Análise transcricional de Physcomitrium Acutifolium Broth. por meio da técnica de rna-seq: um enfoque sobre o estresse por frio em plantas

Os estresses abióticos são responsáveis pela indução de adaptações em plantas. Estas quando submetidas ao estresse, respondem através de mecanismos de sinalização nas rotas fisiológicas, desencadeando um processo de aclimatação. Entretanto, nem sempre este potencial de adaptação é expresso, mas se persistir ao longo do desenvolvimento da planta, torna-se uma adaptação oriunda de mudança genética. Consequentemente, essas alterações incipientes possam ser identificadas em nível transcricional, os precursores de algumas alterações genéticas importantes tais como splicing alternativo. Em ambientes polares a expressão de genes permitiu a adaptação das plantas a temperaturas de congelamento. Entre estas plantas estão os musgos, presentes nos ambientes de climas contrastantes, isto sugere que estes organismos tenham plasticidade fenotípica e genotípica. Ainda que haja poucos estudos destes organismos em relação a diferentes agentes estressores, é amplamente difundido que estes possuem potenciais de resistência aos estresses ambientais. Para descobrir estes potenciais de resistências é necessário estudar os genes relacionados especificamente com o fator estressor em questão, neste caso o estresse ao frio. Para tanto é necessário um processo de sequenciamento dos genes expressos quando a planta é submetida ao estresse. Neste estudo foram realizados testes com explantes cultivados in vitro do musgo Physcomitrium acutifolium Broth. em diferentes temperaturas, com 6 tratamentos variando de 0 a 25 ºC, seguidos das análises fenotípicas e posteriormente genômicas, incluindo processo de sequenciamento e identificação de genes expressos. Os resultados sugerem relação do estresse por baixas temperaturas e o potencial de expressão de genes relacionados ao estresse por frio neste musgo, principalmente por uma identificação de maiores ocorrências de splicing alternativo nas plantas cultivadas a temperatura mais baixa testada. Assim, o uso potencial de espécies de musgo em estudos relacionados à resistência ao congelamento em plantas, torna-se como uma alternativa interessante em processos de biotecnologia vegetal.

The abiotic stresses are responsible for inducing adaptations in plants. When subjected to stress, plants respond by signaling mechanisms in physiological pathways, starting a process of acclimatization. However, not every adaptation potential is identified in phenotypic level, but if the selection pressure led by the stress persist over plant development, there may be a change in genotypic level. Consequently, these incipient changes can be identified in transcriptional level, the precursors of some important genetic changes such as alternative splicing. In polar environments are noted that the plants were adapted to survive at low temperatures, this adjustment is related to the expression of genes, which confer them resistance to freezing. Among these plants are mosses, present in the environments of contrasting climates, this suggests that these organisms have phenotypic and genotypic plasticity. Even if there are few studies of these organisms in relation to different stressors, we know that these have the potential for resistance to environmental stresses. To discover these potential resistance is necessary to study the genes specifically related to the stressor in question, this study is the cold stress. Then you need a sequencing process is necessary genes expressed when the plant is subjected to stress. In this study were performed tests with cultured explants in vitro moss Physcomitrium acutifolium Broth. at different temperatures, with 6 treatments ranged from 0°C to 25°C, followed by phenotypic analysis and subsequently transcriptome analysis based in RNA sequencing process aiming to identify a differential gene expression. The results suggest stress relationship for low temperatures and the potential for expression of genes related to cold stress in this moss, mainly by an identification of a higher occurrences of alternative splicing in plants growing at lowest temperature tested. Thus, the potential use of moss species in studies related to plant resistance to freeze temperatures becomes as an interesting alternative in plant biotechnology processes.