Avaliação da tolerância ao estresse salino de plantas de cana-de-açúcar transformadas com o gene P5CS

A salinidade pode interferir na produção de cana-de-açúcar de duas maneiras: afetando o crescimento e o rendimento, como também reduzindo a concentração de sacarose no colmo. Plantas submetidas ao estresse salino podem acumular compostos orgânicos não tóxicos de baixo peso molecular, coletivamente conhecido como solutos ou osmólitos compatíveis, tais como a prolina, a qual pode atuar como um osmólito citoplasmático neutralizando o efeito do acúmulo de sal no vacúolo e como removedora de espécies reativas de oxigênio (ROS). Altos níveis de prolina permitem que as plantas mantenham crescimento em altas concentrações salinas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a resposta ao estresse salino de plantas de cana-de-açúcar RB855156 transformadas com o gene P5CS, que codifica a enzima 1-pirrolina-5-carboxilato sintetase limitante na biossíntese de prolina em plantas, sob controle do promotor estresse induzido AIPC (ABA inducible promoter complex). Foram utilizados dois eventos de transformação obtidos através de bombardeamento de partículas utilizando o gene marcador de seleção bar. O ensaio de resistência ao estresse salino foi conduzido em plantas de cana-de-açúcar com quatro meses de idade. As plantas foram irrigadas a cada dois dias com 600 ml de solução de Hoagland diluída 1/10X e suplementada com doses de 100 mM, 150 mM e 200 mM de NaCl. No final do experimento as plantas transgênicas apresentaram em média 25% mais prolina livre nas folhas comparadas as plantas controles. Diferenças na peroxidação de lipídios nas folhas entre plantas transgênicas e controles foram observadas nos dias 9 e 18 sob estresse salino, os níveis de MDA nas plantas controle foram em média 16% maior do que nas plantas transgênicas. Os resultados apresentados neste trabalho sugerem que a prolina contribuiu para o melhor desenvolvimento de plantas transgênicas com P5CS de cana-de-açúcar sob condições de estresse salino devido ao menor acúmulo de Na+ nas folhas, proteção do aparelho fotossintético e capacidade de evitar danos oxidativos.Salinity may interfere with sugarcane crop yield by affecting both growth and yield, as well as reducing the concentration of sucrose in the culms. Plants submitted to salt stress can accumulate non-toxic organic components of low molecular weight, collectively known as compatible solutes or osmolytes, such as proline, which may act as a cytoplasmic osmolyte, neutralizing the effect of the salt accumulation in the vacuole and as a reactive oxygen species (ROS) scavenger. High levels of proline might allow the plants to maintain their growth under high salt concentrations. The goal of this study was to evaluate the response to salt stress of sugarcane plants cv. RB855156 transformed with the P5CS gene, which encodes 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase, the limiting enzyme of the proline biosynthesis pathway, under the control of stress-induced promoter AIPC (ABA inducible promoter complex). For this, two transformation events obtained by particle bombardment using the marker gene bar for selection were analyzed. Four-month-old sugar cane plants were watered every two days with 600 ml of 1/10X Hoagland solution and supplemented with 100 mM, 150 mM and 200 mM NaCl progressively. At the end of the experiment transgenic plants presented up to 25% more free proline in the leaves in comparison to control plants. Differences in lipid peroxidation in the leaves between transgenic and untransformed control plants were observed on the 9th and 18th day under salt stress, with the levels of MDA in control plants 16% higher than in transgenic plants. The results presented here suggest that proline contributed to the improved development of P5CS transgenic sugarcane under salt stress due to lower Na+ accumulation in leaves, protection of the photosynthetic apparatus and the ability to prevent oxidative damage