Expressão de genes responsivos ao déficit hídrico na fase inicial de crescimento do algodoeiro

O algodoeiro tem alta adaptabilidade a condições adversas, contudo, um dos principais fatores para perdas na produção é o déficit hídrico. A utilização de ferramentas moleculares em conjunto com dados bioquímicos e fisiológicos tem elucidado algumas perguntas a respeito da complexidade de respostas das plantas ao estresse hídrico. Diante do exposto, a identificação de genes que compõem essa complexa cadeia é de grande importância. Objetivou-se nesse estudo determinar os efeitos do estresse hídrico sobre a expressão dos genes GUSP1 e MYB60 e sobre variáveis fisiológicas, bioquímicas e de crescimento na fase vegetativa (V1) de algodoeiros. Foram utilizados genótipos de algodoeiro Gossypium hirsutum oriundos do BAG da Embrapa Algodão. As sementes foram plantadas em tubetes. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 (genótipos) x 2 (irrigado e não irrigado), com 10 repetições. As trocas gasosas (g, ci, E e A) foram realizadas com um aparelho contendo IRGA (Infra Red Gás Analylser). Nas avaliações de crescimento foram mensuradas: altura da planta (ALT), diâmetro da haste (DH), número de folhas (NF), fitomassa da raiz (FITOR) e fitomassa da parte aérea (FITOA) aos 25 DEH. As atividades da superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e a expressão gênica via RT-qPCR foram analisadas em folhas. Em relação ao primeiro estudo todas as variáveis foram afetadas significativamente (p<0.05) pelos tratamentos hídricos. Mocó 1 e CNPA Precoce 1 apresentaram reduções significativas nas variáveis NF, DC, FITOA e FITOR. SOD e CAT apresentaram comportamento semelhante em todos os genótipos, porém CNPA Precoce 1 apresentou o maior nível de atividade com 80-90% do fechamento estomático (fase 2), indicando que esse genótipo foi o mais afetado pelo estresse imposto. GUSP1 aumentou gradativamente a expressão em todos os genótipos, destacando-se o Mocó 2 na fase 2, enquanto que MYB60 apresentou um pico de expressão com 50% do fechamento estomático (fase 1), decaindo com a severidade do estresse. No segundo estudo as variáveis referentes as trocas gasosas não foram afetadas significativamente (p<0.05), pois as mesmas foram realizadas na fase 1. Os genótipos adaptados ao semi árido nordestino apresentaram as menores reduções das variáveis fisiológicas, indicando maior tolerância ao estresse hídrico. Para o estudo de expressão gênica, GUSP1 apresentou os maiores níveis nesses mesmos genótipos, o contrário foi observado para o gene MYB60, onde os genótipos relativamente mais sensíveis apresentaram os maiores níveis de expressão, dados esses que corroboram com trabalhos envolvendo os genes estudados. De acordo com os resultados, os genes podem contribuir para seleção de materiais mais tolerantes ao estresse hídrico, visto que conseguiram identificar os genótipos mais tolerantes logo no início do crescimento (fase V1), tornando tal estratégia mais prática em função da identificação mais precoce.The cotton has high adaptability to adverse conditions, however, one of the main factors for losses in production is the water deficit. The use of molecular tools in conjunction with biochemical and physiological data has elucidated some questions regarding the complexity of plant responses to water stress. In view of the above, the identification of genes that make up this complex chain is of great importance. The objective of this study was to determine the effects of water stress on GUSP1 and MYB60 gene expression and on physiological, biochemical and growth variables in the vegetative (V1) phase of cotton plants. Gossypium hirsutum genotypes from Embrapa Cotton BAG were used. The seeds were planted in tubes. The experimental design was completely randomized, in a factorial scheme 4 (genotypes) x 2 (irrigated and non-irrigated), with 10 replications. The gas exchanges (g, ci, E and A) were performed with an apparatus containing IRGA (Infra Red Gas Analylser). Plant height (ALT), stem diameter (DH), number of leaves (NF), root phytomass (FITOR) and shoot phytomass (FITOA) were measured at 25 DEH. The activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and gene expression via RT-qPCR were analyzed in leaves. In relation to the first study all variables were significantly affected (p <0.05) by water treatments. Mocó 1 and CNPA Precoce 1 showed significant reductions in the variables NF, DC, FITOA and FITOR. SOD and CAT presented similar behavior in all genotypes, but CNPA Precoce 1 presented the highest level of activity with 80-90% of stomatal closure (phase 2), indicating that this genotype was the most affected by the stress imposed. GUSP1 gradually increased expression in all genotypes, especially Moc 2 in phase 2, while MYB 60 showed a peak expression with 50% of the stomatal closure (phase 1), decreasing with the severity of the stress. In the second study, the variables related to gas exchange were not significantly affected (p