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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