Análise filogenética e avaliação transcricional da família erf em Citrus Sinensissubmetido ao estresse hídrico

Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Tânia Mayumi Ito
Orientador: Silvia Graciele Hülse de Souza
Defendido em: 19/12/2012

Resumo

Os fatores de transcrição ethylene response factor (ERF) desempenham papel importante no desenvolvimento e na expressão dos genes que regulam as respostas de defesa de plantas. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi identificar e caracterizar in silico os fatores de transcrição ERF presentes no Banco de dados ESTs de Citrus sinensis e estudar a modulação transcricional de cinco CitsERFs em resposta ao estresse hídrico. Foram identificados 108 genes da superfamília AP2/ERF e classificados nas famílias AP2, ERF e RAV e a reconstrução filogenetica a partir do domínio conservado AP2/ERF demonstrou que a família ERF está dividida em 10 grupos principais. Além disso, a análise dos motivos resultou na identificação dos domínios conservados fora do domínio AP2 e foram distribuídas entre grupos específicos, no qual desempenham funções específicas. Cinco Citrus sinensis ERF (CitsERF01 e CitsERF03 a CitsERF06) pertencentes a subfamília Dehydration-responsive element-binding protein (DREB) do grupo I tiveram o seu padrão da expressão avalidos em resposta ao estresse hídrico. Foram identificados dois padrões de expressão, no primeiro padrão, os CitsERF01 e 03, exibiram expressão em níveis basais no controle (dia 0), 3 e 6 dias após o início do déficit hídrico, ocorrendo um aumento pronunciado de transcritos aos 12 dias de estresse voltando a níveis basais no recuperado. Já no segundo padrão houve um aumento gradativo nos dos níveis de expressão dos genes CitERF04, 05 e 06, a partir do início do estresse, dias 3 e 6, atingindo o máximo 12 dias após o início do estresse e diminuindo no recuperado. Esses dados de expressão revelaram que todos os cinco CitsERFs analisados possuem um possível papel como ativadores de transcrição podendo fazer parte do mecanismo de regulação de tolerância a seca. As informações geradas nesse estudo servirão como subsídios para seleção de genes candidatos para futuras análises funcionais da superfamília AP2/ERF em C. sinensis*, dos quais ajudarão na compreensão dos determinantes genéticos da tolerância ao estresse hídrico, que constitui um passo importante nos programas de melhoramento genético de citrus.

Palavras-chave

*Citrus sinensis*, estresse hídrico, *ethylene response factor*, expressão gênica.

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Title

Analysis phylogenetic and transcriptional evaluation of erf family in *Citrus sinensis* submitted to water stress

Abstract

The transcription factors Ethylene Response Factor (ERF) play an important role in the development and expression of genes that regulate plant defense responses. Thus, the aim of this study was to identify and characterize in silico the ERF present in the database ESTs from Citrus sinensis and study the transcriptional modulation of five CitsERFs in response to water stress. We identified 108 genes superfamily AP2/ERF and classified in families AP2, ERF and RAV. The phylogenetic reconstruction from conserved domain AP2/ERF demonstrated that ERF family is divided into 10 major groups. Furthermore, analysis of the motives resulted in the identification of conserved domains outside the AP2 domain and was distributed among specific groups, which perform specific functions. Five Citrus sinensis ERF (CitsERF01 and CitsERF03-CitsERF06) belonging to the subfamily Dehydration-Responsive Element-Binding protein (DREB) in group I had their evaluated expression pattern in response to water stress. We identified two expression patterns. In the first pattern the CitsERF01 and 03 exhibited expression basal levels in control (day 0), 3 and 6 days after the starting the water stress, with an increase of transcripts pronounced at 12 days of stress returning to baseline levels in recovered. In the second pattern there is a gradual increase in the expression levels of genes CitERF04, 05 and 06, from the beginning of stress, days 3 and 6, reaching the maximum 12 days after the stress beginning and decreasing in the recovered. These data showed that expression of all five CitsERFs analyzed have a potential role as a transcription activators could be part of the regulatory mechanism of tolerance to drought. The information generated in this study will serve as subsidies for selection of candidate genes for future functional analyzes of AP2/ERF superfamily in C. sinensis, which will help in understanding the genetic determinants of resistance to drought stress, which is an important step in breeding programs of citrus

Keywords

*Citrus sinensis*, stresses water, *ethylene response factor*, genic expression.