Análise transcriptômica das vias metabólicas do inositol e de oligossacarídeos da família rafinose, em feijão-caupi sob estresse abiótico e biótico

Abstract

As plantas desenvolveram, ao longo do processo evolutivo, mecanismos moleculares de ajuste fisiológico para enfrentar mudanças adversas, tais como estresses abióticos e bióticos, assim como a indução de respostas específicas às condições estressantes impostas, minimizando as perdas agrícolas. Existem moléculas com múltiplos efeitos no metabolismo vegetal, envolvidas nos mecanismos de adaptação, incluindo mudanças em nível fisiológico, e relacionados a produção de mensageiros secundários, desintoxicação, homeostase. Neste trabalho, foram identificados transcritos e proteínas das vias metabólicas em questão, por meio de análise in silico, utilizando a técnica HT-SuperSAGE. Para validar o método, foram identificadas e alinhadas unitags SuperSAGE de feijão-caupi, a partir de BLASTn, em ESTs de feijão-caupi disponíveis nos bancos de dados locais. Posteriormente, as ESTs de feijão-caupi com tags ancoradas, foram alinhadas, via BLASTx, com sondas de feijão comum e feijão azuki para a melhor compreensão do modelo em feijão-caupi, as quais contam com enzimas mapeadas nas vias. Os resultados obtidos identificaram em relação ao estresse salino, 77.753 unitags alinhando com 196.764 ESTs de feijão-caupi, e na via de inositol 385 transcritos de feijão-caupi ancorando 57 unitags, envolvendo 21 enzimas de feijão comum. No estresse de virose, 20.645 unitags SuperSAGE alinharam com 106.670 ESTs de feijão-caupi. Na via do inositol, foram identificados 171 transcritos de feijão-caupi ancorando 46 unitags, cujos produtos de tradução foram similares com 11 sequências sondas de proteínas de feijão azuki. Considerando o metabolismo de rafinose, foram identificados 77 diferentes ESTs de feijão-caupi ancorando 12 unitags, cujos produtos de tradução foram similares com 3 sequências sondas de proteínas de feijão azuki. Com base nos resultados foi possível: a) identificar transcritos com unitags diferencialmente expressas; b) mapear componentes previstos na via de inositol (58 %), em resposta a salinidade, e nas vias do inositol (45 %) e rafinose (60 %) em reposta a estresse biótico; c) propor nove primers eficientes para RT-qPCR, amplificando componentes das vias analisadas; d) identificar respostas individualizadas, de genótipos tolerante, sensível e resistente, nas orquestrações das vias de metabolismo. Em conjunto, os resultados contribuem para uma melhor compreensão das respostas de tolerância e resistência da planta aos estresses estudados, a partir da ação dos genes expressos por diferentes genótipos de feijão-caupi.