Caracterização de novos transportadores possivelmente envolvidos em homeostase de Fe e Zn em plantas de arroz (Oriza sativa L.)

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Ricachenevsky, Felipe Klein
• Orientador(a): Fett, Janette Palma
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Oryza sativa; Homeostase; Ferro; Zinco
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/194295

O arroz é uma das monoculturas mais importantes no mundo, sendo alimento diário para cerca de metade da população mundial. No entanto, o grão de arroz é pobre em micronutrientes como Fe e Zn, os dois minerais mais comumente deficientes na dieta humana. Em plantas, tanto Fe quanto Zn devem ser absorvidos do solo, distribuídos e armazenados na planta, de forma que suas concentrações sejam mantidas em níveis suficientes, porém não tóxicos. A compreensão dos mecanismos e proteínas envolvidas na manutenção da homeostase de Fe e Zn em plantas tem o potencial de beneficiar a agricultura, melhorando o uso dos micronutrientes pelas plantas, assim como indicar abordagens que visam à biofortificação dos grãos, aumentando a qualidade nutricional dos mesmos. Neste trabalho, foi identificada e caracterizada em nível genômico uma nova família de genes, ZINC-INDUCED FACILITATOR LIKE (ZIFL), incluindo a organização no genoma, análises de sequências e regulação da expressão gênica em arroz. Demonstramos que a família ZIFL passou por um processo de expansão na linhagem das monocotiledôneas, e caracterizamos as duplicações dos genes ZIFL de arroz, assim como a sua regulação em resposta a variações nas concentrações de Fe e Zn Em um segundo trabalho, analisamos o perfil ionômico de linhagens de Arabidopsis thaliana expressando genes de arroz, e identificamos um novo transportador de Zn localizado na membrana plasmática, OsZIP7. As linhagens de A. thaliana expressando OsZIP7 são sensíveis ao excesso de Zn, e têm a dinâmica do acúmulo de Zn na base dos tricomas em folhas alterada. Com base nessas observações, nós demonstramos que os tricomas acumulam Zn no apoplasto, possivelmente ligado à parede celular, e que esse acúmulo depende da concentração de Zn nas folhas. Por último, propomos que a localização de Zn em tricomas seja parte de um mecanismo para detoxificação de excesso do metal em A. thaliana, uma planta não-hiperacumuladora de metais. Nossas observações podem servir de base para estudos da família ZIFL em plantas, e demonstram a utilidade de técnicas para o estudo da ionômica combinadas com expressão heteróloga em A. thaliana. Nosso trabalho descreve novos genes com potencial para o melhoramento de plantas e biofortificação.