Perfil transcricional e regulação de genes relacionados a autofagia em plântulas de arroz cultivadas sob excesso de ferro
Abstract
O arroz (Oryza sativa L.) é um dos cereais mais cultivados e consumidos no mundo. O sistema de cultivo predominante é por inundação, o que faz com que o ferro fique mais disponível para captação, causando estresse nas plantas e interferindo no potencial produtivo dos genótipos. O ferro (Fe) é um micronutriente essencial para as plantas, no entanto, quando em excesso causa toxidez. A toxidez direta ocorre devido à absorção excessiva e posterior acúmulo de ferro nos tecidos da planta. Já a toxidez indireta resulta da limitação da absorção pelas plantas de diversos nutrientes. O arroz possui duas estratégias para absorver ferro, a estratégia I baseia-se na redução do Fe da forma férrica para ferrosa e a estratégia II consiste na quelação do Fe. Muitos estudos têm sido desenvolvidos buscando identificar e caracterizar os genes que codificam proteínas envolvidas na captação, transporte e acúmulo de Fe na planta. Esses estudos buscam delinear estratégias para solucionar os diferentes problemas relacionados ao Fe na planta, como a deficiência quando em cultivo em sequeiro, a toxidez presente no cultivo irrigado, e o baixo acúmulo desse elemento no grão mesmo em situações de alta disponibilidade de Fe no solo. Nesse estudo o foco foi dado ênfase para a elevada disponibilidade de Fe no solo, buscando identificar e caracterizar novos mecanismos de tolerância à toxidez de Fe no arroz. A autofagia é a principal rota de degradação e reciclagem de material citoplasmático. Este processo está envolvido principalmente com adaptação a estresse e resposta imune, além de promover morte celular programada em diferentes situações. Estudos recentes têm revelado a importância da autofagia na tolerância a diferentes estresses abióticos. No entanto, ainda não há informações na literatura relacionando a autofagia com a toxidez por Fe. Neste contexto, este estudo buscou caracterizar o perfil de regulação e ativação transcricional de genes OsATG (AuTophaGy related genes) em plântulas de arroz submetidas a toxidez por ferro (FeT). As cultivares EPAGRI 108 (tolerante) e BR IRGA 409 (sensível) foram submetidas ao tratamento por excesso de ferro durante cinco dias, após parte aérea e raiz foram coletadas. Foi extraído RNA, convertido em cDNA e após foram avaliadas as expressões relativas dos genes OsATG3a, OsATG4a, OsATG5, OsATG7, OsATG8a, OsATG10b, OsATG12, OsATG16b e OsATG18a. Além disso, os promotores destes genes foram analisados quanto a presença de elementos cis. Os genes OsATG foram induzidos no genótipo tolerante e reprimidos no genótipo sensível. Os promotores dos genes OsATGs são ricos em elementos de regulação cis do tipo W-box, alvos de fatores de transcrição WRKYs. Estes resultados sugerem que os genes OsATGs estão envolvidos na resposta ao FeT e a regulação desses genes pode ocorrer via WRKY. Este estudo traz os primeiros indícios do envolvimento da autofagia na resposta ao FeT em arroz.
Collections
The following license files are associated with this item: