Introdução:

• Crescimento radial secundário difere arvores de plantas herbáceas.

• A madeira é um material altamente variável que difere entre as arvores.

• A variabilidade ocorre tanto no nível tecidual quanto no celular.

• Diferenças anatômicas, químicas e físicas ocorrem entre arvores diferentes e dentro da mesma árvore.

• A coexistência de diferentes tipos de madeira na mesma árvore ilustra a considerável plasticidade da madeira.

Alguns tipos de madeira:

• Juvenil

• Madura

• Normal

• “Reaction” – Induzida em resposta a estímulo gravitacional.

Gimnospermas- “compression wood” , traqueidéos pequenos, redondos, + lignina.

Angiospermas- “tension wood”(TW) , vasos menores e menos abundantes, fibras longas, -lignina, “G-layer”

• Impacto negativo em produtos da madeira e no seu potencial de uso industrial.

• Pouco se sabe sobre os mecanismos moleculares que controlam esta resposta mecânica/gravitacional.

Material e Métodos:

• Paux et al, 2004 – 231 unigenes preferencialmente ou especificamente expressos em xilema.

• Hipótese: Genes que interferem cedo no processo de formação da “reaction wood” podem influenciar significativamente a qualidade da madeira formada depois.

• Foram investigados os padrões de expressão dos genes da madeira sobre tensão e normal.

• TW foi induzida amarrando a árvore a sua vizinha formando ângulo de 45°.

• Para verificar sua formação xilema foi corado com “Safranin-Astra blue”

• O macroarray foi composto de 224 genes de uma biblioteca subtrativa de Eucalyptus gunni mais 11 cDNAs adicionais.

• 4 genes utilizados para validação por RT-PCR.

• (b) TW depois de 3 semanas.

• (c) Controle.

• (d) OW depois de 3 semanas.

Fig. 2 Real-time RT–PCR validation of cDNA array-based expression profiles. The expression pattern of each cDNA is shown as a fold changecompared with control xylem and is given in log10 scale. Solid black lines, RT–PCR results; dashed lines, cDNA array results. (a) EgCAD2 [–];(b) EgMYB2 [–]; (c) no hit [08C04]; (d) zinc finger protein [09H07]. Time points: T1w, tension wood at 1 wk; T24h, tension wood at 24 h;T6h, tension wood at 6 h; CTRL, control wood; O6h, opposite wood at 6 h; O24h, opposite wood at 24 h; O1w; opposite wood at 1 wk.

Clustering:

• Correlações regulatorias entre os genes.

• 10 genes relacionados com sinalização de auxina

• 20 genes relacionados com a formação da parede celular

• 8 genes relacionados com a síntese de lignina

• CW- 10 grupos diferentes.

• Grupo III, 20 genes no total, 5 CW.

•EgCesa-grupo IV- celulose sintáse, expressão 6,5x maior que controle.

• Lignina- Grupos I, II, III, IX e X

• 4CL, CCR e CAD – Grupo II, junto com 2 no-hits.

• COMT- Grupo IX

• CCoAOMT-Grupo X

Em tempo......

Síntese de lignina:

• Polímero de natureza aromática.

• Constituida por três monômeros que diferem entre si pelo grau de metilação: coumaryl alcohol, coniferyl alcohol e sinapyl alcohol.

Alguns genes importantes: • CCoAOMT- transforma caffeoyl-CoA em feruloyl-CoA

• COMT- metilação do synapyl alcohol

• CAD- NADPH dependent reduction of cinnamyl aldehydes into cinnamyl alcohols

• CCR- monolignol byosynthesis

• 4Cl- phenylpropanoid pathway

• PAL- mediates the influx from primary metabolism into the phenylpropanoid path

• P-cou- operates on p-coumarate esters

• CW- Supercluster- Grupos I a VI, contendo a maioria dos genes relacionados com a formação do xilema secundário.(celulose, lignina e hemicelulose)

• Pectin- Related genes, associados com formação da parede celular primária

• OMT- COMT e CCoAOMTs

SOM- Self-organizing map of expression profiles.

• Leva em conta o “formato” da expressão, ao invés dos valores absolutos.

• SOMc0 e SOMc3 = 85%, dos genes SCW

• Pectin- related – SOMc1 e SOMc5

• OMT- SOMc2 e SOMc5

Discussão:

• Dos 231 genes, 196 se mostraram diferencialmente expressos em TW.

• EgCesA- aumento de expressão durante formação de TW –controle da formação da G-layer

• Durante a tensão aumento da deposição de celulose, resulta em diminuição da biosíntese de lignina.

• 4CL, CCR e CAD, tem expressões correlatas, em contraste com EgCesA.

• Genes OMT pertencem a um cluster regulatório diferente e exibem expressão oposta, indicando uma regulação independente.

No LGE:

Chip de E.grandis:

• 121/384 genes diferencialmente expressos

• 14/48 – CW

• 8/15 – Lignina- 4Cl, CcOAOMT, COMT, CAD, Pal, P-cou

• 4/7- Cell respiration

• 4/4- Photorespiration

• 10/18- Drought and cold response

• 44 contigs

Proximas etápas:

• Análise dos arrays de globulus, urophylla, pellita.

• Comparação deste com grandis e entre si.

• Fazer réplicas dos arrays.

• Real-time dos genes candidatos.