Morphological characterization and gene expression analysis in rice (Oryza sativa L.) under iron stress.

A toxidez por ferro ?? um dos mais importantes estresses abi??ticos a limitar a produ????o de arroz irrigado em n??vel mundial. Este estudo foi realizado com o objetivo de caracterizar gen??tipos de arroz irrigado quanto a toler??ncia ao estresse por Fe2+ sob condi????es controladas, viabilizando o sistema de cultivo hidrop??nico para esta finalidade. Al??m disso, analisar o perfil de express??o de genes envolvidos na homeostase do metal em plantas, atrav??s da t??cnica de qRT-PCR. Foi verificada a interfer??ncia da utiliza????o do agente quelante (EDTA) na caracteriza????o dos gen??tipos; analisado o efeito do tempo de exposi????o a toxidez (0, 3, 6, 9 e 12 dias) sob o crescimento das pl??ntulas; caracterizados gen??tipos de arroz ( BRS-Agrisul, Epagri 108, BR-IRGA 409, BR-IRGA 410 e Nipponbare) quanto a toler??ncia a toxidez por Fe2+ e por fim realizada a an??lise de express??o dos genes OsFDRL1, OsNRAMP1 e OsNRAMP2 nos tempos 0; 6; 12; 18 e 24h sob estresse por Fe2+. Foi verificado que o Fe2+ na sua forma livre sem Na2EDTA ?? acumulado em maior concentra????o na parte a??rea de pl??ntulas de arroz do que quando este se apresenta quelado na forma de Fe-EDTA. A toxidez por ferro interferiu negativamente sobre o desenvolvimento do CR e CPA, sendo o CR a vari??vel mais afetada. O aumento do tempo de estresse resultou no incremento do ac??mulo de ferro na parte a??rea das pl??ntulas. O sistema hidrop??nico demonstrou efici??ncia na caracteriza????o de gen??tipos quanto a toler??ncia a toxidez por ferro. Gen??tipos caracterizados como sens??veis a toxidez por ferro neste estudo, BR-IRGA 409 e Nipponbare foram os que apresentaram o maior ac??mulo de Fe2+ na parte a??rea. Gen??tipos caracterizados como moderadamente tolerantes e tolerantes tamb??m acumularam elevados teores do ??on met??lico. O aumento do ac??mulo de Fe2+ nos tecidos sob condi????o de excesso do ??on na solu????o apresentou correla????o com o aumento de Zn e Mn nestes mesmos tecidos. Constitui????es gen??ticas contrastantes quanto a toler??ncia a toxidez por ferro apresentam express??o diferencial dos genes OsFRDL1, OsNRAMP1 e OsNRAMP2 envolvidos na homeostase do metal.Iron toxicity is one of the most important abiotic stresses limiting irrigated rice production worldwide. This study was performed with the goal of characterizing irrigated rice genotypes regarding Fe2+ stress tolerance under controlled conditions, using na hydroponic system. Furthermore, to analyse the expression profile of genes involved in iron homeostasis in plants, using quantitative PCR (qRT-PCR). The genotypes used were BRS-Agrisul, Epagri 108, BR-IRGA 409, BR-IRGA 410 and Nipponbare. An interference of the chelating agent (EDTA) was observed on the genotype characterization; when exposed to 0, 3, 6, 9 and 12 days of stress. The expression of genes OsFDRL1, OsNRAMP1 and OsNRAMP2 was measured at 0; 6; 12; 18 and 24h under Fe2+ stress. It was observed that Fe2+ in its free form without Na2EDTA, is acumulated in higher concentrations in the shoots of rice seedlings when compared to its chelated form (Fe-EDTA). Iron toxicity interfered negatively on the development of root length (RL) and shoot length (SL), being RL the variable that was most affected. Stress period increases led to iron accumulation in the shoots. The hydroponic system was efficient to allow discrimination between iron tolerant and sensitive genotypes. Iron sensitive genotypes observed in this study were BR-IRGA 409 and Nipponbare, which were those with higher iron accumulation in the shoots. Medium tolerant and tolerant genotypes also accumulated iron in the shoots. The increase in Fe2+ accumulation in the tissues under high iron stress was correlated with increased contents of Zn and Mn in the same tissues. Contrasting genotypes regarding iron tolerance showed differential expression of iron homeostasis genes OsFRDL1, OsNRAMP1 and OsNRAMP2