Análise do perfil de expressão dos genes da cana-de-açúcar envolvidos na interação com Leifsonia xyli subsp: xyli

Abstract

Utilizando a técnica de macroarranjos de cDNA em membranas de náilon, analisou-se o perfil de expressão de 3.575 ESTs (Expressed Sequence Tags) de cana-de-açúcar, oriundas do projeto SUCEST, em duas variedades, uma tolerante (SP80-0185) e outra suscetível (SP70-3370) ao Raquitismo da Soqueira. Foram analisadas amostras foliares de plantas inoculadas com Leifsonia xyli subsp. xyli., agente etiológico do Raquitismo, contrastadas com plantas não inoculadas (controle), para cada variedade, marcadas com sondas de cDNA e hibridizadas contra os macroarranjos. Após as hibridizações e análises estatísticas dos dados foi possível identificar 49 ESTs com expressão alterada, sendo 44 na variedade tolerante (41 ESTs induzidos e 3 reprimidos) e 5 na variedade suscetível (2 ESTs induzidos e 3 reprimidos). Os resultados obtidos sugerem que a tolerância da variedade SP80-0185 de cana-de-açúcar à bactéria fitopatogênica pode estar relacionada com a percepção de sinais extracelulares, visto que ESTs relacionados a vias de transdução de sinais apresentaram expressão gênica induzida na variedade tolerante, os quais codificam para uma EST com similaridade à H+-ATPase da membrana plasmática, fatores de transcrição G-box, OsNAC6, DNA binding, família MYB e Zinc Finger e ainda uma EST com similaridade ao fator de ligação ao G-Box, o qual corresponde a uma seqüência de DNA cis presente em vários promotores de plantas e requerido para o reconhecimento de muitos estímulos ambientais. Na variedade suscetível foi reprimido uma EST com similaridade à lipase. Esta enzima, também de membrana, faz parte da síntese do jasmonato, o qual ativa as defesas vegetais contra patógenos de plantas. Possíveis funções para os genes induzidos ou reprimidos nas cultivares de cana tolerante ou resistente ao Raquitismo são discutidas neste trabalho.

The macroarray nylon membrane technology was used to study the differential gene expression of 3.575 ESTs clones from sugarcane libraries. Total RNA was extracted from two varieties, one known as tolerant (SP80-0185) and another known as susceptible (SP70-3370) to the ratoon stunting disease (RSD), after being inoculated with Lefsonia xyli subsp. xyli bacterial extracts, and used as probe. Out of the 3.575 ESTs, 49 showed differential expression levels. Most of the selected ESTs were found in the resistant variety, 41 being induced and 3 being repressed in response to bacterial inoculation. on the other hand, the susceptible variety showed only 5 differentially expressed genes, 2 being induced and 3 being repressed. These results indicate that the tolerance to bacterial infection could be associated to extracellular signal perception because ESTs associated to signal transduction pathways were induced in the variety SP80-185, e.g. plasma membrane H+ ATPase EST. Also, ESTs related to transcription factor expression, such as G-box, OsNAC6, DNA binding, MYB family, Zinc Finger were induced in the tolerant variety after infection. An EST with high similarity to G-Box binding factor, a cis-DNA sequence present in some plant promoter genes required to signal transduction for environmental signals, was also induced. Even though the susceptible variety had no significant difference in gene expression, a lipase-like EST was repressed when plants were infected. Lipase, a membrane enzyme, is also involved in jasmonate biosynthesis, which plays a major role in plant defense mechanisms. Putative roles for induced and repressed genes in both tolerant and susceptible varieties are discussed here.