Diversos estudos elucidaram mecanismos envolvidos com a organogênese in vitro, porém pouco é conhecido a respeito da fase de aquisição de competência, fundamental para que a regeneração ocorra. Alguns genes já foram identificados por interferirem na fase de aquisição de competência em tomateiro (Solanum lycopersicum), mas ainda existem diversas lacunas a serem esclarecidas. Para investigar a expressão de genes e o controle hormonal na fase de aquisição de competência, foram utilizados os mutantes de tomateiro, sob o background genético da cultivar Micro-Tom (MT), MT-Rg1 e MT-pro (procera), os quais afetam positiva ou negativamente a organogênese in vitro, respectivamente. Embora a resposta constitutiva a giberelina no mutante MT-pro seja conhecida, a identidade molecular do gene RG1 permanece indefinida. O mutante MT-Rg1 apresenta aumento tanto na formação de gemas caulinares quanto de raízes e reduz o tempo necessário para a indução desses órgãos, devido à diminuição do período para a aquisição de competência. A partir do estabelecimento das fases de aquisição de competência e indução da organogênese in vitro para MT e MT-Rg1, foram identificados genes diferencialmente expressos entre estes genótipos. Entre estes genes, CELL DIVISION CYCLE ASSOCIATED 7 e LACCASE 1A estão regulados positivamente em MT-Rg1 e todos estão fortemente relacionados à fase de aquisição de competência, e a alterações na proliferação de células do protoxilema durante o início da organogênese. Por outro lado, a resposta constitutiva à giberelina no mutante MT-pro reduz a formação de gemas caulinares e raízes e aumenta a formação de calos in vitro, sem afetar o tempo requerido para a indução de gemas caulinares e raízes. De forma oposta a MT-Rg1, o gene CDCA7 apresenta expressão reduzida durante a fase de aquisição de competência em MT-pro, diminuindo o número de células do protoxilema em divisão. Outro fator importante para a divisão celular no mutante MT-pro é o aumento da expressão do gene WUS, causando um aumento da proliferação das stem cells, que são células indiferenciadas relacionadas à formação de novos órgãos. Esta proliferação celular inadequada, somada a uma alteração desfavorável na homeostase das citocininas, justifica o efeito negativo do alelo pro na formação de gemas caulinares, o que permitiu a criação de um novo modelo para organogênese in vitro / Several studies have enabled the discovery of mechanisms to achieve in vitro organogenesis; however, little is known about the phase of acquisition of competence, essential for regeneration. A few genes have been identified to interfere in the acquisition of the competence phase in tomato (Solanum lycopersicum), but there are still many gaps to be filled. We have used the mutants, under the genetic background of the Micro-Tom cultivar, MT-Rg1 and MT-pro (procera), which positively or negatively affect in vitro organogenesis, respectively, to investigate gene expression and the hormonal control in the phase of acquisition of competence. Despite the fact that the constitutive gibberellin response in the procera mutant is well-established, the molecular identity of RG1 gene remains unknown. The MT-Rg1 mutant presents an increase in the formation of both shoot and roots and a reduced period for the induction of these organs, because of the reduced time required for acquisition of competence.We searched for the identity of differentially expressed genes between MT and MT-Rg1 after the establishment of the competence acquisition phase and organogenesis induction stages. Among those genes, CDCA7 and LAC1A are upregulated in MT-Rg1 and these genes appear to be strongly related with the acquisition of competence phase and changes in proliferation of protoxylem cells during early organogenesis. The constitutive response to gibberellin in the MT-pro mutant decreases the formation of shoot and roots and increase in vitro calli formation, without reducing the induction phase of shoots and roots. Unlike MT-Rg1, MT-pro reduces the CDCA7L expression during the acquisition of competence phase, causing a reduction of the protoxylem dividing cells. Another important factor for cell division in MT-pro mutant is the increased expression of the WUS gene, leading to an abnormal proliferation of stem cells. Thereby, this abnormal cell proliferation, in addition to an unfavorable change in the cytokinin homeostasis, justify the negative effect of the pro allele in the shoot formation, which enabled the proposal of a new model for in vitro organogenesis
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-04012017-093959 |
| Date | 10 June 2016 |
| Creators | Mariana da Silva Azevedo |
| Contributors | Antonio Vargas de Oliveira Figueira, Helenice Mercier, Wagner Campos Otoni, Victor Alexandre Vitorello |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências (Energia Nuclear na Agricultura), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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