A biologia da reprodução sexual de plantas é um campo de pesquisa de grande importância, já que a maioria dos alimentos consumidos pelo homem é composta de partes reprodutivas das plantas (frutos e sementes), oriundas do desenvolvimento de partes do pistilo fertilizado. Em Nicotiana tabacum, identificou-se um gene específico de estigma/estilete, SCI1 (Stigma/style Cell-cycle Inhibitor 1), que atua na inibição da proliferação celular (DePaoli et al., 2011). Através de ensaios de pull-down, verificou-se a interação da proteína SCI1 com uma proteína quinase dependente de ciclina (CDK) (Strini, dados não publicados). Este trabalho visou à caracterização dessa nova CDK, ortóloga da CDKG;2 de Arabidopsis. A sequência correspondente de N. tabacum (NtCDKG;2) foi amplificada por PCR, a partir de cDNAs de estigmas/estiletes, clonada e sequenciada, o que permitiu a confirmação de sua identidade. A expressão de NtCDKG;2 foi analisada nos diferentes órgãos vegetativos e reprodutivos, por qRT-PCR, o que evidenciou um perfil de expressão ubíqua. Ao estudar o perfil de expressão desse gene nos estigmas/estiletes dos doze estádios de desenvolvimento floral de N. tabacum, observa-se que NtCDKG;2 é mais expresso nos estádios tardios do desenvolvimento em direção à antese, indicando uma função importante de sua proteína ao final do desenvolvimento do pistilo. Análises de expressão de NtCDKG;2 em estigmas/estiletes, de plantas de N. tabacum com produção aumentada do hormônio auxina no pistilo, sugerem que NtCDKG;2 é regulado transcricionalmente por esse hormônio. A expressão transiente da proteína de fusão NtCDKG;2-GFP, em folhas de N. tabacum, evidenciou a localização nuclear da proteína em estudo. Também foram geradas plantas transgênicas estáveis com superexpressão e com silenciamento por RNAi de NtCDKG;2. Apesar dos altos níveis de transcritos de NtCDKG;2 nas plantas de superexpressão e dos baixos níveis nas plantas silenciadas, não foram observadas alterações fenotípicas macroscópicas nessas plantas. Adicionalmente, obteve-se a expressão da proteína NtCDKG;2, fusionada a uma tag de histidina em sua porção N-terminal, em células de Escherichia coliBL21(DE3)CodonPlusRP. Através dos estudos realizados neste trabalho e análises conjuntas da literatura, é possível propor que NtCDKG;2 codifique uma proteína que está envolvida no controle do ciclo celular nos estigmas/estiletes de N. tabacum. / The biology of plant sexual reproduction is a research field of great importance, since most of the food consumed by humans is composed of plant reproductive parts (fruits and seeds), originated by the development of fertilized pistil parts. In Nicotiana tabacum, it was identified a stigma/style-specific gene, SCI1 (Stigma/style Cell-cycle Inhibitor 1), which acts in the inhibition of cell proliferation (DePaoli et al., 2011). Through pull down assays, the interaction of the SCI1 protein with a cyclin-dependent protein kinase (CDK) was verified (Strini, unpublished). This work aimed the characterization of this new CDK, orthologous to the Arabidopsis CDKG;2. The N. tabacum corresponding sequence (NtCDKG;2) was PCR amplified, from stigmas/styles cDNAs, cloned and sequenced, which allowed the confirmation of its identity. The NtCDKG;2 expression was analyzed in the different vegetative and reproductive organs, by qRT-PCR, evidentiating an ubiquitous expression pattern. Studying the expression pattern of this gene in stigmas/styles of the twelve stages of N. tabacum flower development, it was observed that NtCDKG;2 is more expressed at the later developmental stages towards anthesis, indicating an important function of its protein in the end of pistil development. NtCDKG;2 expression analyses in stigmas/styles of N. tabacum plants with an enhanced auxin production in the pistil suggest that NtCDKG;2 is transcriptionally regulated by this hormone. The transient expression of the fusion protein NtCDKG;2-GFP, in N. tabacum leaves, evidentiated the nuclear localization of the studied protein. Stable transgenic plants overexpressing and silencing NtCDKG;2 by RNAi were also generated. Despite the high transcript levels in the plants overexpressing NtCDKG;2 and the low transcript levels in the silencing plants, macroscopic phenotypic alterations were not observed on these plants. Additionally, the expression of the NtCDKG;2 protein, with a histidine tag fused in its N-terminal, was obtained in Escherichia coli BL21(DE3)CodonPlusRP cells. Through studies performed on this work and literature analyses, it is possible to propose that NtCDKG;2 encodes a protein that is involved in the control of cell cycle at the N. tabacum stigmas/styles.

