Transformação genética cloroplastidial visando aumento da eficiência fotossintética em tabaco (Nicotiana tabacum) - Barboza, André Luiz (2016)
Ribulose-1,5-Bifsfosfato (RuBP) carboxilase/oxigenase (RuBisCO) é a enzima chave para a fixação do carbono atmosférico e para a produtividade das plantas. Não há, até o momento, uma metodologia estabelecida para otimizar o processo de fixação do CO2 nas diferentes espécies de plantas. Entretanto, a disponibilidade de um protocolo de transformação genética de cloroplasto de tabaco permite tentativas de manipulação da enzima RuBisCO visando aumento da eficiência fotossintética. Nas plantas, esta proteína é formada por 8 subunidades menores codificadas pelo gene rbcS localizado no genoma nuclear e por 8 subunidades maiores codificadas pelo gene rbcL localizado no genoma de cloroplastos. Neste trabalho, dois genes rbcL-sintéticos, um com a substituição da alanina (A) 378 por uma valina (V) (A378V) e outro sem a substituição foram utilizados para a construção dos vetores pTT629, pTT630, pTT632 e pTT633. Estes vetores foram usados para transformar o cloroplasto de folhas de tabaco, pelo método de biolística. Um total de 35 plantas transplastômicas se desenvolveram sob seleção dos antibióticos espectinomicina (500 mg/L) e estreptomicina (500 mg/L) e a análise molecular dos sítios de restrição AccI, EcoRI, NdeI e NsiI, de fragmentos amplificados da sequência codante atpB::rbcL:: aadA:: accD demonstrou a integração dos genes rbcL-sintéticos em 11 linhagens transplastômicas. Sementes F1 destas plantas demonstraram ser homoplásmicas pela germinação na presença do antibiótico espectinomicina (500 mg/L). Análises fisiológicas das taxas de fotossíntese (A), condutância estomática (gs) e de transpiração (E) das plantas transplastômicas (A378V) mantidas em casa-de-vegetação produziram valores maiores e significativos, quando comparados com as plantas sem a mutação e controle não transgênicos. O aumento da taxa de fotossíntese das linhagens transplastômicas indicam a possibilidade de aumento da atividade catalítica da RuBisCO. A compreensão da interação fotossintética com a atividade fotorrespiratória poderá permitir explorar e estender possíveis benefícios, como o aumento da produtividade em cultivares de interesse agronômico.