro do gene CesA3 sugere que os SNPs tendem a se encontrar em forte desequilíbrio a uma distância de aproximadamente 600pb. O conhecimento da posição dos SNPs nos genes CesA2 e CesA3 viabiliza a utilização destas marcas em futuros estudos de mapeamento genético. A existência de SNPs sinônimos nas regiões exônicas seqüenciadas corrobora com a idéia de que a celulose é um polímero muito importante à sobrevivência da planta, e, portanto, sua maquinaria de síntese apresenta características bastante conservadas, de modo que mutações em regiões efetivamente transcritas tenderiam a ser deletérias e não seriam fixadas. Além disso, foi feita uma análise da expressão gênica dos genes CesA em diferentes espécies de Eucalyptus, a partir de duas abordagens: a Digital Differential Display, a partir de diferente bibliotecas de ESTs e os microarrays, otimizados no âmbito do projeto Genolyptus. A análise com dados de microarrays revelou-se menos sensível na detecção da expressão diferencial, provavelmente devido às chamadas relações cruzadas.

ASSUNTO(S)

celulose bac desequilíbrio de ligação snp contig genetica e melhoramento florestal cellulose snp contig bac linkage disequilibrium

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