Estudo da família de fatores de transcrição Whirly em soja

Abstract

Plantas submetidas a estresse possuem complexos mecanismos de defesa, que resultam na expressão de proteínas relacionadas à defesa ou a um estado de adaptação. Esta mudança ocorre com a participação de fatores de ranscrição, proteínas que regulam a transcrição de determinandos genes. A família Whirly compreende fatores de transcrição que possuem a capacidade de se ligar ao ssDNA e apresentam-se na forma de tetrameros. Esta família tem papel na proteção ao DNA e formação de nucleóides em cloroplastos e mitocôndrias. Outra característica importante é o transporte das proteínas Whirly do cloroplasto para núcleo, em um processo conhecido como sinalização retrógrada, que está relacionado à resposta a estresses como excesso de luz e ataque por patogenos. Em soja não há, ate o momento, nenhum estudo sobre esta importante família. Assim este trabalho visa o estudo desta família em soja, e tras no capítulo 1uma revisão sobre a familia Whirly com ênfase a resposta a estresses bióticos. No capitulo dois a família Whirly de soja é descrita e a expressão de GmWHY1A é analisada durante resfriamento e após infecção por Phakopsora pachyrhizi. A família Whirly em soja é composta por 18 membros, codificados por sete loci. Os membros foram nomeados com base na similaridade com proteínas Whirly de Arabidospsis thaliana e em análises in silico. Foram divididos em três grupos: 1- com localização predita para o croloplasto; 2- preditas como mitocondriais, e 4- formado por proteínas com localização indeterminada. Cada gene teve sua expressão mensurada em raízes, caule, cotilédones, folhas e trifólios. GmWHY1A foi escolhido para estudos posteriores pelas suas características de expressão e pela similaridade com AtWNHY1. GmWHY1foi reprimido após tratamento com etefon e foi positivamente regulado apos tratamento com Acido salicílico e jasmonato. Durante o estresse por frio e após a infecção por Phakopsora pachyrhizi, GMWHY1A foi reprimido. Tomados em conjunto esses dados sugerem que a expressão de Whirly pode ser regulada através do contato com o fungo.

When submitted to stress, plants triggers complex defense pathways that result in expression of defense-related proteins. This change occurs with the participation of transcription factors, proteins that regulates the transcription of specific genes. The Whirly family comprises transcription factors which have the ability to bind single-stranded DNA and remains as tetramers. This family has a role in DNA protection and formation of nucleoids in chloroplasts and mitochondria. Another important feature is the transport of the Whirly proteins from chloroplast to nucleus in a process known as retrograde signaling, which is related to the response to stresses such as high light and pathogen contact. So far there is no study of this important family in soybean. Thus, this work aims to study this family in soybean. The chapter 1 is a review on the Whirly family with emphasis on biotic stress response. In chapter two, the soybean Whirly family is described and the expression of GmWHY1A is analyzed during chilling stress and after infection by Phakopsora pachyrhizi. The Whirly family in soybean comprises 18 members, coded by seven loci. Members were named based on its similarity to Whirly proteins of Arabidospsis thaliana and in silico analyses. They were divided into three groups: 1- with chloroplast predicted location; 2 - predicted as mitochondrial, and 4 - formed by proteins with undetermined location. Each gene had its expression measured in roots, stem, cotyledons, leaves and trifoliate leaves. GmWHY1A was chosen for further studies for its expression characteristics and its similarity to AtWNHY1. GmWHY1 was repressed after treatment with ethephon and was upregulated following treatment with salicylic acid and jasmonic acid. During chilling stress and after infection by Phakopsora pachyrhizi, GMWHY1A was suppressed. Taken together, these data suggest that Whirly expression can be regulated by contact with this fungus.