Expressão de gene sintético em soja (Glycine max) visando maior tolerância a Sclerotinia sclerotiorum

Abstract

A soja (Glycine max) uma commoditie de extrema relevância econômica para o Brasil, que é constantemente afetada por patógenos, principalmente os fúngicos, que comprometem de forma expressiva a produtividade e a qualidade dos grãos. Entre as doenças destaca-se a popularmente conhecida como mofo branco, causada pela Sclerotinia sclerotiorum, um patógeno hemibiotrófico, capaz de induzir a necrose tecidual causando perdas consideráveis no campo. Diante desse cenário, uma das estratégias utilizadas para contornar esse problema e gerar plantas mais produtivas e resistentes é por meio do uso de ferramentas biotecnológica como a transformação genética. Nesse trabalho, foi avaliado o efeito da expressão de uma construção quimérica, PG-PGIP, que une um fragmento de uma poligalacturonase fúngica de Fusarium phyllophilum (PG), fundido com um gene que codifica para uma proteína inibidora de poligalacturonase de Phaseolus vulgaris (PGIP), essa estratégia baseia-se na interação entre a PG fúngica e PGIP vegetal, que favorece a geração de oligogalacturonídeos (OGs), capazes de atuar como DAMPs (Damage-Associated Molecular Patterns) amplificando respostas de defesa e possivelmente tornando as plantas mais resistentes. Foram caracterizados dois eventos transgênicos diferentes, PG-PGIP 2.23 e PG-PGIP 1.45, quanto a inserção genômica do transgene, a progressão de lesão de S. sclerotiorum e o perfil de expressão de genes marcadores de vias hormonais de defesa, incluindo ácido salicílico (AS) e a ácido jasmônico (AJ). O evento PG-PGIP 2.23 apresentou uma redução significativa do desenvolvimento das lesões necróticos causadas pelo fungo, tanto nos bioensaio ex vivo quanto in vivo, tais resultados associados com as modulações observadas das vias do AS e AJ, sugerem um ajuste fino no balanço hormonal e resultante em plantas mais robustas imunologicamente. Em contrapartida, o evento PG-PGIP 1.45 apresentou um comportamento muito heterogêneo entre as progênies, com maior suscetibilidade nos bioensaios contra o fungo além de diferenças marcantes nos perfis de expressão genica das vias de defesa. Tais variações possivelmente estão associadas as inserções múltiplas no genoma, o processo de segregação que pode estar ocorrendo ou ainda a fatores epigenéticos e rearranjos ocorridos no processo de integração da construção no genoma, que influenciaram diretamente no estado fisiológico basal das plantas e na resposta de defesa das plantas. Esses resultados demonstraram que a estratégia PG-PGIP possui potencial para fortalecer a imunidade de plantas, mas que a eficácia é dependente da integração adequada do transgene no genoma para ocorra o desenvolvimento de eventos transgênicos com desempenho agronômico adequando e benéfico para o produtor e o meio ambiente.