A biologia da reprodução sexual de plantas é um campo de pesquisa de grande importância, já que a maioria dos alimentos consumidos pelo homem é composta de partes reprodutivas das plantas (frutos e sementes), oriundas do desenvolvimento de partes do pistilo fertilizado. Em Nicotiana tabacum, identificou-se um gene específico de estigma/estilete, SCI1 (Stigma/style Cell-cycle Inhibitor 1), que atua na inibição da proliferação celular (DePaoli et al., 2011). Através de ensaios de pull-down, verificou-se a interação da proteína SCI1 com uma proteína quinase dependente de ciclina (CDK) (Strini, dados não publicados). Este trabalho visou à caracterização dessa nova CDK, ortóloga da CDKG;2 de Arabidopsis. A sequência correspondente de N. tabacum (NtCDKG;2) foi amplificada por PCR, a partir de cDNAs de estigmas/estiletes, clonada e sequenciada, o que permitiu a confirmação de sua identidade. A expressão de NtCDKG;2 foi analisada nos diferentes órgãos vegetativos e reprodutivos, por qRT-PCR, o que evidenciou um perfil de expressão ubíqua. Ao estudar o perfil de expressão desse gene nos estigmas/estiletes dos doze estádios de desenvolvimento floral de N. tabacum, observa-se que NtCDKG;2 é mais expresso nos estádios tardios do desenvolvimento em direção à antese, indicando uma função importante de sua proteína ao final do desenvolvimento do pistilo. Análises de expressão de NtCDKG;2 em estigmas/estiletes, de plantas de N. tabacum com produção aumentada do hormônio auxina no pistilo, sugerem que NtCDKG;2 é regulado transcricionalmente por esse hormônio. A expressão transiente da proteína de fusão NtCDKG;2-GFP, em folhas de N. tabacum, evidenciou a localização nuclear da proteína em estudo. Também foram geradas plantas transgênicas estáveis com superexpressão e com silenciamento por RNAi de NtCDKG;2. Apesar dos altos níveis de transcritos de NtCDKG;2 nas plantas de superexpressão e dos baixos níveis nas plantas silenciadas, não foram observadas alterações fenotípicas macroscópicas nessas plantas. Adicionalmente, obteve-se a expressão da proteína NtCDKG;2, fusionada a uma tag de histidina em sua porção N-terminal, em células de Escherichia coliBL21(DE3)CodonPlusRP. Através dos estudos realizados neste trabalho e análises conjuntas da literatura, é possível propor que NtCDKG;2 codifique uma proteína que está envolvida no controle do ciclo celular nos estigmas/estiletes de N. tabacum. / The biology of plant sexual reproduction is a research field of great importance, since most of the food consumed by humans is composed of plant reproductive parts (fruits and seeds), originated by the development of fertilized pistil parts. In Nicotiana tabacum, it was identified a stigma/style-specific gene, SCI1 (Stigma/style Cell-cycle Inhibitor 1), which acts in the inhibition of cell proliferation (DePaoli et al., 2011). Through pull down assays, the interaction of the SCI1 protein with a cyclin-dependent protein kinase (CDK) was verified (Strini, unpublished). This work aimed the characterization of this new CDK, orthologous to the Arabidopsis CDKG;2. The N. tabacum corresponding sequence (NtCDKG;2) was PCR amplified, from stigmas/styles cDNAs, cloned and sequenced, which allowed the confirmation of its identity. The NtCDKG;2 expression was analyzed in the different vegetative and reproductive organs, by qRT-PCR, evidentiating an ubiquitous expression pattern. Studying the expression pattern of this gene in stigmas/styles of the twelve stages of N. tabacum flower development, it was observed that NtCDKG;2 is more expressed at the later developmental stages towards anthesis, indicating an important function of its protein in the end of pistil development. NtCDKG;2 expression analyses in stigmas/styles of N. tabacum plants with an enhanced auxin production in the pistil suggest that NtCDKG;2 is transcriptionally regulated by this hormone. The transient expression of the fusion protein NtCDKG;2-GFP, in N. tabacum leaves, evidentiated the nuclear localization of the studied protein. Stable transgenic plants overexpressing and silencing NtCDKG;2 by RNAi were also generated. Despite the high transcript levels in the plants overexpressing NtCDKG;2 and the low transcript levels in the silencing plants, macroscopic phenotypic alterations were not observed on these plants. Additionally, the expression of the NtCDKG;2 protein, with a histidine tag fused in its N-terminal, was obtained in Escherichia coli BL21(DE3)CodonPlusRP cells. Through studies performed on this work and literature analyses, it is possible to propose that NtCDKG;2 encodes a protein that is involved in the control of cell cycle at the N. tabacum stigmas/styles.

