Identificação e estudos funcionais de genes de Identificação e estudos funcionais de genes de resistência à patógenos e pragas induzidos por resistência à patógenos e pragas induzidos por

ácido jasmônico em cana-de-açúcarácido jasmônico em cana-de-açúcar

Cana de açúcar cultivada em cerca de 127 países subtropicais e tropicais

Brasil responsável por 25% da produção mundial

São Paulo responsável por metade da produção brasileira

Introdução

• Inibidores de proteinases (IPs) PR-6

• Inibidores de carboxipeptidases

• Defensinas

• Tioninas

• Proteínas inativadoras de ribossomos (RIPs)

• Ciclofilinas (CyPs)

• Glicoproteínas ricas em hidroxiprolina (HRGP)

PR-1 (antifúngica), PR-2 ( -glucanase)

e PR-3 (Chitinase) e PR-5 (taumatina)

Proteínas (conhecidas) induzidas por AJ

• Proteínas PR :

Ácido Jasmônico

Sintetizado pela planta em condições de estresses biótico e abiótico

Utilizar a tecnologia de DNA macroarrays para detecção de expressão diferencial de genes em plantas de cana-de-açúcar tratadas com ácido jasmônico

Objetivo

Biossíntese do ácido jasmônico

Início após a ativação de receptores localizados na membrana celular

Estes conduzem à ativação de fosfolipases que realizam a liberação do ácido linolenico das membranascomposto OPDA (ácido 12-oxo-fitodienóico) produzido após a ação da redutase de OPDA

• Inibidores de proteinases (IPs) PR-6

• Inibidores de carboxipeptidases

• Defensinas

• Tioninas

• Proteínas inativadoras de ribossomos (RIPs)

• Ciclofilinas (CyPs)

• Glicoproteínas ricas em hidroxiprolina (HRGP)

PR-1 (antifúngica), PR-2 ( -glucanase)

e PR-3 (Chitinase) e PR-5 (taumatina)

Proteínas (conhecidas) induzidas por AJ

• Proteínas PR :

Em solanáceas peptídeo de 18 aminoácidos

liberado em locais afetados por insetos ou ferimentos

envolve síntese do ácido jasmônico (Ryan & Pearce, 1998)

considerado o primeiro polipeptídio-hormônio, regulando a ativação de

mais de 20 genes de defesa em resposta à patógenos e pragas, incluído

genes que codificam inibidores de proteases (IPs) (Ryan, C.A., 2000)

Sistemina

Ácido jasmônico : resposta típica de um receptor ( Não conhecido )

Receptor

Tratamentos

• Pulverização da parte aérea com MJ (100 M) em BOD

• 6 plântulas / tratamento

• Extração de RNA e preparo das sondas de cDNA:

Tratamento Tempo de exposição

1 Controle

2 15 min

3 30 min

4 60 min

5 3 h

6 6 h

7 12 h

Macroarray

Tratamento A

RNA total A

cDNA Probe A

Tratamento B

RNA total B

cDNA Probe B

Expressão diferencial

Resultados

Trat 4.7 Trat 4.112 h após pulverizaçãoControle

“Scatter-Plot” – Perfil de indução dos genes

( Controle x AJ 12 h )

Cinética da expressão dos genes induzidos

Agrupamento de perfis de expressão

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 15 30 60 180 360 720

macroarray

northern

PAL

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 15 30 60 180 360 720

macroarray

northern

Desconhecida

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 15 30 60 180 360 720

macroarray

northern

Proteína Quinase

ligninificação

Peroxidase

FitoalexinaPAL

Cloroplasto

100 M JA (exógeno)

LOX

AOS

JACatalase

H2OH2O

2

?

Kinase Fator transcripcional

Núcleo

?

Indução de genes de defesa

O2 SOD

Desaturase

LA

PKC

Influxo de Cálcio

Calnexina

VSPs

?

Parede celular

Membrana

plasmática

PLA2

PKC

Conclusões

- genes bem conhecidos serem induzidos por AJ ( Ex. PAL, VSP, etc.)

- genes recentemente descobertos serem induzidos por MJ (HSPs)

- novos genes de função desconhecida

Detectamos:

c) Confirmar a expressão de genes identificados por "Northern blot";

e) Analisar as seqüências, objetivando a busca de domínio conservados

f) Superexpressar os genes selecionados em tabaco, objetivando determinar suas possíveis funções.

Prospecto futuro

ligninificação

Peroxidase

FitoalexinaPAL

Cloroplasto

100 M JA (exógeno)

LOX

AOS

JACatalase

H2OH2O2?

Kinase Fator transcripcional

Núcleo

?

Indução de genes de defesa

O2 SOD

Desaturase

LA

PKC

Influxo de Cálcio

Calnexina

VSPs

?

Parede celular

Membrana plasmática

PLA2