Evolução molecular de genes envolvidos com gravitropismo em plantas

Abstract

Genes da família LAZY são reguladores do Transporte Polar de Auxina (TPA), tendo um papel fundamental no gravitropismo, ou seja, na detecção da gravidade e modulação do crescimento das raízes e parte aérea. Em Arabidopsis thaliana, mutantes lazy apresentam fenótipo de gravitropismo reduzido na parte aérea. Porém, estudos sobre a presença e função desses genes em plantas ainda são escassos. Neste trabalho, identificamos homólogos dos genes LAZY em 63 espécies de plantas e algas e procuramos compreender a sua história evolutiva. O resultado da busca por BLAST nos genomas das espécies estudadas retornou 282 potenciais sequências homólogas aos genes LAZY. A análise filogenética revelou o agrupamento dessas sequências em dois clados: o primeiro deles inclui as sequências homólogas ao gene LAZY5 de Arabidopsis, e o segundo inclui aos demais, sendo dividido em dois subgrupos (genes LAZY2-4 e LAZY1 e 6). Essa análise permitiu concluir que esta família gênica é específica de plantas e que se diversificaram a partir de diferentes eventos de duplicação ao longo da evolução das espécies, sendo o clado que agrupa as LAZY5 o mais divergente. Dessa maneira, os genes LAZY estão relacionados com os grandes eventos evolutivos que estão levaram às mudanças na arquitetura das plantas terrestres.

Genes of the LAZY family are regulators of Polar Auxin Transport (PAT), thereby they have an essential role in gravitropism, which is the detection of gravity and modulation of root and shoot growth. In Arabidopsis thaliana, lazy mutants display a reduced shoot gravitropism phenotype. However, further studies about the presence and function of these genes are still scarce. In this paper, we have identified LAZY homologous genes in 52 species of plants, and we have sought to understand its evolutionary history. BLAST results have returned 282 potential LAZY homologous sequences in the studied species. Phylogenetic analysis has revealed the grouping of these sequences in two clades: the first one includes Arabidopsis LAZY5 homologous sequences and the second, which is divided into two sub-groups (LAZY2-4; LAZY1 and 6) includes the others. This analysis allow us to conclude that this gene family is plant-specific and that it's genes have diverged from different duplication events during species evolution, being the LAZY5 more divergent clade. Thus, the LAZY genes are related to the main evolutionary events that led to changes in land plants architecture.