Obtenção de plantas transgênicas de Oryza sativa superexpressando o gene OsVOZ1

Abstract

A população mundial vem crescendo e com isso, a necessidade da produção de maiores quantidades de alimentos. Os danos causados por estresses bióticos e abióticos nas plantaçōes afetam gravemente a economia que gira em torno da agricultura, limitando a produção de alimentos, podendo levar milhōes de pessoas à fome e à pobreza. O arroz é um dos grãos mais importantes, tanto economicamente, sendo o principal alimento em muitos países em desenvolvimento, quanto cientificamente, por ser considerado a planta modelo para o estudo de monocotiledônias. A caracterização funcional de genes corresponde a uma etapa importante para a descoberta de novos alvos potenciais para o melhoramento vegetal, com objetivo de combater esses diferentes agentes estressores. Os genes da família VOZ (Vascular Plant One Zinc-Finger) se mostram promissores para a aplicação em estratégias de combates a estresses em plantas. Os genes VOZ foram identificados, primeiramente em Arabidopsis thaliana como genes responsivos a diversos estresses bióticos e abióticos. Apesar da importância já demonstrada dos genes VOZ em A. thaliana, até o momento nenhum estudo relacionado a essa família foi feito em arroz. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo transformar plantas de arroz (Oryza sativa) com o objetivo de superexpressar o gene OsVoz1. O plasmídeo pENTR/D-TOPO contendo a sequência codificadora do gene OsVoz1 foi recombinado, via o sistema Gateway (Invitrogen), para o plasmídeo binário pH7FWG2. Em seguida, pH7FWG2-OsVoz1 foi introduzido em células de Agrobacterium tumefaciens AGL1 para a transformação genética de O. sativa. Plantas transgênicas foram regeneradas a partir de calos embriogênicos transformados e se confirmou por PCR que elas são positivas para o transgene. Alguns fenótipos possivelmente relacionados à superexpressão de OsVoz1 já foram observados. As plantas transformadas apresentaram um tamanho menor, se comparado às selvagens não transformadas, e também apresentaram uma antecipação do tempo de florescimento, havendo o surgimento de panículas 10 dias antes nas plantas transgênicas.

The world's population is growing. Along with this increases the need of producing larger quantities of food. The damage caused by biotic and abiotic stresses on plantations severely affects the economy that turn around agriculture, limiting food production, which can lead millions of people to hunger and poverty. Rice is one of the most important grains, both economically, being the main food in many developing countries, and also scientifically, being considered a model plant for the study on monocotyledons. The functional characterization of genes corresponds to an important stage for the discovery of new potential targets for plant breeding, in order to combat these different stressors. The members of the VOZ (Vascular Plant One Zinc-Finger) gene family are promising for application in strategies to combat stresses in plants. VOZ genes were first identified in Arabidopsis thaliana as responsive genes to various biotic and abiotic stresses. Despite the already demonstrated importance of the VOZ genes in A. thaliana, no studies related to this family have been made in rice. In this context, the present work aimed to transform rice plants (Oryza sativa) to overexpress the OsVoz1 gene. pENTR / D-TOPO plasmid containing the coding sequence of the OsVoz1 gene was recombined, via Gateway system (Invitrogen), to the binary plasmid pH7FWG2. Then, pH7FWG2-OsVoz1 was introduced into Agrobacterium tumefaciens AGL1 cells for the genetic transformation of O. sativa. Transgenic plants were regenerated from transformed embryogenic callus and it was confirmed by PCR as positive for the transgene. Some phenotypes possibly related to the overexpression of OsVoz1 have already been observed. The transformed plants presented a smaller size, when compared to the non-transformed plants, and also presented an anticipation of the time of flowering, with the appearance of panicles 10 days before compared to non-transformed plants.