Interação entre o gene TKN2 (KNOX-type I) e o miR156 node durante a transição de fase vegetativa para reprodutiva em tomateiro (Solanum lycopersicum)

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Genética) - IBB

Análise do papel da via miR156/SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL) na organogênese in vitro a partir de raízes de Arabidopsis thaliana

Os microRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs endógenos não codantes de 21-24 nucleotídeos (nt) que regulam a expressão gênica de genes-alvos. Eles estão envolvidos em diversos aspectos de desenvolvimento da planta, tanto na parte aérea, quanto no sistema radicular. Entre os miRNAs, o miRNA156 (miR156) regula a família de fatores de transcrição SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL) afetando diferentes processos do desenvolvimento vegetal. Estudos recentes mostram que a via gênica miR156/SPL apresenta efeito positivo tanto no aumento da formação de raízes laterais, quanto no aumento de regeneração de brotos in vitro a partir de folhas e hipocótilos em Arabidopsis thaliana. Devido ao fato de que a origem da formação de raiz lateral e a regeneração in vitro de brotos a partir de raiz principal compartilham semelhanças anatômicas e moleculares, avaliou-se no presente estudo se a via miR156/SPL, da mesma forma que a partir de explantes aéreos, também é capaz de influenciar na regeneração de brotos in vitro a partir de explantes radiculares. Para tanto foram comparados taxa de regeneração, padrão de distribuição de auxina e citocinina, análises histológicas e histoquímicas das estruturas regeneradas em plantas com via miR156/SPL alterada, incluindo planta mutante hyl1, na qual a produção desse miRNA é severamente reduzida. Além disso, foi avaliado o padrão de expressão do miR156 e específicos genes SPL durante a regeneração de brotos in vitro a partir da raiz principal de Arabidopsis thaliana. No presente trabalho observou-se que a alteração da via gênica miR156/SPL é capaz de modular a capacidade de regeneração de brotos in vitro a partir de raiz principal de Arabidopsis thaliana e a distribuição de auxina e citocinina presente nas células e tecidos envolvidos no processo de regeneração. Plantas superexpressando o miR156 apresentaram redução no número de brotos regenerados, além de ter o plastochron reduzido quando comparado com plantas controle. Adicionalmente, plantas contento o gene SPL9 resistente à clivagem pelo miR156 (rSPL9) apresentaram severa redução na quantidade de brotos, além de terem o plastochron alongado. Interessantemente, plantas mutantes hyl1-2 e plantas rSPL10 não apresentaram regeneração de brotos ao longo da raiz principal, mas sim intensa formação de raízes laterais e protuberâncias, respectivamente, tendo essa última apresentado indícios de diferenciação celular precoce. Tomados em conjunto os dados sugerem que o miR156 apresenta importante papel no controle do processo de regeneração de brotos in vitro. Entretanto, esse efeito é mais complexo em regeneração in vitro a partir de raízes do que a partir de cotilédones ou hipocótilos.

Papel funcional de microRNAs na arquitetura vegetativa e radicular de plantas

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Genética) - IBB

microRNA156-targeted SPL/ SBP box transcription factors regulate tomato ovary and fruit development

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo da interação entre a via genética do microRNA156/squamosa promoter-binding protein-like e brassinosteróides durante o desenvolvimento de Arabidopsis thaliana

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Genética) - IBB

Temporal Control of Leaf Complexity by miRNA-Regulated Licensing of Protein Complexes

The tremendous diversity of leaf shapes has caught the attention of naturalists for centuries. In addition to interspecific and intraspecific differences, leaf morphologies may differ in single plants according to age, a phenomenon known as heteroblasty. In Arabidopsis thaliana, the progression from the juvenile to the adult phase is characterized by increased leaf serration. A similar trend is seen in species with more complex leaves, such as the A. thaliana relative Cardamine hirsuta, in which the number of leaflets per leaf increases with age. Although the genetic changes that led to the overall simpler leaf architecture in A. thaliana are increasingly well understood, less is known about the events underlying age-dependent changes within single plants, in either A. thaliana or C. hirsuta. Here, we describe a conserved miRNA transcription factor regulon responsible for an age-dependent increase in leaf complexity. In early leaves, miR319-targeted TCP transcription factors interfere with the function of miR164-dependent and miR164-independent CUC proteins, preventing the formation of serrations in A. thaliana and of leaflets in C. hirsuta. As plants age, accumulation of miR156-regulated SPLs acts as a timing cue that destabilizes TCP-CUC interactions. The destabilization licenses activation of CUC protein complexes and thereby the gradual increase of leaf complexity in the newly formed organs. These findings point to posttranslational interaction between unrelated miRNA-targeted transcription factors as a core feature of these regulatory circuits.