Análise de linhagens mutantes por inserção do retrotransposon Tos17 em genes da família ZIP em arroz (Oryza sativa L.)

Abstract

O zinco (Zn) é um micronutriente essencial para o desenvolvimento das plantas, e a sua deficiência prejudica diversas funções metabólicas e reduz o crescimento. O Zn também é um micronutriente essencial para os humanos, e alimentos produzidos a partir de plantas com baixo teor de Zn podem causar a deficiência desse elemento em humanos. A deficiência de Zn é provavelmente a deficiência mineral mais comum em cereais, em particular no arroz e no trigo. Uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na homeostase de Zn deverá auxiliar na produção de linhagens mais eficientes na captura e transporte desse metal. Diversos genes relacionados com a homeostase do Zn já foram identificados no genoma de arroz (Oryza sativa L.). Entre eles, onze genes da família ZIP (Zinc regulated transporter / Iron regulated transporter Protein). A fim de desvendar a função in vivo desses genes, foram realizadas buscas no banco de mutantes do Rice Genome Resource Center (www.rgrc.dna.affrc.go.jp). Quatro linhagens mutantes por inserção do retrotransposon TosI7 foram encontradas: OsZIP2 (NG2551), OsZIP3 (NE0018), OsZIP4 (NE1520) e OsZIP7 (ND7016). Para obtenção de linhagens homozigotas, sementes obtidas do banco foram germinadas e o DNA genômico foi extraído. A identificação de linhagens homozigotas foi feita por PCR com uso de três pares de primers: dois deles complementares a regiões genômicas próximas à inserção, e um complementar à cauda 3’ do retroelemento Tos17. Homozigotos foram identificados para todas linhagens, exceto para a linhagem NG2551. Essas plantas foram crescidas em casa de vegetação para obtenção de sementes. Visando verificar se a inserção do Tos17 afeta a transcrição dos genes interrompidos, plantas homozigotas foram submetidas à ausência de Zn e tiveram RNA extraído. De fato, o nível de transcritos foi reduzido pela inserção, como se observou por qPCR. A taxa de germinação de sementes do tipo selvagem e das três linhagens mutantes foi avaliada, e somente a linhagem NEOO18 apresentou uma redução na taxa de germinação. Plantas do tipo selvagem e homozigotas das três linhagens mutantes foram crescidas sob três concentrações diferentes de Zn (0,02; 0,2; e 2 μM) e tiveram determinadas as concentrações de Zn, Fe, Cu e Mn.