Identificação de genes expressos em cana-de-açúcar em condições de estresse hídrico através da técnica de superSAGE

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo analisar o perfil de transcrição de genótipos de cana-de-açúcar tolerantes e sensíveis ao déficit hídrico, utilizando a técnica de SuperSAGE. Para tanto, genótipos selecionados a partir do programa de melhoramento do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), com performances contrastantes sob déficit hídrico foram submetidos à supressão de rega por 24 horas e constituíram o material vegetal avaliado. Foram geradas quatro bibliotecas SuperSAGE, as quais incluíram 8.787.315 tags (26 pb) que, após a exclusão dos singlets, permitiram a identificação de 205.975 unitags. As bibliotecas mais representativas, considerando o número de tags, foram TC (tolerante controle; 2.516.454 tags) e SD (sensível estressada; 2.133.587 tags), enquanto TD (tolerante estressada; 750.226 tags) e SC (sensível controle; 762.492 marcas) foram menos abundantes. Para a anotação tag-gene, foram realizados alinhamentos contra ESTs de gramíneas de diferentes bancos de dados públicos, os quais foram posteriormente categorizados em termos de Ontologia Gênica (GO) usando a ferramenta Blast2GO. A partir das análises estatísticas considerando P ≤ 0,05 (teste Audic-Claverie) foi possível detectar as tags diferencialmente expressas, dentre as quais 213 foram identificadas como superexpressas. Desse total, 68 unitags possuíam anotação ou termo GO e 145 permaneceram sem anotação. Com o intuito de eleger um grupo com as melhores tags para validação via RT-qPCR foram selecionados candidatos que apresentaram respostas exclusivas, diferencialmente significativas e divergentes entre os bulks de genótipos tolerantes e sensíveis quando comparadas as condições de estresse e controle. Adicionalmente, dez genes de referência foram selecionados para avaliação em algoritmos estatísticos (GeNorm, NormFinder and BestKeeper), dos quais seis (Histona, Ubiquitina, SAMDC, 25S rRNA, α-tubulina e GAPDH) foram considerados apropriados para normalizar os dados de expressão de raízes de genótipos de cana-de-açúcar sob seca, sendo Histona e α-tubulina relatados pela primeira vez para a espécie. Análises adicionais permitiram identificar representantes das quatro subfamílias de aquaporinas descritas em vegetais superiores, apresentando 42 isoformas distintas. Ao menos 10 potenciais alvos distintos de isoformas de aquaporinas e suas respectivas unitags foram considerados promissores para estudos futuros, dos quais dois (SsPIP1-1 e SoPIP1-3/PIP1-4) foram validados via RT-qPCR e apresentaram potencial para desenvolvimento de marcadores moleculares para uso no melhoramento genético.