Introdução: Crescimento radial secundário difere arvores de plantas herbáceas. A madeira é um...
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Introdução:
• Crescimento radial secundário difere arvores de plantas herbáceas.
• A madeira é um material altamente variável que difere entre as arvores.
• A variabilidade ocorre tanto no nível tecidual quanto no celular.
• Diferenças anatômicas, químicas e físicas ocorrem entre arvores diferentes e dentro da mesma árvore.
• A coexistência de diferentes tipos de madeira na mesma árvore ilustra a considerável plasticidade da madeira.
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Alguns tipos de madeira:
• Juvenil
• Madura
• Normal
• “Reaction” – Induzida em resposta a estímulo gravitacional.
Gimnospermas- “compression wood” , traqueidéos pequenos, redondos, + lignina.
Angiospermas- “tension wood”(TW) , vasos menores e menos abundantes, fibras longas, -lignina, “G-layer”
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• Impacto negativo em produtos da madeira e no seu potencial de uso industrial.
• Pouco se sabe sobre os mecanismos moleculares que controlam esta resposta mecânica/gravitacional.
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Material e Métodos:
• Paux et al, 2004 – 231 unigenes preferencialmente ou especificamente expressos em xilema.
• Hipótese: Genes que interferem cedo no processo de formação da “reaction wood” podem influenciar significativamente a qualidade da madeira formada depois.
• Foram investigados os padrões de expressão dos genes da madeira sobre tensão e normal.
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• TW foi induzida amarrando a árvore a sua vizinha formando ângulo de 45°.
• Para verificar sua formação xilema foi corado com “Safranin-Astra blue”
• O macroarray foi composto de 224 genes de uma biblioteca subtrativa de Eucalyptus gunni mais 11 cDNAs adicionais.
• 4 genes utilizados para validação por RT-PCR.
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• (b) TW depois de 3 semanas.
• (c) Controle.
• (d) OW depois de 3 semanas.
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Fig. 2 Real-time RT–PCR validation of cDNA array-based expression profiles. The expression pattern of each cDNA is shown as a fold changecompared with control xylem and is given in log10 scale. Solid black lines, RT–PCR results; dashed lines, cDNA array results. (a) EgCAD2 [–];(b) EgMYB2 [–]; (c) no hit [08C04]; (d) zinc finger protein [09H07]. Time points: T1w, tension wood at 1 wk; T24h, tension wood at 24 h;T6h, tension wood at 6 h; CTRL, control wood; O6h, opposite wood at 6 h; O24h, opposite wood at 24 h; O1w; opposite wood at 1 wk.
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Clustering:
• Correlações regulatorias entre os genes.
• 10 genes relacionados com sinalização de auxina
• 20 genes relacionados com a formação da parede celular
• 8 genes relacionados com a síntese de lignina
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• CW- 10 grupos diferentes.
• Grupo III, 20 genes no total, 5 CW.
•EgCesa-grupo IV- celulose sintáse, expressão 6,5x maior que controle.
• Lignina- Grupos I, II, III, IX e X
• 4CL, CCR e CAD – Grupo II, junto com 2 no-hits.
• COMT- Grupo IX
• CCoAOMT-Grupo X
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Em tempo......
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Síntese de lignina:
• Polímero de natureza aromática.
• Constituida por três monômeros que diferem entre si pelo grau de metilação: coumaryl alcohol, coniferyl alcohol e sinapyl alcohol.
Alguns genes importantes: • CCoAOMT- transforma caffeoyl-CoA em feruloyl-CoA
• COMT- metilação do synapyl alcohol
• CAD- NADPH dependent reduction of cinnamyl aldehydes into cinnamyl alcohols
• CCR- monolignol byosynthesis
• 4Cl- phenylpropanoid pathway
• PAL- mediates the influx from primary metabolism into the phenylpropanoid path
• P-cou- operates on p-coumarate esters
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• CW- Supercluster- Grupos I a VI, contendo a maioria dos genes relacionados com a formação do xilema secundário.(celulose, lignina e hemicelulose)
• Pectin- Related genes, associados com formação da parede celular primária
• OMT- COMT e CCoAOMTs
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SOM- Self-organizing map of expression profiles.
• Leva em conta o “formato” da expressão, ao invés dos valores absolutos.
• SOMc0 e SOMc3 = 85%, dos genes SCW
• Pectin- related – SOMc1 e SOMc5
• OMT- SOMc2 e SOMc5
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Discussão:
• Dos 231 genes, 196 se mostraram diferencialmente expressos em TW.
• EgCesA- aumento de expressão durante formação de TW –controle da formação da G-layer
• Durante a tensão aumento da deposição de celulose, resulta em diminuição da biosíntese de lignina.
• 4CL, CCR e CAD, tem expressões correlatas, em contraste com EgCesA.
• Genes OMT pertencem a um cluster regulatório diferente e exibem expressão oposta, indicando uma regulação independente.
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No LGE:
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Chip de E.grandis:
• 121/384 genes diferencialmente expressos
• 14/48 – CW
• 8/15 – Lignina- 4Cl, CcOAOMT, COMT, CAD, Pal, P-cou
• 4/7- Cell respiration
• 4/4- Photorespiration
• 10/18- Drought and cold response
• 44 contigs
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Proximas etápas:
• Análise dos arrays de globulus, urophylla, pellita.
• Comparação deste com grandis e entre si.
• Fazer réplicas dos arrays.
• Real-time dos genes candidatos.