Dissertação/Tese IDENTIFICAÇÃO DE GENES DIFERENCIALMENTE EXPRESSOS EM HÍBRIDOS DE Eucalyptus SP. AFETADOS POR ANOMALIAS MORFOLÓGICAS E FISIOLÓGICAS DE CAUSA DESCONHECIDA - PPGCF

Toda espécie florestal tem seu crescimento e desenvolvimento influenciados pela oferta de recursos no ambiente, principalmente água, nutriente e, também, pelo próprio ambiente. Além disso, as plantas frequentemente estão expostas a estresses bióticos e abióticos e sua influência ocorre, principalmente, de maneira indireta, afetando os seus processos fisiológicos. Por consequência dos diversos estresses em que os indivíduos são expostos, muitos genes podem ser alterados, o que acarreta em modificações fisiológicas, morfológicas e moleculares, refletindo no crescimento e na produtividade dos indivíduos. Em maio de 2007, plantios florestais de eucalipto localizados no Sul do estado da Bahia apresentaram anomalias no seu crescimento. Os sintomas foram: queda intensa de folhas; deformação dos ponteiros; brotação ao longo do tronco; encarquilhamento, amarelecimento e seca de folhas; tortuosidade, rachaduras e bifurcação do tronco, culminando com a morte das árvores. Tais sintomas podem estar relacionados com alguma anomalia morfológica e fisiológica, já que a ocorrência de mudanças abruptas nas condições ideais de sobrevivência podem provocar alterações quanto à expressão gênica, interferindo nos processos fisiológicos e metabólitos naturais da planta. Ou seja, a interação entre o fator genético com as condições do meio pode levar a alterações quanto à expressão gênica da planta, o que provoca uma expressão gênica diferencial. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi avaliar se plantas de eucalipto que apresentaram sintomatologia características de distúrbios fisiológicos possuem expressão gênica diferencial em comparação com as plantas assintomáticas. Assim, com base na literatura, quatro genes (Aquaporina, BOR2, MAPK e PAE2) envolvidos em diversos estresses abióticos em plantas foram selecionados. Aquaporinas são proteínas que facilitam e regulam transporte de água na planta; BOR2 está relacionado ao transporte de Boro pela planta; MAPK são proteínas envolvidas na sinalização de diversos estresses ambientais, tais como estresse hídrico, térmico e radiação; e, por fim, PAE2 são aquelas relacionadas à síntese e alteração da parede celular. Tais genes tiveram sua expressão gênica analisada em folhas de eucalipto com e sem sintomas dos distúrbios fisiológicos. Após as análises por meio da técnica da Transcrição Reversa associada à PCR em Tempo Real (RT-qPCR) verificou-se que os genes MAPK, BOR2 e Aquaporina possuem expressão gênica diferencial entre plantas com e sem sintomas da anomalia. Estes resultados sugerem que a ativação da expressão destes genes no material doente pode ter sido causada em resposta aos estresses abióticos ocorridos no local, juntamente com uma possível deficiência de Boro.

Every tree species has its growth and development influenced by the resource supply in the environment, especially water, nutrient and also the environment itself. In addition, plants are often exposed to biotic and abiotic stresses and their influence is mainly indirectly, affecting their physiological processes. Therefore the various stresses to which individuals are exposed, many genes may be altered, resulting in physiological, morphological and molecular changes, reflecting on the growth and productivity of individuals. In May 2007, forest plantations in the state of Bahia Sul showed anomalies in their growth. The symptoms were intense leaves fall; deformation of pointers; budding along the stem; shriveling, leaf yellowing and dry; tortuosity, cracks and trunk bifurcation, culminating in the death of tree. Such symptoms may be related to some morphological and physiological anomaly, since the occurrence of abrupt changes in optimal survival conditions may cause changes to the gene expression by interfering in the physiological processes and natural metabolites of the plant. That is, the interaction between genetic factor with the environmental conditions can lead to gene expression changes to the plant, which causes differential gene expression. In view of this, the aim of this study was to evaluate whether eucalyptus plants with symptoms, characteristic of physiological disorders, have differential gene expression compared to the asymptomatic plants. Thus, based on literature, four genes (Aquaporina, BOR2, MAPK e PAE2) involved in several abiotic stresses in plants were selected. Aquaporinas are proteins that facilitate and regulate water transport in the plant; BOR2 is related to the boron transport in the plant; MAPK are proteins involved in the signaling of several environmental stresses such as hydric stress, thermal and radiation; and, finally, PAE2 are those related to the synthesis and modification of cell wall. Such genes had its gene expression analyzed plant leaves with symptoms and no symptoms of physiological disorders. After analysis by Reverse Transcription technique associated with Real-Time PCR (RT-qPCR) it has been found that the genes MAPK, BOR2 and Aquaporina have differential gene expression in plants with symptoms and the asymptomatic ones. These results suggest that the activation of the expression of these genes in the diseased material may have been caused in response to abiotic stresses occurring in the site, together with a possible Boron deficiency.