A eficiência da reprodução sexual de plantas depende do correto desenvolvimento dos órgãos sexuais: estame e pistilo. Mecanismos moleculares complexos controlam a proliferação e expansão celular que resultam no correto desenvolvimento destes órgãos. Em nosso laboratório foi identificado um gene preferencialmente expresso no pistilo de Nicotiana tabacum, o gene 092H06. Este gene codifica uma pequena proteína de 68 aminoácidos, e função desconhecida. Análises anteriores sugerem que o produto proteico do gene 092H06 seja responsável por inibir o processo de expansão celular nos órgãos reprodutivos (Brito,2010). Para compreender o papel deste gene, no desenvolvimento do pistilo, foram realizados experimentos de qRT-PCR para determinar se os níveis de expressão de genes para -expansina, -expansina, ciclina B1.2 e actina, ligados aos processos de divisão e expansão celular, em plantas transgênicas de silenciamento e superexpressão do gene 092H06. Foram realizadas análises morfológicas nos estigmas/estiletes e ovários das plantas transgênicas de segunda geração (T2), por microscopia óptica. Os resultados mostram uma tendência de aumento no volume das células tanto nas plantas transgênicas de silenciamento, como nas de superexpressão. Entretanto, nas plantas de silenciamento ocorreu um aumento visível das estruturas reprodutivas, o que não foi observado nas plantas de superexpressão. Adicionalmente, foram realizados experimentos de citometria de fluxo, para verificar a ocorrência de endorreduplicação. Os resultados mostraram que não ocorreu endorreduplicação nas células das plantas transgênicas. No screening de uma biblioteca de duplo híbrido, usando 092H06 como isca, foram encontrados 4 candidatos a parceiros de interação: 1) biotin/lipolyl attachmente domain-containing protein; 2) unknown protein; 3) trypsin proteinase inhibitor precursor e 4) RING/U-box. Para auxiliar no estudo da função do gene 092H06, a proteína recombinante 092H06-Histag foi produzida com sucesso, na forma solúvel, em E. coli. Os resultados alcançados neste trabalho contribuem para avançar o conhecimento sobre este novo gene expresso nos órgãos reprodutivos das plantas. / The efficiency of plant sexual reproduction depends on the correct development of the sexual organs: stamen and pistil. Complex molecular mechanisms control cell proliferation and expansion that result in the correct development of these organs. In our laboratory a gene preferentially expressed in Nicotiana tabacum pistil has identified, the 092H06 gene. This gene encodes a small protein of 68 amino acids of unknown function. Previous analyzes suggest that the protein product of the gene 092H06 is responsible for inhibiting the cell expansion process in the reproductive organs (Brito, 2010). To understand the role of this gene in pistil development, experiments of qRT-PCR to determinate the expression levels of the -expansins, -expansins, cyclin B1.2 and actin, genes which connected to the cell division and expansion processes, were carried out on transgenic plants silencing and overexpressing the 092H06 gene. Morphological analyzes on stigmas/styles and ovaries of second generation (T2) transgenic plants were performed by optical microscopy. The results show a tendency to increased cellular volume on the silencing transgenic plants, as well as on the overexpressing plants. However, in the silencing plants there was a visible increase of the reproductive structures, what has not been observed on the overexpressing plants. Additionally, flow cytometry experiments were carried out to verify the occurrence of endoreduplication. The results showed that no endoreduplication has occurred on the cells of the transgenic plants. The screening of a yeast two-hybrid assays, using 092H06 as bait, has found 4 interaction partners candidates: 1) biotin/lipolyl attachment domain-containing protein; 2) unknown protein; 3) trypsin proteinase inhibitor precursor and 4) RING/U-box. To assist the study of the 092H06 function, the recombinant 092H06-HIStag protein has been produced with success, in the soluble form, in E.col. The results obtained in this work contribute to advance the knowledge of this novel gene expressed on the plant reproductive organs.

