Transcriptômica de proteínas de transporte de membrana em raiz de pinhão manso sob salinidade

Abstract

O pinhão manso (Jatropha curcas) é uma oleaginosa com grande potencial para a produção de biocombustíveis principalmente em regiões áridas. Entretanto é comum a ocorrência de solos salinos nessas áreas, o que compromete a produtividade dessa espécie. Proteínas de transporte de membrana (PTM) incluem diversas famílias multigênicas que desempenham papel importante na tolerância à salinidade. Assim, identificamos e analisamos a expressão do transportoma (várias famílias de PTM) em raízes de acessos contrastantes de pinhão manso (Jc171 e Jc183) sob salinidade (3h; 150 mM NaCl) via RNA-Seq. Por meio de alinhamento BLASTx (e- value ≤ 1e-10) e análise de domínio, identificamos 2279 potenciais transcritos PTM, associados a 61 famílias. As famílias F-ATPase (332), MC (Mitochondrial Carrier - 299), ABC (ATP-binding Cassette - 277) e MFS (Major Facilitator Superfamily - 182) destacaram-se por apresentarem os maiores números de transcritos identificados, representando aproximadamente 48% do transportoma. O número de unigenes diferencialmente expressos (DEGs) em Jc171 e Jc183 foi respectivamente, 116 e 01 (p-value ≤ 0,0001, FDR ≤ 0,005, Log2 FC ≥ 1 or ≤ -1). A não modulação dos genes cofidicadores de PTM pelo acesso Jc183 pode ter ocorrido por representar um genótipo tolerante a concentrações bem superiores de NaCl. A modulação transcricional foi notória pelo acesso Jc171 (sensível) no qual destaca-se a indução das famílias: MFS (08), MC (08) e F-ATPase (08) e MIP (Major Intrinsic Protein - 22). As F-ATPases atuam no sequestro vacuolar de Na+ e minimizam o estresse oxidativo, enquanto os transportadores mitocondriais (MC) reduzem os níveis de ROS mitocondral. Por sua vez, os transportadores de açúcar (MFS) reforçam o ajuste osmótico, a reabsorção de monossacarídeos e mantêm a estabilidade da membrana celular, enquanto as aquaporinas (MIP) contribuem para o acúmulo de prolina e enzimas antioxidantes, facilitando a desintoxicação de ROS. A família MIP, proteínas chamadas de aquaporinas (AQPs), apresentou o maior número de unigenes induzidos correspondentes às subfamílias: PIP (Plasma Membrane Intrinsic Proteins - 15), TIP (Tonoplast Intrinsic Proteins - 6) e SIP (Small Basic Intrinsic Proteins - 1). A regulação diferencial desses transportadores contribui para o ajuste osmótico, redução do estresse oxidativo e da toxicidade iônica; e manutenção do balanço hídrico sob condições salinas. Nosso trabalho demonstra a atuação dos genes PTM na resposta adaptativa do pinhão manso à salinidade.