Isolamento e caracterização de sequências de Pistillata em bromeliaceae e estudo de expressão em tecidos florais de Tillandsia aeranthos (Loisel.) LB Sm.

Abstract

Bromeliaceae é uma família importante entre as monocotiledôneas devido ao seu elevado número de espécies distribuídas no Neotrópico, e por uma riqueza de caracteres adaptativos a diferentes habitats. Flores de bromélias possuem uma grande variação morfológica, frequentemente negligenciada em estudos de morfoanatomia e de filogenia. Para uma melhor compreensão dos mecanismos de desenvolvimento que levam a essas variações, foram analisados aspectos moleculares e evolutivos do fator de transcrição MADS-box PISTILLATA (PI), a partir de sequências de transcritos isolados de inflorescências de bromélias nativas brasileiras. Sequências PI de Bromeliaceae foram comparadas com outras monocotiledôneas, com verificação de expressão em inflorescências de Tillandsia aeranthos (Loisel.) LB Sm. com o uso de hibridação in situ. Sequências de PI mostraram alta conservação, inclusive em um sítio de deleção encontrado para todos os membros analisados da família. Todos os membros da família se agruparam em um único clado em reconstruções filogenéticas. Entretanto, devido a características de taxas de mutações rápidas e divergência antiga do gene, não foi possível obter uma relação precisa entre diferentes famílias ou ordens. Todavia, PI mostrou ter potencial como ferramenta de análise filogenética para espécies proximamente relacionadas. Os transcritos de PI foram localizados principalmente em tecidos meristemáticos de regiões menos desenvolvidas de inflorescências de Tillandsia aeranthos. Flores mais desenvolvidas presentes nas inflorescências mostraram um padrão de acúmulo preferencial de transcritos PI em pétalas e sépalas, assim como esperado para flores com perianto diferenciado em sépalas e pétalas. De qualquer forma, Tillandsia aeranthos se mostrou eficiente para estudos morfoanatômicos com enfoque em desenvolvimento evolutivo.

Bromeliaceae is an important monocotyledon family due to its high number of species in the Neotropic, and a wealth of adaptive characters to different habitats. Bromeliad flowers have large morphological variations, often neglected in morpho-anatomy, floral development and phylogeny studies. For a better understanding of its floral developmental mechanisms that lead to morphological variations, molecular and evolutionary aspects of the transcription factor MADS-box PISTILLATA (PI) encoding gene isolated had been investigated in native bromeliad inflorescences. Bromeliaceae PI sequences were compared with other monocots, and the expression of these transcripts was detected in Tillandsia aeranthos (Loisel.) LB Sm. inflorescences using in situ hybridization. The PI sequences display high conservation, including a specific deletion site found in all family members. Likewise, all Bromeliaceae members grouped into a single clade in phylogeny reconstruction. However, due to rapid mutation rate and ancient divergence in PI, it was not possible to obtain a precise relationship between different monocot families and orders. Nevertheless, PI showed potential as a phylogenetic tool for analysis between closely related species. PI transcripts were located mainly in meristematic tissues from less developed regions of the inflorescences. More developed flowers showed a preferential PI transcripts accumulation in petals and stamens as expected for differentiated perianth, found in Bromeliaceae flowers. Anyway, Tillandsia aeranthos showed good potential skills for morpho-anatomy focused in evolutionary development.