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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