Caracterização de genes de reparo de DNA em cana-de-açúcar

Sugarcane is an important culture for Brazil that holds almost half of all worldwide productivity. Plants face many challenges, because of biotic and abiotic stresses presents in the production field, which could prevent plants from reaching their genetic potential. As consequence, those stresses can generate Reactive Oxygen Species – ROS – that can cause damages on DNA. Another consequence of stress is the early-flowering process, which contributes for a reduction on yield. In this context, the aim of this work is to characterize ScMUTM1 and ScMUTM2, two DNA glycosylases belonging to base excision repair pathway; and identify genes potentially related to stress and DNA repair in two sugarcane cultivars with contrasting flowering phenotypes. The characterization of the DNA glycosylases included the construction of vector to over express the recombinant proteins ScMUTM1 and ScMUTM2; they will be used in a near future to purification of these proteins and use in enzymatic assays. It was also made a phylogenetic reconstruction of this gene in plants and analysis of its promoter. With the phylogenetic analysis, it is possible to observe the presence of these genes grouped inside a branch with monocots and another one with dicots. This suggests that the duplication of this gene probably occurred after the separation of these two groups. The analysis of the promotor of MUTM shows of the presence of stress-related regulatory motifs at ScMUTM2 promoter, when compared with ScMUTM1. This may suggests that ScMUTM1 might be suffering sub functionalization process. After the analysis of microarrays data, it is observed an up-regulation from some stress-related genes in one of the conditions analyzed, related to early flowering process.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A cana-de-açúcar é uma importante cultura para nosso país, que contribui com quase metade de toda a produtividade mundial. Muitos desafios são enfrentados pelas plantas, que muitas vezes não atingem todo o seu potencial genético devido a presença de estresses bióticos e abióticos. Como consequência, esses estresses podem gerar espécies reativas de oxigênio, que podem danificar o material genético. Outra consequência do estresse é a floração precoce, que diminui também a produtividade da cana-de-açúcar. Neste contexto, este trabalho apresenta como objetivos caracterizar os genes scMUTM1 e scMUTM2, duas DNA glicosilases pertencentes à via de reparo por excisão de base (BER), além de identificar transcritos potencialmente relacionados com estresse e reparo de DNA, em duas variedades com fenótipo contrastante para floração. A caracterização das glicosilases incluiu a construção de cassetes de expressão de proteínas, para posterior purificação e uso em ensaios enzimáticos; construção de árvore filogenética e análise de promotor deste gene. Com a reconstrução filogenética de MUTM foi possível observar que há o agrupamento desta sequência em um ramo com monocotiledôneas e outro com dicotiledôneas. Isto sugere que a duplicação desta sequência pode ter ocorrido depois da divergência desses dois grupos. Com a análise do promotor deste gene, é sugerido que, provavelmente, o gene ScMUTM1 pode estar sofrendo subfuncionalização, uma vez que a região promotora do gene ScMUTM2 apresenta uma maior quantidade de sequências regulatórias relacionadas ao estresse. Por meio das análises de expressão gênica utilizando microarranjos, se observou a superexpressão de genes relacionados ao estresse de forma marcante em uma das condições de análise relacionadas com floração precoce.