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Tipo: Dissertação
Título: Regulação do promotor de GmNAC081 durante o desenvolvimento de Nicotiana tabacum e em resposta a estresses abióticos
GmNAC081 promoter regulation in response to abiotic stresses and during development of Nicotiana tabacum
Autor(es): Alves, Janaína Roberta
Abstract: Os membros da família de fatores de transcrição NAC (acrônimo de NAM, ATAF e CUC) são específicos de plantas e são conhecidos por atuarem tanto no desenvolvimento quanto na regulação da resposta a estresse. Dentre os genes NAC envolvidos em respostas contras estresses bióticos e abióticos já identificados em soja (Pinheiro et al., 2009, Le et al., 2011),o gene GmNAC081 é induzido pela expressão de NRPs (Faria et al., 2011) e por diferentes condições de estresses fisiológicos (Pinheiro et al., 2009) portanto, é possível que elementos em cis presentes no seu promotor promovam a integração de diferentes sinais que resultem em morte celular mediada por GmNAC081.A presente investigação teve como objetivos principais confirmar a presença de domínios discretos no promotor do gene GmNAC081 responsivos a estresses osmótico, induzido por PEG, e do retículo endoplasmático, induzido por tunicamicina e avaliar a expressão basal e tecido- específica do promotor em condições de cultivo in vitro e em casa de vegetação. Além disso, foi avaliado a atividade do promotor GmNAC081 durante o desenvolvimento. Para isso, foram utilizadas plantas transgênicas contendo o promotor GmNAC081 na extensão de 1000 pb, 750 pb e 500 bp fusionadas ao gene repórter GUS. Análises fluorimétricas quantitativas de GUS revelaram a presença de elementos em cis responsivos a PEG na regiao contida pelas posições -1000 a -750. Pelo menos dois elementos responsivos a tunicamincina devem estar contidos nas regioes -1000 a -750 e -750 a -500. Os resultados da presente investigação revelaram que a atividade do promotor de 1000pb de GmNAC081 está relacionada às condições de cultivo de plantas trangênicas de Nicotiana tabacum, sendo fortemente induzido durante a senescência. Estes resultados foram confirmados por meio de análises histoquímicas. De fato, a região 5’ de -1000pb que flanqueia o gene GmNAC081 é induzível por estresses osmótico e do retículo endoplasmático em diferentes orgãos e tecidos (Rosado, 2012). As sequências de 1000pb do promotor de GmNAC081 foram capazes de direcionar a expressão de GUS no tecido vascular em plantas cultivadas in vitro. Além disso, as análises histoquímicas de atividade de GUS confirmaram que o promotor de GmNAC081 é fortemente induzido em tecidos em estádios avançados de desenvolvimento. Coletivamente, estes resultados demonstram que a inducão do gene GmNAC081 por estresses e durante a senescência ocorre no nível transcricional por meio de elementos cis-regulatórios presentes em regiões discretas do promotor. Além disso, os resultados de atividade do promotor GmNAC081 substanciam o argumento de que GmNAC081 esteja envolvido em resposta a estresse e no processo de senescência natural.
The members of the NAC (NAM, ATAF and CUC acronyms) family are plant- specific transcriptional factors, which are involved in development and stress responses. Among the abiotic and biotic stress response NAC genes already identified in soybean, GmNAC081 is induced by NRP expression and different conditions of physiological stresses; hence it is possible that cis-regulatory elements on its promoter cause the integration of different stimuli that result in GmNAC081 mediated cell death. The present investigation aimed at confirming the presence of discrete domains on the GmNAC081 promoter, which are responsive to osmotic stress, induced by PEG, and endoplasmic reticulum stress, induced by tunicamycin as well as at evaluating the basal and tissue-specific expression of the promoter under in vitro and greenhouse growth conditions. In addition, the GmNAC081 promoter activity was evaluated during development under greenhouse conditions. For this, we used transgenic plants harboring different extensions (up to positions -1000, -750 and -500) of the GmNAC081 promoter fused to the GUS reporter gene. Quantitative fluorometric analyses of GUS revealed the presence of cis-elements responsive to PEG in the region delimitated by the positions -1000 to -750. At least two responsive cis-elements to tunicamycin may be present in the regions -1000 to -750 and -750 to -500. The results of the present investigation also revealed that the GmNAC081 promoter (1000bp) activity is related to the cultivation conditions of Nicotiana tabacum transgenic plants and it is strongly induced during natural senescence. These results were further confirmed through histochemical analyses. In fact, the 1000-bp 5’ flanking sequences of GmNAC081 is induced by osmotic stress and reticulum endoplasmic stress in different organs and tissues. The 1000-bp sequences of the GmNAC081 promoter were capable of directing GUS expression in the vascular tissue of in vitro cultivated plants. Furthermore, the histochemical analyses of GUS activity confirmed a strong induction of the GmNAC081 promoter in tissues under advanced stages of development. Taken together, these results demonstrate that the induction of GmNAC081 expression by stresses and during senescence occurs at the transcriptional level through positive cis-regulatory elements presents in discrete regions of the promoter. In addition, the pattern of the GmNAC081 promoter activity substantiates the argument that GmNAC081 is involved in the process of natural senescence.
Palavras-chave: Células e tecidos vegetais
Soja
Nicotina tabacum
Fatores de transcrição
Estresses abióticos
Senescência
CNPq: Biologia Molecular
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: ALVES, Janaína Roberta. Regulação do promotor de GmNAC081 durante o desenvolvimento de Nicotiana tabacum e em resposta a estresses abióticos. 2014. 45 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2014.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7811
Data do documento: 22-Set-2014
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