Identificação e caracterização molecular de duas b-1,3 glucanases em carica papaya

O Brasil é o primeiro produtor mundial de Carica papaya que é cultivado em quase todo território brasileiro. Além de sua importância econômica deve ser ressaltada sua função social, pois o mamoeiro produz durante o ano todo, necessitando de renovação periódica das lavouras, o que gera empregos e absorve mão-de-obra continuamente. A discreta posição do mamão na pauta das exportações de frutas frescas deve-se, entre outras razões, à sua fragilidade na fase de pós-colheita que dificulta seu transporte e exportação. O controle de doenças de pós-colheita do mamão tem sido feito quase que exclusivamente por meio do uso de fungicidas protetores, entretanto, tais produtos estão se tornando menos efetivos porque os patógenos estão desenvolvendo resistência. Nessa busca por qualidade associada ao menor custo têm sido usados tratamentos com calor, irradiação (gama e UV) e compostos naturais. Em geral, as plantas respondem ao ataque de microorganismos patogênicos com a indução de expressão de um grande número de genes que codificam diversas proteínas, entre as quais estão as quitinases e b-glucanases. O objetivo do presente estudo foi, portanto, determinar se o gene de b- 1,3 glucanase está presente em Carica papaya. Tal estudo poderá subsidiar futuros estudos de transformação em mamão, visando à produção de plantas transgênicas superexpressando essa proteína com o objetivo de controlar doenças de pré e pós-colheita. Para isto foi realizada uma PCR (Polimerase Chain Reaction), a partir da qual foi possível a amplificação, a identificação e a clonagem de dois tipos de b- 1,3 glucanases. Com base na análise da seqüência protéica foi possível construir uma árvore filogenética além de permitir a realização da predição das estruturas secundária e terciária da proteína. A identificação destes dois tipos de b-1,3 glucanases distintas sugere que estas sejam produto de alelos diferentes do mesmo gene, ou que as mesmas sejam produto de genes diferentes, ou ambas as situações. Outros fatores podem contribuir para o aparecimento desses dois tipos de uma mesma enzima em uma única espécie, como a necessidade de um nível de expressão elevado ou a localização distinta da expressão nos tecidos da planta. De posse destes resultados será possível produzir plantas com elevada expressão desta proteína o que poderia garantir elevada resistência a fungos. Desta forma, os produtos teriam a vida de prateleira aumentada, a perda de produtos seria menor, assim como o prejuízo para os agricultores, pois os frutos estariam mais protegidos durante o transporte e o armazenamentoBrazil is the largest producer of Carica papaya in the world. Besides the economical importance of this crop it has a very important social role since it is produced all year long, generating new jobs annually. The discrete position of papaya fruit on the exportation market of fresh fruit in Brazil is due to fruit fragility and diseases after harvest, which makes the fruit inappropriate for exportation. The control of postharvest diseases of papaya fruit has been accomplished almost exclusively by mean of fungicides dip or drench after harvest. Due to increasing concerns with fungicide toxicity and development of resistance by pathogens most chemicals used for the control of papaya postharvest diseases have been withdrawn from the market. The search for quality associated to lower costs and environment safety concerns have directed efforts to search for new control alternatives such as the use of hot bath, irradiation (gama and UV) and natural compounds. In general, plants respond to attack of pathogenic microorganisms by the induction of expression of a large number of genes, which controls the expression of many proteins among which are the chitinases and the β-1,3-glucanases. The objective of the present study was, therefore, to determine if the gene of β-1,3-glucanase is present in the genome of C. papaya. Using Polymerase Chain Reactions, it was possible to amplify, identify and clone two different types of β-1,3-glucanases. Based on the sequence analysis of the protein, it was possible to construct a phylogenetic tree and to predict the secondary and tertiary structure of these proteins. The identification of these two distinct types of β-1,3-glucanases is, probably, explained by the fact that either these could be different alleles of the same gene, be different genes or it could be both. Other facts may contribute for the existence of these distinct types of the same enzyme in C. papaya. First, the necessity of a high expression level of the enzyme in the plant or differential localization of the expression in the plant. Considering that in many plant pathogen systems β-1,3-glucanases are involved in resistance to diseases, knowing the gene sequence of these enzymes could help to produce transformed papaya with high level of resistance against fungi. This could increase fruit quality and shelf life, reducing losses and increasing growers profi