Characterization of hipervariable probes and of a soybean genomic sequence homologous to disease resistance genes

Durante a construção de um mapa de RFLP de soja, na DuPont (EUA), as sondas analisadas foram, em sua maioria, monomórflcas, porém algumas se mostraram altamente polimórticas (A1-10, A2-08, A45-10, ASS-09 e A75-10). A fim de melhor caracterizar esse padrão hipervariável, essas sondas foram seqúenciadas. Duas delas (Al-10 e A2-08) não apresentaram similaridade relevante com nenhuma sequência do “GenBank”; entretanto, uma característica marcante dessas sondas foi a sua riqueza em sequências A:T. As outras três sondas continham sequências homólogas a genes que codificam proteínas de resistência a doenças. Devido ao padrão de hibridização extremamente polimorflco revelado pela sonda A45-10, foram desenhados “primers” flanqueando essa sonda para amplincar regiões homólogas em diversos genótipos de soja, para que esse perfil de amplificação pudesse ser utilizado como “tingerprint”. Os produtos de amplificação obtidos, na faixa de 1,5 a 2,0 kb, foram capazes de identificar os diferentes genótipos analisados. A partir de uma biblioteca genômica da variedade de soja FT-Cristalina, foram isolados quatro clones, usando-se a sonda ASB-09. Um deles, o clone CR44, continha um inserto de aproximadamente 16 kb. Dois fragmentos de EcoRl e Pstl do clone CR44, que hibridizaram com a sonda A53-09, foram subclonados e seqúenciados. Esses dois fragmentos formaram um contíguo, denominado GR, de 4.198 pb. A comparação da sequência de aminoácidos predita com outras existentes no “GenBank” indicou uma homologia entre GR e a proteína “Cf-2.1-Iike” de Arabidopsis tha/iana, proteína de resistência a doenças homóloga à Cf-2/Cf-5 de Hordeum vulgare e outras proteínas de resistência de Lycopersicon. Além disso, foi identificada uma ORF de 789 nucleotídios, que codiôca uma proteína de 262 aminoácidos com domínios LRRs, uma das características estruturais da maioria das proteínas de resistência. Um RT-PCR foi feito para detectar transcritos homólogos a A53-09, A75-1O e A45-10, usando-se “primers” que flanqueavam a região de maior similaridade com genes de resistência. Em amostras de RNA extraídas de folhas, raízes e haste foi detectada a presença de transcritos, usando-se os “primers” derivados de ASB-09, o que indicou que A53-09 não é expresso de modo órgão-específico. Os produtos de amplificação presentes nos três órgãos foram seqúenciados e alinhados perfeitamente com a ORF de 789 nucleotídios. Para A75-10, foi detectada a presença de várias bandas, nos três órgãos examinados, indicando que, possivelmente, os “primers” estariam pareando com mais de um transcrito. Para A45-10, não foi detectada a presença de nenhum transcrito nos três órgãos analisados.During the construction of one soybean RFLP map at DuPont (USA), the majority of the probes analyzed were monomorphic, however, a few of them were highly polymorphic (A1-10, A2-08, A45-10, ASB-09, and A75-10). To better understand the hypervariable pattern revealed by these probes, they were sequenced. Two of them (A1-1O and A2-08) did not present any similarities with sequences deposited in the GenBank. Their main feature was that they were highly A:T rich. The other three probes contained sequences homologous to known disease resistance genes in plants. Due to the hypervariable pattern revealed by probe A45-10, primers flanking this probe were designed and used to amplify the corresponding region in several soybean genotypes. The amplification products, in the range of 1.5 to 2 kb, allowed the identification of each of the different genotypes analyzed. Probe ASB-09 was used to screen a genomic library prepared with DNA from cultivar FT-Cristalina. Four clones were isolated. One of them, clone CR44 of approximately 16 kb, was further analyzed. Restriction of this clone with EcoRl and Pstl revealed two bands hybrizing with probe A53-09. These were subcloned and sequenced. The two fragments partially overlapped and formed a config of 4,198 bp designated GR. Blast analyses of GR with sequences deposited in the GenBank showed that it potentially encode a protein homologous to “Cf-2.1-Iike” protein of Arabidopsis tha/iana, to disease resistance protein homologous to Cf-2le-5 of Hordeum vulgare and to disease resistance proteins of Lycopersicon. An open-reading frame of 789 nucleotídes was identified in GR. It potentially encode a sequence of 262 amino acid residues with LRR motifs, a structural characteristic of most disease resistance proteins described so far. RT-PCR was performed with primers flanking the regions homologous to disease resistance genes present in probes ASB-09, A75-10, and A45-10. RNA samples extracted from leaves, roots, and stems contained transcripts which were amplitied with primers derived from probe ASB-09, indicating that expression of ASB-09 is not organ-specific. The amplification products from the three organs were sequenced and presented perfect homology with part of the 789 bp ORF present in A53-09. The primers derived from A75-10 amplifled several bands with different sizes in the three organs analyzed indicating that more than one transcript homologous to A75-10 was present in the different organs. The primers derived from A45-1O did not detect any transcripts in the organs analyzed.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic