Caracterização de promotores de Eucalipto com expressão tecido-específica: raiz e folha

Abstract

A identificação de promotores com expressão tecido-específica é uma alternativa viável para substituição dos promotores com expressão ubíqua geralmente utilizados em transgenia. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivos caracterizar funcionalmente o promotor de um gene de eucalipto que codifica um transportador de potássio com expressão específica em raiz bem como isolar e caracterizar a região promotora de um gene de eucalipto selecionado como apresentando expressão específica em folha. Plantas transgênicas de tabaco (Nicotiana tabacum SR1) contendo um cassete de expressão composto pelo promotor de raiz fusionado ao gene repórter GUS (que codifica a β-glucoronidase) foram usadas em ensaios histoquímicos e histológicos para investigar a especificidade da expressão determinada pelo promotor em estudo. Os resultados evidenciaram que o promotor investigado dirige a expressão do gene repórter em tecido vascular de folhas e raízes. A expressão em feixes vasculares de folhas e raízes foi confirmada em cortes histológicos. Visando avaliar a resposta deste promotor a baixas concentrações de potássio, duas linhagens da geração T2 foram submetidas à deficiência de potássio, e a expressão relativa do gene repórter GUS foi determinada por PCR em tempo real. Nas linhagens submetidas a estresse de potássio observou-se um aumento da expressão relativa do gene repórter GUS em função da privação do elemento. Em paralelo, um gene selecionado in silico como apresentando expressão em folha de eucalipto teve seu perfil de expressão validado por RT-PCR. A construção de um cassete de expressão contendo o referido promotor fusionado ao gene repórter GUS foi empreendida visando futuras validações funcionais

The identification of tissue-specific promoters is of great value to substitute the ubiquitous promoters generally used in transgenic production. In this context, the present study aimed to functionally characterize the promoter of a Eucalyptus grandis gene encoding a potassium transporter showing root specific expression, and to isolate and functionally characterize the promoter region of an E. grandis gene selected as showing specific expression in leaf. Transgenic tobacco plants (Nicotiniana tabacum SR1) harboring a promoter:GUS fusion were used to investigate the expression specificity of the selected root promoter. The results showed that the investigated promoter drives a reporter gene expression in vascular tissues of leaves and roots. The expression in vascular bundles of leaves and roots was confirmed in histological crosssections. To evaluate the promoter responsiveness to low potassium concentrations, two transgenic lines (T2) were submitted to potassium starvation and the relative expression of the GUS reporter gene was determined by real time PCR. An increase in the relative expression of GUS in response to potassium starvation was observed. In parallel, the expression pattern of a gene showing leaf specific expression in Eucalyptus grandis was validated by RT-PCR. The construction of an expression cassette containing this promoter fused to the GUS reporter gene was performed aiming future functional characterization