Prospecção in silico e análise do perfil de expressão gênica da família SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL) do gênero Saccharum - Falcão, Thaís Castilho de Arruda (2023)
A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma gramínea típica de climas tropicais e subtropicais e que possui variadas aplicações biotecnológicas, abrangendo as indústrias de biorrefinarias, biocombustíveis e alimentícias. Visando o aumento da produtividade da planta, é interessante que haja o acúmulo máximo de biomassa sem que haja a necessidade de aumento da área cultivada. A etapa de florescimento da cana-de-açúcar é um fenômeno biológico de alta importância, sendo indesejada em cultivos comerciais devido à perda de produtividade. O atraso do florescimento e prolongação do período vegetativo podem ocasionar maior acúmulo de biomassa por planta. Baseado nos estudos de genômica funcional de distintas espécies vegetais, sabe-se que os genes SPL, uma família de fatores transcricionais com o domínio SBP-box, estão envolvidos no controle de biomassa vegetal, sendo alguns membros de sua família alvos de miR156. Nas fases iniciais de desenvolvimento vegetal, têm-se uma alta expressão de miRNA156, ocasionando uma supressão dos seus genes alvo e reprimindo o florescimento. À medida que a planta cresce, têm-se um decréscimo gradual de expressão do miRNA156 e um consequente aumento da expressão dos genes SPL. Do ponto de vista econômico e agroindustrial, é interessante que haja esse controle de mudança de fase de desenvolvimento. Com a utilização de bancos genômicos e transcriptômicos e ferramentas de bioinformática em larga escala, como BLAST, HMMER, PFAM, MUSCLE e análises filogenéticas, foram identificados, anotados e classificados 18 genes SPLs presentes no gênero Saccharum (ex. cana-de-açúcar). Dentre esses genes, 11 genes apresentam o sítio de ligação alvo do miRNA156, responsável pela regulação entre as fases vegetativas e reprodutivas. A análise da expressão de bibliotecas transcriptômicas em distintas gramíneas, bem como em S. spontaneum e cana-de-açúcar híbridas nas variedades SP83-2847 e IACSP96-7569, usando as bibliotecas sobre ciclo circadiano, secções foliares e distintas fases do desenvolvimento vegetal, permitiu identificar ScSPLs possivelmente relacionados com a produção de biomassa vegetal, como ScSPL3, ScSPL4/11, ScSPL6, ScSPL9, ScSPL13, ScSPL14, ScSPL15 e ScSPL17. Também foram identificados lncRNAs de cana-de-açúcar possivelmente envolvidos na rede regulatória de florescimento envolvendo os ScSPLs, ilustrando possibilidades de novos estudos na área.