Caracterização do gene bZIP em tomateiro: deleção de uma uORF conservada e análise in silico de correlações do gene SlbZIP1

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Monteiro, Ana Beatriz
• Orientador(a): Livramento, Kalynka Gabriella do
• Banca de defesa: Paiva, Luciano Vilela, Soares, Filippe Elias de Freitas
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Biotecnologia Vegetal
• Departamento: Não especifica vinculação com nenhum departamento
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: CRISPR/Cas9; Fator de transcrição; Tomate - Melhoramento genético; Solanum lycopersicum; DNA genômico; Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR); Transcription factor; Tomato - Genetic improvement; Genomic DNA
• Área do conhecimento CNPq: Melhoramento Vegetal
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/56774

O tomate cultivado, Solanum lycopersicum, pertence à família Solanaceae que possui muitas espécies de importância econômica. Devido a caracterização da espécie o tomateiro além de produto comercial, também tem sido utilizado como planta modelo para o desenvolvimento de pesquisas de investigação dos fenômenos vegetais, fisiológicos e metabólicos. Em virtude do consumo elevado e para atender a demanda de produtividade, de resistência e de outras características, análises de condições que possam ser utilizadas para o melhoramento do tomateiro têm sido requisitadas. Alguns açúcares, como a sacarose, que conferem sabor adocicado aos tomates também são moléculas sinalizadoras que podem regular a expressão gênica, pelo processo de repressão da tradução induzida por sacarose em fatores de transcrição do tipo bZIP (basic leucine zipper). Os bZIPs estão associados a funções fundamentais na sinalização ambiental e de desenvolvimento, atuando na regulação metabólica central de carbono. Sabendo que modificações em regiões específicas dos bZIPs de classe S podem alterar a regulação pós-transcricional, o uso de ferramentas de engenharia genética para produzir uma mutagênese direcionada tem sido utilizada como estratégia. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o gene SlbZIP1, utilizando a técnica CRISPR/Cas9 para a deleção de uma região uORF (upstream open reading frame) envolvida na regulação deste gene e, a identificação de uma rede de correlação de expressão de genes relacionados ao SlbZIP1, obtidos por meio de bibliotecas de RNA-seq para compreender suas interações gênicas. A transformação das plantas foi realizada via Agrobacterium tumefaciens e os eventos obtidos foram selecionados através da resistência ao agente seletivo canamicina, sendo validadas por PCR. Para a caracterização molecular da edição gênica, os fragmentos foram amplificados e sequenciados. Foi observado uma deleção de 42 pb da uORF, compatível com a região alvo e com a proposta apresentada. Este resultado demonstra que a estratégia de edição gênica apresentada neste estudo é efetiva e passível de ser utilizada. Quanto às análises in silico, foi realizada a prospecção em estudos já publicados de dados de RNA-seq em tomateiro. Foram selecionadas 193 bibliotecas classificadas em diferentes tecidos e submetidas a condições diversas. Os dados foram tratados, alinhados e a correlação de expressão entre os todos os transcritos obtidos e o gene SlbZIP1 foi estabelecida pelo teste de Spearman, com um coeficiente de correlação ρ≥ 0,8. Foram consideradas 85 sequências de diversas funções, onde se destacaram outros fatores de transcrição e proteínas quinases. Estes resultados corroboram com demais estudos, que indicam que as proteínas quinases atuam sinergicamente com fatores específicos de transcrição e atuam em atividades importantes para a tolerância e resposta à diversas condições ambientais. Demais estudos poderão ser conduzidos com intuito de ampliar o conhecimento a respeito do gene SlbZIP1.