Effective carbon partitioning driven by exotic phloem-specific

regulatory elements fused to the Arabidopsis thaliana

AtSUC2 sucrose-proton symporter gene

“Distribuição efetiva de carbono através de elementos

regulatórios exóticos floema-específicos ligados ao gene

simporte próton-sacarose AtSUC2 de Arabidopsis thaliana”simporte próton-sacarose AtSUC2 de Arabidopsis thaliana”

Henrique Kenji Tanaca

Rodolfo Rinaldi Ribeiro

Rodrigo Cantamessa Gonçalves

Rubens Tooru Sakamoto Okumura

Talita Cristina de Oliveira

Introdução

• Transporte no floema é devido a gradientes de pressão hidrostática entre tecidos fonte e dreno;

• Sacarose → principal composto osmótico no floema;

• Acúmulo de sacarose no floema → proteína simporte Sacarose/H+

(SUCs e ortólogos SUT1 de Solanaceae);(SUCs e ortólogos SUT1 de Solanaceae);

• Atividade de SUC é regulada por turgor no floema

• Estresse hídrico → pouco efeito sobre translocação; ajuste osmótico regula a pressão;

• Transporte efetivo de sacarose durante seca é um mecanismo de tolerância eficiente (feijão).

• Transporte no floema é devido a gradientes de pressão hidrostática entre tecidos fonte e dreno;

• Sacarose → principal composto osmótico no floema;

• Acúmulo de sacarose no floema → proteína simporte Sacarose/H+ (SUCs e ortólogos SUT1 de Solanaceae);

Introdução

ortólogos SUT1 de Solanaceae);

• Atividade de SUC é regulada por turgor no floema

• Estresse hídrico → pouco efeito sobre translocação; ajuste osmótico regula a pressão;

• Transporte efetivo de sacarose durante seca é um mecanismo de tolerância eficiente (feijão).

Objetivo

• Promover a expressão do gene AtSUC2 a partir de

diferentes promotores floema-específicos em um mutante

Atsuc2 afim de averiguar se promotores exóticos podem

substituir sequências genômicas.

Métodos

• Produção de plasmídeos com Escherichia coli

• Obtidas linhagens selvagens e mutantes Atsuc2;

• Mutantes foram transformados;

• Após 21 dias foram feitas medidas de raízes e rosetas;

Métodos

• Plantas com uidA foram coradas com XGlcA;

• Medida abundância de transcritos;

• Açúcares solúveis e amido medidos em pecíolos e limbo;

• Quantificação e localização de [14C]-Sacarose e [14C]-Sorbitol.

Resultados

• Plantas uidA demonstraram menor crescimento → fusão

compromete atividade da AtSUC2;

• Plantas GFP demonstraram crescimento intermediário entre

uidA e selvagens;

• β-Glucuronidase (produto de uidA) não tem sua síntese afetada

→ medida da funcionalidade do promotor.→ medida da funcionalidade do promotor.

Resultados

B : Selvagem

C : AtSUC2 +/-

D : AtSUC2 -/-

E : SUC2p::cSUC2::uidA

F : SUC2p::cSUC2

G : CoYMVp::cSUC2G : CoYMVp::cSUC2

H : rolCp::cSUC2

I : Selvagem

J : SUC2p::cSUC2::uidA

K : CoYMVp::cSUC2::uidA

L : rolCp::cSUC2::uidA

• Plantas com promotor viral → maior expressão de

AtSUC2; pequena diferença no crescimento em

relação a selvagem;

Resultados

• Plantas com promotor bacteriano → menor

expressão de AtSUC2; menor crescimento que

plantas selvagens.

Resultados

• Selvagem/mutante + promotor viral: mesmo

nível de amido e açúcares solúveis;

• Selvagem/mutante + promotor bacteriano: maior • Selvagem/mutante + promotor bacteriano: maior

nível de amido e açúcares solúveis;

• [14C]-Sacarose: mesma distribuição em todas as

amostras exceto AtSUC2 -/-.

Discussão

• Plantas uidA e GFP mostraram que fusões prejudicam funcionamento do simporte;

• Promotores bacteriano e viral: favorecem a interação com hospedeiro; não devem estar sujeitos às mesmas cascatas regulatórias; com hospedeiro; não devem estar sujeitos às mesmas cascatas regulatórias;

• Promotor viral: atua em células companheiras, controle transcricional e pós-transcricional;

• Promotor bacteriano: não é tão forte quanto os demais

Conclusão

• Promotores exógenos são capazes de

restaurar a distribuição de sacarose em vários

níveis;

• Uso de promotores exóticos ou sintéticos �• Uso de promotores exóticos ou sintéticos �

pode aumentar a capacidade de tolerância a

stress hídrico;

Effective carbon partitioning driven by exotic

phloem-specific regulatory elements fused to

the Arabidopsis thaliana AtSUC2 sucrose-

proton symporter geneproton symporter gene

Srivastava A.C., Ganesan S., Ismail S.O. & Ayre B.G.

BMC Plant Biology 2009, 9:7