Orientador: Paulo Mazzafera

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

Resumo: A rota de biossíntese de lignina é intensamente estudada. Em grande parte, o interesse neste polímero é vinculado à manipulação do teor de lignina em determinadas espécies de plantas, tais como nas gramíneas utilizadas como forrageiras e em espécies utilizadas para a produção de papel e,...

Resumo: A rota de biossíntese de lignina é intensamente estudada. Em grande parte, o interesse neste polímero é vinculado à manipulação do teor de lignina em determinadas espécies de plantas, tais como nas gramíneas utilizadas como forrageiras e em espécies utilizadas para a produção de papel e, mais recentemente, em plantas utilizadas na produção de biocombustíveis. Muitos avanços foram realizados no sentido de alterar o teor de lignina em uma determinada espécie a partir da modificação da expressão de determinados genes da rota de biossíntese de lignina. No entanto, estudos mais recentes passaram a levar em consideração também os fatores de transcrição (FTs) envolvidos no controle da expressão destes genes e como estes fatores interagem entre si para modular a expressão destes genes alvo, de acordo com estímulos ambientais e/ou relacionados ao estádio de desenvolvimento. Neste estudo foram realizadas análises bioquímicas para a dosagem de lignina e de expressão gênica de fatores de transcrição relacionados com a via de biossíntese dos monolignóis em uma espécie de eucalipto e dois híbridos utilizados na produção de papel e celulose, e em duas regiões distintas do caule, ápice e base. Para induzir modificações no metabolismo e no nível de expressão os eucaliptos foram submetidos a estresses hídrico e por baixa temperatura. Sob baixa temperatura, Eucalyptus globulus teve aumento do teor de lignina e os FTs envolvidos na regulação positiva de genes da biossíntese de lignina, como VND7, MYB52 e LIM1, apresentaram aumento de expressão. Eucalyptus uroglobulus mostrou pouca variação dos teores de lignina quando submetido a estresse hídrico, assim como E. globulus. A via de regulação para a formação de parede secundária parece ter diferentes respostas nestes dois eucaliptos, visto que, em E. uroglobulus o aumento da expressão de VND7 não foi suficiente para induzir a expressão de seus fatores de transcrição alvo, MYB46 e EgMYB2. Já em E. urograndis P42, na base do caule de plantas estressadas por déficit hídrico, os alvos de VND7 tiveram expressão reduzida acompanhando os valores de lignina também menores. Deste modo, esta pesquisa pode evidenciar as diversas respostas ao estresse apresentadas em três genótipos diferentes de eucaliptos, de forma que foi possível encontrar relações pontuais coerentes com as análises bioquímicas e de expressão

Abstract: The lignin biosynthesis pathway is intensely studied largely because of the interest in modifying lignin content in some plant species used for the production of paper and more recently in plants used in producing biofuels. Many advances have been made to modify the lignin content in...

Abstract: The lignin biosynthesis pathway is intensely studied largely because of the interest in modifying lignin content in some plant species used for the production of paper and more recently in plants used in producing biofuels. Many advances have been made to modify the lignin content in species by modification of the expression lignin biosynthesis pathway genes. However, recent studies consider transcription factors involved in control of gene expression and how these factors interact with each other to modulate the expression of target genes in accordance with developmental or environmental signals. In this study, biochemical analysis of lignin and transcription factors genes expression was performed in eucalyptus for two distinct regions of the stem (shoot tips and shoot bases). To induce changes in eucalyptus metabolism plants were exposed to water stress and low temperature. E. globulus, under low temperature stress, showed increased lignin content and increased expression to FTs VND7, MYB52 and LIM1, which plays a positive adjustment. E. uroglobulus and E. globulus showed no variation in lignin content when exposed to water stress condition. The hybrid E. uroglobulus showed increased expression of VND7, but the expression of their target transcription factors, MYB46 and EgMYB2 did not change, unlike E. urograndis P42 because at the dry group shoot base FT VND7 displayed reduced expression and lignin content. In summary, we demonstrate genes differentially expressed during stress in eucalyptus, so that it was possible to find consistent relations between biochemical analysis and expression