A eficiência da reprodução sexual de plantas depende do correto desenvolvimento dos órgãos sexuais: estame e pistilo. Mecanismos moleculares complexos controlam a proliferação e expansão celular que resultam no correto desenvolvimento destes órgãos. Em nosso laboratório foi identificado um gene preferencialmente expresso no pistilo de Nicotiana tabacum, o gene 092H06. Este gene codifica uma pequena proteína de 68 aminoácidos, e função desconhecida. Análises anteriores sugerem que o produto proteico do gene 092H06 seja responsável por inibir o processo de expansão celular nos órgãos reprodutivos (Brito,2010). Para compreender o papel deste gene, no desenvolvimento do pistilo, foram realizados experimentos de qRT-PCR para determinar se os níveis de expressão de genes para -expansina, -expansina, ciclina B1.2 e actina, ligados aos processos de divisão e expansão celular, em plantas transgênicas de silenciamento e superexpressão do gene 092H06. Foram realizadas análises morfológicas nos estigmas/estiletes e ovários das plantas transgênicas de segunda geração (T2), por microscopia óptica. Os resultados mostram uma tendência de aumento no volume das células tanto nas plantas transgênicas de silenciamento, como nas de superexpressão. Entretanto, nas plantas de silenciamento ocorreu um aumento visível das estruturas reprodutivas, o que não foi observado nas plantas de superexpressão. Adicionalmente, foram realizados experimentos de citometria de fluxo, para verificar a ocorrência de endorreduplicação. Os resultados mostraram que não ocorreu endorreduplicação nas células das plantas transgênicas. No screening de uma biblioteca de duplo híbrido, usando 092H06 como isca, foram encontrados 4 candidatos a parceiros de interação: 1) biotin/lipolyl attachmente domain-containing protein; 2) unknown protein; 3) trypsin proteinase inhibitor precursor e 4) RING/U-box. Para auxiliar no estudo da função do gene 092H06, a proteína recombinante 092H06-Histag foi produzida com sucesso, na forma solúvel, em E. coli. Os resultados alcançados neste trabalho contribuem para avançar o conhecimento sobre este novo gene expresso nos órgãos reprodutivos das plantas. / The efficiency of plant sexual reproduction depends on the correct development of the sexual organs: stamen and pistil. Complex molecular mechanisms control cell proliferation and expansion that result in the correct development of these organs. In our laboratory a gene preferentially expressed in Nicotiana tabacum pistil has identified, the 092H06 gene. This gene encodes a small protein of 68 amino acids of unknown function. Previous analyzes suggest that the protein product of the gene 092H06 is responsible for inhibiting the cell expansion process in the reproductive organs (Brito, 2010). To understand the role of this gene in pistil development, experiments of qRT-PCR to determinate the expression levels of the -expansins, -expansins, cyclin B1.2 and actin, genes which connected to the cell division and expansion processes, were carried out on transgenic plants silencing and overexpressing the 092H06 gene. Morphological analyzes on stigmas/styles and ovaries of second generation (T2) transgenic plants were performed by optical microscopy. The results show a tendency to increased cellular volume on the silencing transgenic plants, as well as on the overexpressing plants. However, in the silencing plants there was a visible increase of the reproductive structures, what has not been observed on the overexpressing plants. Additionally, flow cytometry experiments were carried out to verify the occurrence of endoreduplication. The results showed that no endoreduplication has occurred on the cells of the transgenic plants. The screening of a yeast two-hybrid assays, using 092H06 as bait, has found 4 interaction partners candidates: 1) biotin/lipolyl attachment domain-containing protein; 2) unknown protein; 3) trypsin proteinase inhibitor precursor and 4) RING/U-box. To assist the study of the 092H06 function, the recombinant 092H06-HIStag protein has been produced with success, in the soluble form, in E.col. The results obtained in this work contribute to advance the knowledge of this novel gene expressed on the plant reproductive organs.