Produção e emissão de β-cariofileno em laranjeiras e Arabidopsis thaliana pela superexpressão de terpeno sintases e avaliação da expressão gênica nas vias biossintéticas para produção de terpenos - Santos, Mateus de Almeida [UNESP] (2019)
As citriculturas brasileira e mundial têm sido assolada pelo huanglongbing (HLB), doença associada às bactérias Candidatus Liberibacter spp., transmitidas pelo psilídeo Diaphorina citri. Não há cura para a doença e o manejo do HLB é feito com plantio de mudas sadias, erradicação de plantas sintomáticas e controle do inseto vetor. Pomares de citros intercalados com goiabeiras no Vietnã, tiveram menor ocorrência de psilídeos e de plantas com HLB. O composto volátil β-cariofileno, emitido por goiabeiras foi caracterizado como repelente ao psilídeo. Laranjeiras das variedades Pera e Valência foram geneticamente modificadas (GM) com genes da terpeno sintase (TPS) e da farnesil difosfato sintase (FPPS) de Arabidopsis thaliana, com a expectativa de aumentar a produção e emissão de β-cariofileno, tornando estas plantas repelentes. Em testes biológicos e químicos foram selecionadas plantas transgênicas que apresentaram incremento no acúmulo e emissão de β-cariofileno, fazendo com que o efeito repelente deste sesquiterpeno, superasse a atração que laranjeiras exercem sobre D. citri. De maneira similar, foram geradas Arabidopsis thaliana GM para superexpressar TPS de laranjeira doce. As plantas GM foram caracterizadas quanto à expressão do transgene e dos genes da via biossintética dos terpenos com 1-deoxixilulose 5-fosfato sintase (DXS), geranil difosfato sintase (GDPS) e farnesil difosfato sintase (FPPS) e quanto ao acúmulo e emissão de β-cariofileno. Foi demonstrada a viabilidade da transformação genética de laranja doce com TPS de A. thaliana, aumentando a produção de β-cariofileno a níveis superiores do que a produção endógena deste composto. Em A. thaliana, a superexpressão da TPS também aumentou a produção do composto repelente. Houve alteração na expressão em genes chave da via biossintética dos terpenos, mas por outro lado, não houve alteração fenotípica observável, exceto o incremento na produção do β-cariofileno. Nos dois casos, onde foram utilizadas terpeno sintases de Arabidopsis e de laranjeira, a manutenção dos íntrons se mostrou preponderante para o aumento na produção e emissão de β-cariofileno. Os resultados apresentados demonstram a viabilidade desta estratégia biotecnológica para produzir compostos terpênicos repelentes e gerar plantas que possam combater a epidemia de HLB.