Transformação genética de soja [Glyicine max (L.) Merrill] para expressão do gene HaHB11 relacionado à tolerância a estresses abióticos

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2014.A ocorrência de perdas de produção na cultura de soja no Brasil é reflexo, entre outros fatores, do déficit hídrico. Ferramentas de melhoramento genético visam fornecer subsídios para contornar esses problemas na medida em que possibilitam a introdução de genes exógenos nas plantas, envolvidos na resposta a estresses ambientais. Vários genes de fatores de transcrição em plantas foram caracterizados e relacionados à tolerância ao estresse hídrico. Dentre eles, o gene do fator de transcrição HaHB11, de girassol, que atua como regulador positivo da cascata de sinalização dependente de ABA (ácido abscísico), aumentando a expressão dos genes de resposta que resultariam na tolerância a estresse hídrico. Na tentativa de obter plantas transgênicas de soja mais tolerantes à seca, o gene do fator HaHB11 foi clonado no vetor pAHAS e a construção obtida foi utilizada para transformação genética de soja via biobalística, utilizando embriões zigóticos como tecido alvo. Foram gerados 14 eventos de transformação, sendo que plantas da segunda geração do primeiro evento apresentaram um locus único de integração dos transgenes. Assim, plantas T4 deste primeiro evento, com 14 dias após a germinação, foram testadas em bioensaios para avaliação da resposta ao estresse hídrico. As plantas transgênicas apresentaram menor perda de água na parte aérea comparadas com as WT durante o estresse, além de possuírem mais raízes laterais desenvolvidas. Além disso, as plantas transgênicas também se recuperaram melhor da condição de estresse. Estes resultados indicam que as plantas transgênicas tiveram melhor desempenho durante o estresse hídrico, e que isso provavelmente está ligado a uma via de resposta dependente de ABA. No entanto, ensaios adicionais são necessários para elucidar melhor o papel do transgene em soja.The occurrence of losses of soybean (Glycine max) production in Brazil is related, among other factors, to water deficit. Breeding techniques aimed at addressing these problems have continuously failed due to their inability to introduce desirable genes that may be involved in response to environmental stress. Several genes of transcription factors related to drought tolerance in plants have been characterized. Among them, is the gene for sunflower transcription factor HaHB11, which acts as a positive regulator of the ABA-dependent (abscisic acid) signaling cascade, by increasing gene expression response, which results in tolerance to water stress. In an attempt to obtain transgenic drought-tolerant soybeans plants, the HaHB11 gene was cloned into the pAHAS vector and the construction obtained was used for soybean genetic transformation via biolistic using zygotic embryos as target tissues. Fourteen transformation events were generated, and plants arising from the second generation of the first event had a single locus for the gene. Fourteen days after germination plants from this first event were subjected to a bioassay to assess their response to water stress. In addition to developing more lateral roots, transgenic plants showed lower water loss in shoots compared non-transgenic plants when subjected to water stress,. In addition, transgenic plants also recovered better from stress condition. These results indicate that transgenic plants performed better during water stress, and this may be linked to an ABA-dependent response pathway. However, additional trials are required to further elucidate the role of the transgene in soybean