Cultura de tecidos e transformação genética de cana-energia visando estabilidade genética de transgenes

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Politano, Aline Araujo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Agrobacterium tumefaciens; Saccharum spontaneum; Biolística; Biolistics; DNA methylation; Elemento de transposição; Embriogênese somática; Gene AtBI-1; Gene DDM1; Metilação de DNA; Somatic embryogenesis; Transposition element
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11144/tde-30032021-142549/

A cana-energia é uma cultura de grande valor econômico utilizada como matéria prima na produção de etanol e bioeletricidade. Devido sua alta produção de biomassa é considerada uma alternativa renovável para substituir os combustíveis fósseis. O melhoramento genético convencional tem sido a base para obtenção de novas variedades, e mais recentemente, técnicas biotecnológicas e de engenharia genética têm contribuído com a introdução de novas características em variedades selecionadas. Entretanto, são relatadas dificuldades em se produzir plantas transgênicas estáveis tanto pela complexidade do genoma por ser poliplóide como também pela tecnologia de transformação genética ser dependente da etapa de cultura de tecidos para regeneração de plantas. Estudos demonstraram que calos embriogênicos apresentam alta atividade de elementos de transposição com alto potencial de variação somaclonal. Desde que a regeneração de plantas in vitro é uma etapa essencial no processo de transformação genética, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de obtenção de cana-energia transformada geneticamente com o transgene DDM1 que apresenta a função putativa de silenciar atividade de elementos de transposição. No total, seis variedades de cana-energia (Vx12-1003, Vx12-1744, Vx12-1191, Vx12-0277, Vx12-1658 e Vx12-1022) foram escolhidas para testar a capacidade de formação de calos embriogênicos e regeneração de plantas. As variedades Vx12-1003, Vx12-1744, Vx12-1191 e Vx12-0277 apresentaram eficiência de regeneração de plantas entre 63% a 90%. Experimentos de transformação genética pelo método de biolística com o gene DDM1 resultou em três eventos para a variedade Vx12-1003 e quatro eventos para a variedade Vx12-0277. Também foram confirmados 22 eventos de transformação via Agrobacterium utilizando a variedade Vx12-1744 com o gene AtBI-1. Este gene já foi demonstrado conferir tolerância ao déficit hídrico em cana-de-açúcar e assim foi escolhido para transformar cana-energia. Análise de expressão do gene DDM1 e do retrotransposon TE010 por RT-qPCR nas fases de formação dos calos embriogênicos até plantas nos eventos transgênicos da variedade Vx12-0277 demonstrou expressão significativa do gene DDM1 na fase inicial de formação de calos. Para confirmar se o gene DDM1 teria influência na redução da atividade do retrotransposon TE010, foi avaliado sua taxa de metilação por sequenciamento do DNA tratado com bissulfito. Os resultados mostraram que os eventos transgênicos apresentaram maior nível de metilação. Assim, este estudo demonstrou que cana energia é capaz de produzir plantas transgênicas e o gene DDM1 reduziu o nível de expressão do elemento de transposição TE010, com potencial de aumentar a estabilidade de transgene no genoma.