Expressão do Gene iaaM de Agrobacterium tumefaciens no Estigma de Nicotiana tabacum: Efeitos de Níveis Aumentados de Auxina no Desenvolvimento do Pistilo - Toledo Filho, Luís Antonio Alves de (2012)
A reprodução das plantas é um tópico de grande interesse para a ciência básica e para a agricultura. O pistilo, a estrutura reprodutiva feminina das angiospermas, é um órgão que desempenha papéis importantes no sucesso reprodutivo. É responsável por receber os grãos de pólen, fornecer as condições para a hidratação destes e a emissão de tubos polínicos que crescem em direção ao ovário. Adicionalmente, o pistilo produz frutos e sementes após a fecundação dos óvulos, contidos no interior do ovário. Há muito tempo se estuda o fito-hormônio auxina e muito se sabe sobre sua ação fisiológica e molecular. Contudo, embora avanços recentes sugiram uma grande influência deste hormônio no controle do desenvolvimento do pistilo, são escassos os dados na literatura sobre a influência de níveis aumentados de auxina no desenvolvimento das partes superiores do pistilo: estigma e estilete. Para preencher esta lacuna, este projeto teve como objetivos: I) produzir plantas transgênicas de Nicotiana tabacum com níveis aumentados de auxina no pistilo, através da expressão da enzima de biossíntese de auxina triptofano-monoxigenase (iaaM), de Agrobacterium tumefaciens, sob controle do promotor de N. tabacum STIG1, o qual confere expressão específica no estigma; II) analisar o fenótipo do pistilo das plantas transgênicas obtidas, comparando-as com plantas selvagens, principalmente quanto à morfologia do pistilo e aos parâmetros reprodutivos; e III) caracterizar, através de RT-PCR quantitativa, os padrões de expressão de diferentes genes putativos de resposta a auxina nos pistilos de plantas transgênicas e controle. No total, 19 plantas transgênicas estáveis foram obtidas, das quais 13 apresentaram alterações morfológicas evidentes no pistilo. Os estiletes das plantas transgênicas STIG1prom::iaaM apresentaram-se mais compridos nos estádios iniciais do desenvolvimento floral, porém mais curtos e espessos nos estádios finais. Juntos, tais fatos sugerem um modo diferencial de percepção de níveis elevados de auxina pelo pistilo ao longo de seu desenvolvimento. Na antese, observou-se nestas plantas uma diminuição da área da superfície estigmática, com concomitante redução na secreção de exudato. Adicionalmente, plantas STIG1prom::iaaM apresentaram dificuldades no processo de auto-polinização e frutos, produzidos a partir de polinização manual controlada de pistilos transgênicos, apresentaram um tamanho final reduzido, evidenciando efeitos deletérios de níveis aumentados de auxina no desenvolvimento do pistilo e/ou no processo de polinização. Medições de auxina via LQ-MS confirmaram um considerável incremento dos níveis endógenos deste hormônio nos pistilos de uma planta transgênica (STIG1prom::iaaM 4), para os três estádios do desenvolvimento analisados. Análises de expressão gênica para 9 genes putativos de resposta a auxina, por qRT-PCR, para pistilos de três plantas transgênicas de três estádios distintos do desenvolvimento floral, revelaram significativas alterações no transcriptoma do pistilo das plantas transgênicas, sugerindo uma contribuição molecular para alguns dos genes analisados no estabelecimento dos fenótipos observados. Além de fornecerem informações relevantes sobre o papel da auxina no desenvolvimento do pistilo, as plantas transgênicas STIG1prom::iaaM, obtidas neste projeto, constituem excelentes ferramentas para investigações futuras sobre os efeitos da auxina na regulação da expressão gênica em nível transcricional e pós-transcricional de genes expressos no pistilo.