ReP USP - Detalhe do registro: Light and hormonal regulation of the tomato plastidial development and maintenance gene GOLDEN 2-LIKE 2 and its effect on fruit nutritional quality
Lupi, Alessandra Cavalcanti Duarte
Freschi, Luciano (Orientador)
Rossi, Maria Magdalena (Orientador)
Autor USP: LUPI, ALESSANDRA CAVALCANTI DUARTE - IB
Subjects: BOTÂNICA (CLASSIFICAÇÃO); TOMATE; HORMÔNIOS VEGETAIS; EXPRESSÃO GÊNICA; LUZ; CLOROPLASTOS VEGETAIS
Keywords: Chloroplast; Fitormônios; Golden 2-Like; Golden 2-Like; Light; Phytohormones; Tomato
Abstract: Os plastídios são organelas responsáveis por diversos aspectos essenciais do desenvolvimento das plantas como a fotossíntese, assimilação de nitrogênio e síntese de diversos compostos do metabolismo secundário. A diferenciação e atividade dos cloroplastos são altamente reguladas pela luz, e diversas proteínas e mecanismos envolvidos nestes processos têm sido caracterizados. Os fatores de transcrição GOLDEN 2-LIKE (GLKs) controlam a expressão de diversos genes relacionados à fotossíntese, biogênese e manutenção plastidial. Solanum lycopersicum possui duas cópias desses genes, SlGLK1 e SlGLK2 e, embora sejam funcionalmente redundantes, seu padrão de expressão é diferente, uma vez que SlGLK1 predomina nas folhas ao passo que SlGLK2 é expresso apenas nos frutos, mais precisamente na região pedicelar. Durante o processo de domesticação do tomateiro, a seleção de variedades de amadurecimento uniforme resultou na fixação da mutação uniform ripening (Slglk2) na maioria das variedades cultivadas, resultando em mudanças na composição metabólica dos frutos. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo geral caracterizar funcionalmente o gene SlGLK2 visando compreender de que forma a luz (mediada por fitocromos) e os fitormônios (particularmente citocininas e auxinas), regulam a expressão deste gene e como a presença de SlGLK2 afeta a qualidade nutricional dos frutos. Para isso, foi realizado um detalhado perfil transcricional de SlGLK2 em frutos de plantas selvagens, Slglk2mutantes e deficientes para a percepção luminosa e para a sinalização hormonal. O efeito de SlGLK2 sobre a qualidade nutricional foi avaliado caracterizando o metabolismo de carbono e de vitamina E. Adicionalmente, foi quantificada a atividade da proteína repórter GUS em plantas transgênicas que expressam o gene uidA sob controle de promotores responsivos a citocininas ou auxinas em plantas com genótipo SlGLK2 ou Slglk2 para analisar se a atividade hormonal é afetada pela presença de SlGLK2. Finalmente, com o intuito de verificar se a presença de SlGLK2 é suficiente para reverter o fenótipo clorótico do mutante aurea, promovendo a diferenciação e maturação plastidial mesmo na ausência de fitocromos funcionais, foram geradas linhagens transgênicas sobreexpressando o gene SlGLK2 em fundo genético aurea-Slglk2. A Análise dos resultados permitiu concluir que o conteúdo de açúcares solúveis e vitamina E correlacionam com a expressão de SlGLK2, que a expressão de SlGLK2 é reprimida por auxinas, que SlGLK2 participa positivamente da sinalização de citocininas, e que a sua sobreexpressão reverte, parcialmente, o fenótipo dos frutos da mutante aurea-Slglk2. Os resultados obtidos nos levam a uma melhor compreensão da rede regulatória que interconecta o gene SlGLK2, os fitormônios e a luz promovendo a atividade plastidial e, por consequência, determinando a qualidade nutricional dos frutos de tomateiro, importante componente da dieta humana