Perfil transcricional comparativo de folha e raiz de Monteverdia ilicifolia para a biossíntese de terpenos - Santoni, Mariana Marchi [UNESP] (2022)
As plantas produzem uma grande diversidade de compostos denominados metabólitos secundários (MS), importantes para a sua sobrevivência. Evolutivamente, originam-se como resposta ecológica a competição, defesa ou sinalização e sua biossíntese é um processo altamente regulado por enzimas específicas. Devido ao seu amplo espectro de bioatividades, os MS apresentam aplicações medicinais, mas, como a síntese química não é economicamente viável, a extração das plantas é única opção. Diferentes estratégias biotecnológicas são aplicadas para melhorar o rendimento da bioprodução desses compostos, no entanto, este processo limitado é pelo pouco conhecimento sobre vias biossintéticas e regulatórias. A espécie Maytenus ilicifolia, atualmente, Monteverdia ilicifolia, uma planta medicinal tradicional, é brasileira e pertence à família Celastraceae. Conhecida como "espinheira santa", apresenta três classes principais de MS: sesquiterpênicos, flavonóides e quinonametídeos, que são produzindo tanto em folhas como raízes. O objetivo deste trabalho foi identificar os genes responsáveis pela biossíntese dos MS de M. ilicifolia e fatores de regulação destas rotas, pelo sequenciamento de novo do transcriptoma desta espécie. Quatro bibliotecas de cDNA foram preparadas a partir de folhas e raízes. O transcriptoma de novo incluiu 109.982 sequências que capturou 92% dos ortólogos da base “BUSCO”. Os transcritos apresentaram um comprimento médio de 737pb e um conteúdo GC de aproximadamente 42%. As análises de anotação funcional identificaram homologia para 44,8% dos transcritos. Em termos de expressão comparativa, 67.625 sequencias foram expressas em ambos os órgãos, mas 1.044 e 1.717 sequências foram diferencialmente expressas na raiz e na folha, respectivamente. Quanto aos MS, genes codificadores para enzimas envolvidas na biossíntese de monoterpenos, isoflavonoides foram identificadas nas raízes e para as folhas, biossíntese de flavanoides e biossíntese de alcaloides. Em termos de regulação das vias, 191 transcritos foram anotados como fatores de transcrição, sendo 12 diferencialmente nas folhas e três nas raízes. Foram identificadas enzimas envolvidas na biossíntese de terpenos, incluindo as vias do mevalonato (8) e do metileritritol-fosfato (9). Adicionalmente, 126 transcritos foram atribuídos como codificadores para enzimas CYP450. Por fim, a escolha da raiz e da folha para a análise comparativa do transcriptoma facilitou a identificação dos genes envolvidos na biossíntese de MS, uma abordagem amplamente utilizada em plantas.