Análise da expressão dos genes de glutationa peroxidase em arroz (Oryza sativa L.)

Abstract

As espécies reativas de oxigênio (ERO) são conhecidas como mediadoras de cascatas de sinalização intracelular, desempenhando um importante papel na ativação de fatores de transcrição, modulando a expressão de genes relacionados com a defesa a patógenos e com o desenvolvimento da planta. Entretanto, sua produção excessiva pode levar ao estresse oxidativo, podendo causar danos às proteínas, ao DNA, aos lipídeos e aos carboidratos, podendo levar à morte celular. Os mecanismos através dos quais as plantas removem esses compostos tóxicos, principalmente em situações de estresse, têm sido largamente estudados. As enzimas da família Glutationa peroxidase (GPX) atuam catalisando a conversão de peróxido de hidrogênio ou hidroperóxidos à água ou a álcoois correspondentes, participando, assim, dos processos enzimáticos de defesa contra os danos causados pelas ERO. No arroz, essa família é codificada por cinco genes, OsGpx1, OsGpx2, OsGpx3, OsGpx4 e OsGpx5. Neste trabalho, foi analisado o perfil de expressão dos genes OsGpx durante o desenvolvimento da planta, bem como em situações de estresse abiótico, a saber, frio, seca, exposição à luz e ao escuro, exposição à luz UV-B e concentrações tóxicas de alumínio. Em termos gerais, os genes OsGpx tiveram a expressão modulada frente aos estresses de frio, seca, exposição à luz e ao escuro e também à luz UV- B, não respondendo ao estresse por alumínio. Observou-se que a expressão dos genes foi induzida durante as fases de floração e enchimento de grãos. Além disso, foi obtida uma construção para transformação de arroz, contendo os genes repórteres GUS e GFP, a fim de realizar o estudo do promotor do gene da Glutationa Peroxidase 3.

Reactive oxygen species (ROS) are known as mediators of intracellular signaling pathways, playing an important role in the activation of transcription factors, modulating the expression of genes related to pathogen defense and plant development. However, its overproduction can lead to oxidative stress, and may damage proteins, DNA, lipids and carbohydrates, and consequently may lead to cell death. The mechanisms by which plants remove these toxic compounds, especially in stressful situations, have been widely studied. The family of glutathione peroxidase enzymes (GPX) acts by catalyzing the conversion of hydrogen peroxide or hydroperoxides to water or corresponding alcohols, participating in enzymatic defense against damage caused by ROS. In rice, this family is encoded by five genes, OsGpx1, OsGpx2, OsGpx3, and OsGpx4 OsGpx5. In this work, is analyzed the expression profile of OsGpx genes during plant development, as well as abiotic stress situations, namely, cold, drought, toxic concentrations of aluminum, light and exposure, and exposure to UV-B. In general, the expression levels of OsGpx genes were modulated in response to cold, drought, exposure to light and dark and also to UV-B, not responding to aluminum stress. It was observed that the expression of genes was induced during the stages of flowering and grain filling. In addition, it was obtained a construct for transformation of rice, containing the GUS and GFP reporter genes in order to study the Glutathione Peroxidase 3 gene promoter.