Expressão diferencial dos genes VuUCP1a e VuUCP1b em caupi sob estresse salino

Abstract

O estresse salino afeta o crescimento e o desenvolvimento das plantas, induzindo respostas bioquímicas e fisiológicas como mecanismo de adaptação para sua sobrevivência. As proteínas desacopladoras de planta (pUCPs) dissipam o gradiente eletroquímico mitocondrial de prótons como calor e são codificadas por famílias multigênicas. Elas atuam como sistema de defesa evitando a formação de espécies reativas de oxigênio geradas em resposta a estresses ambientais. O objetivo do trabalho foi estudar a expressão de genes das pUCPs (VuUCP1a e VuUCP1b ) em raízes e folhas de plântulas de Vigna unguiculata submetidas ao estresse salino (NaCl 100 mM). Sementes foram germinadas no escuro e após 3 dias, as plântulas foram transferidas para solução de Hoagland, permanecendo 3 dias antes da aplicação do estresse. As raízes e folhas foram coletadas com 0; 6; 12 e 24 horas, após adição de NaCl, para avaliar o perfil de expressão dos genes da pUCP por RT- PCR. A análise de transcritos mostrou que VuUCP1a é expresso em raízes e folhas revelando um perfil constitutivo enquanto que VuUCP1b é dependente do tecido, isto é, expresso nas folhas, sem alteração em resposta ao estresse e induzido pelo estresse salino nas raízes. A peculiaridade da duplicação gênica de pUCP1 em caupi com perfil diferencial de expressão, sugere tanto um papel dessa enzima nos mecanismos de ajustamento ao estresse salino quanto promove essa espécie como um modelo atrativo para compreensão do papel da família multigênica da pUCP em plantas.

Salt stress affects growth and development of plants, inducing a variety of physiological and biochemical responses as an adaptation mechanism for survival. The plant uncoupling mitochondrial proteins (pUCPs) are able to dissipate the proton electrochemical gradient as heat and are encoded by a multigene family. They works as defence systems avoiding the formation of reactive oxygen species promoted by environmental stress. The aim of this work was to study gene expression of pUCPs (VuUCP1a and VuUCP1b) in roots and leaves from Vigna unguiculata seedlings under salt stress (100 mM NaCl). Seeds were germinated in the dark and after 3 days, the seedlings were transferred to Hoagland's medium and grown for 3 additional days before being submitted to the stress condition. Roots and leaves were harvested at 0; 6; 12 and 24 hours after addition of NaCl for total RNA isolation and RT-PCR assays. Expression analysis by RT-PCR showed that VuUCP1a is constitutive in leaves and roots while VuUCP1b is expressed as tissue-dependent presenting a constitutive profile in leaves and a differential one in roots from seedlings under salt stress. The uniqueness of pUCP1 gene duplication in cowpea with differential expression suggest a role of this enzyme in the adjustment of salt stress as well as promotes this species as an attractive model to understand the role of pUCP gene members in plants.