Orientador: Laura Maria Mariscal Ottoboni

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: A linhagem de milho da raça Cateto, Cat100-6, foi utilizaçfa em cultura in vitro para a obtenção de plantas regeneradas a partir de callí tipo I. Um dos variantes somaclonais obtidos, S1587, foi autofecundado dando origem a difarentes progênies. Com base em características morfológicas da...

Resumo: A linhagem de milho da raça Cateto, Cat100-6, foi utilizaçfa em cultura in vitro para a obtenção de plantas regeneradas a partir de callí tipo I. Um dos variantes somaclonais obtidos, S1587, foi autofecundado dando origem a difarentes progênies. Com base em características morfológicas da planta e das sementes, uma das progênies, S1587_17, foi selecionada para estudo de alterações nas proteínas de reserva, zeínas. Análise em IEF das zeínas revelou a presença de cinco bandas polimórhcas entre a linhagem Cat100-6 e o somaclone S1587-17. A análise posterior destas bandas em gel de 2-D mostrou que os genes de zeína alterados no somaclone pertencem à classe das zeínas de 19 e 22 kDa. A análise em IEF de extratos de zeína da população F2 {F1 (Cat100-6 x S1587 -17)@] agrupou os polipeptídeos alterados em dois clusters. A população F2 foi hibridizada com sondas de RFlP dos cromossomos 4 e 7 do milho - onde se localizam os principais clusters de zeína de 19 e 22 kDa - permitindo o mapeamento de 6 genes de zeína alterados, no braço curto do cromos somo 4. Outras oito progênies com alterações em sementes, denominadas 51, 52, 53, 54, 85, 56, 57 e 58, foram selecionadas com base na análise fenotípica das espigas. O perfil eletroforético das zeínas das diferentes progênies em 5DSPAGE mostrou um aumento significativo das zeínas de 14, 22 e 27 kDa, em duas das progênies analisadas, S1 e S7, quando comparadas com a linhagem original. A hibridização do DNA dos diversos somaclones com as sondas de zeína de 14 e 22 kDa revelou um perfil de restrição característico para as progênies S 1 e 57, diferenciando-as dos demais somaclones. Posterior análise da farinha do endosperma e do extrato de zeína, dos somaclones 81 e 57, revelou um aumento no conteúdo de vários aminoácidos, entre eles metionina, essencial nas dietas humana e animal. Experimentos de Northern blot mostraram um aumento significativo nos transcritos correspondentes ao gene de zeína de 14 kDa nas progênies 51 e 57, quando comparadas com a linhagem Cat100-6. Estes resultados permitem concluir que o aumento na proteína de 14 kDs, rica em metionina, nos somaclones 81 e 87, se deve a um aumento no nível de transcritos do gene de zeína de 14 kDa, podendo levar, a longo prazo, à descoberta de novos mecanismos reguladores da expressão deste gene

Abstract: Somaclonal variation was observed in plants regenerated from type I calli established from a maize inbred line Cat100-6. One of the variants, S1587. was self-polinated, giving rise to different progenies. Considering the plant and seeds morphological alterations, one of the progenies,...

Abstract: Somaclonal variation was observed in plants regenerated from type I calli established from a maize inbred line Cat100-6. One of the variants, S1587. was self-polinated, giving rise to different progenies. Considering the plant and seeds morphological alterations, one of the progenies, 81587-17. was selected for further studies of seed storage proteins, zeins. IEF analysis of Cat100-6 and S1587-17 showed five polimorfic bands. Two-dimensional analysis of these bands indicated alterations in the zein classes of 19 and 22 kDa. Linkage analysis of altered zein polypeptides was performed by IEF of zein proteins extracted from F2 seeds [F1 (Cat100-6 x S1587-17)_]. Three altered polypeptides were grouped in one cluster, and two other polypeptides in a second cluster. After that, the altered genes were mapped by hibridizing the F2 population DNA with cromosome 4 and 7 RFLP probes. 8ix altered genes were mapped in the short arm of chromosome 4. Eight other somaclones, S1, S2. S3, S4, S5, S6, S7 and S8, were selected based on seeds morphological alterations. The zeins electrophoretic prOfile in 8D8-PAGE showed an enhancement of the 14, 16,22 and 27 kDa zeins in two of the progenies analized, S1 and S7. when compared with the original line, Cat1006. Soufhern b/of analysis using 14 and 22 kDa cDNA as probes differentiated two progenies, S 1 and S7, from the others somaclones. Amino acid analysis of Cat100-6, S1587-17, 81 and S7 reveald increased content of methionine, essential at human and animal nutrition, in the last two som aciones. Northern b/of experiments wer8 carried out with the same probes. Based on the levels of hybridization, it appears that the 14 kDa transcript levei in the S1 and S7 progenies is 2-fold higher than in Cat100-6 and S1587-17.These results indicate that the enhancement in methionine-rich 14 kDa zein is due to an enhancement in the mRNA levei of 14 kDa gene, in the somaclones S1 and S7. Understanding the regulation of this gene may result in novel approaches to increase nutritional value of maize seed.