Obtenção e caracterização de plantas de soja geneticamente modificadas com o gene AtDREB2A visando tolerância à seca

As plantas estão expostas a diferentes condições ambientais e, entre estas, a seca é um fator abiótico causador de reduções de até 50% da produtividade. Nos estados do Sul do Brasil, a estiagem ocorrida na safra brasileira de 2004/2005, provocou perdas de U$ 2,32 bilhões. Para tentar diminuir os prejuízos, a biotecnologia vem utilizando diversas técnicas, como a transformação genética vegetal para a inserção de genes de interesse visando à obtenção de uma cultivar mais tolerante ao déficit hídrico. A família gênica DREB, genes ABA independentes, são classificados como genes responsivos a estresses abióticos, inclusive à seca. O gene DREB2A transcreve um fator de transcrição que regula uma cascata de genes responsivos à seca, ao calor, à salinidade e ao H2O2, e já foi caracterizado em diversas culturas como soja, milho, arroz e girassol. No presente estudo o gene AtDREB2A, isolado de A. thaliana, foi inserido em soja (Glycine max L. Merril) via biobalística, por co-transformação com o gene AHAS, gene de seleção que confere resistência ao herbicida imazapir. As plantas geradas foram caracterizadas quanto ao número de cópias inseridas, estabilidade do transgene e nível de expressão gênica, via PCR quantitativo, em condições de déficit hídrico. Os tratamentos de deficiência hidrica foram aplicados em dois experimentos: um de desidratação celular, em condições controladas de temperatura e umidade e outro de hidroponia, esgotando-se a solução nutritiva de caixas plásticas e expondo as raízes das plantas ao ambiente. Como resultado, setenta e oito plantas positivas e vivas foram obtidas, com uma eficiência de transformação de 1,19%. Os eventos P 1397 e P 2193 apresentaram aproximadamente de 9 a 17 e 72 a um elevado número de cópias na geração T0, e de 1 a 3 e 2 a 5 cópias na geração T1, sendo que o evento P 2193 segregou de maneira independente na geração T1. Quanto à quantificação relativa da expressão gênica, o evento P 1397 apresentou resultados significativos no experimento de desidratação celular nos tratamentos aplicados de T30 min (142,105 p>0,001) e T90 min (36,96 p>0,038) quando comparados com o T0 min. No experimento de hidroponia, a geração T2 do evento P 2193, indicou que, quando os tratamentos foram comparados com o tempo T0 min do próprio evento, apenas o T60 min (30,30 p>0,003) das raízes apresentou expressão do gene mais significativa. Estes resultados sugerem que os eventos positivos estão superexpressando o transgene AtDREB2A, em condições de estresse por déficit hídrico. Ainda foi possível observar uma expressão diferencial entre os tecidos avaliados, uma vez que, as raízes expressam mais o transgene quando comparadas com as folhas, ambos tecidos submetidos a déficit hídrico por hidroponia tanto quando foi utilizada a cultivar não transgênica BR16 como calibradora quanto o tempo T0 min do evento testado. Os resultados obtidos de quantificação e número de cópias sugerem que o transgene foi inserido com sucesso em local de expressão no genoma e que não houve silenciamento. No entanto, novos estudos devem ser realizados visando à obtenção de maiores informações quanto a um possível aumento da tolerância a condições de estresse hídrico, nas plantas de soja GMs obtidas.Plants are exposed to different environmental conditions and among them drought is an abiotic factor that causes reductions of 50% on productivity. In the south states of Brazil, drought period that occurred in 2004/2005 crop season causes losses of U$ 2.32 billion. To reduce damages, biotechnology uses many techniques, such as plant transformation, to insert interested genes aiming to obtain a soybean cultivar more tolerant to water deficit. The DREB gene family, ABA independent genes, are classified as responsive genes to abiotic stresses, including drought. DREB2A gene encodes for a transcription factor that target a cascade gene in response to drought, heat, salinity and H2O2 and has been characterized in many crops such as soybean, corn, rice and sun flower. In the present work, AtDREB2A gene, isolated from A. thaliana, was inserted in soybean (Glycine max L. Merril), trough biobalistics, by co-transformation with AHAS gene, a selection gene that confer resistance to the herbicide imazapir. The generated plants were characterized to inserted copy number, transgene stability and gene expression level, using qPCR, in water deficit conditions. Drought treatments were conducted in two experiments: one imposing cellular dehydration, in controlled conditions of temperature and humidity and other in hydroponics system, taking out the roots from the nutrition solution and exposing the roots to the environmental. As a result, seventy - eight positive and survived plants were obtained, resulting in a transformation efficiency of 1.19%. P 1397 and P 2193 events presented approximately from 10 to 50 copies in T0 generations and from 2 to 7 and 2 to 8 copies, respectively, in T1 generation, with P 2193 event segregating independently in T1. The relative quantification of gene expression of P 2193 event, in the cellular dehydration experiment, showed a differentially gene expression in T0 and T1 generations, in T30 min and T90 min when compared to control plant, BR16. The event P 1397 showed significant results in the dehydration experiments, in the T30 min and T90 min of treatments, when compared to T0 min. In the hydroponics system, the T2 generation from the P 2193 event, when treatments were compared to T0 min from it's own event, showed a higher significant expression only at T60 min, in roots and when compared to control plant in all treatment times, including T0 min, transgene was differentially expressed. These results suggests that positive events are expressing the AtDREB2A transgene, in water deficit conditions and also that differential gene expression occurred once roots expressed the transgene in higher levels when compared to expression presented in the leaves. The obtained results from gene expression quantification and copy number suggest that the transgene was inserted successfully in an expression site of the genome and that no transgene silencing occurred. However, new studies should be performed aiming to obtain more information about a possible increase on water stress tolerance, in the GM soybean plants obtained