Serial analysis of gene expression in stems of 6 months old Eucalyptus grandis

De todas as adaptações que as plantas sofreram durante a evolução, a aquisição do sistema vascular à 400 milhões de anos atrás, foi sem dúvida um evento decisivo para sua bem sucedida existência na terra. A madeira é considerada o mais importante recurso natural de energia renovável e o setor econômico baseado na produção florestal cresce a cada ano. Inúmeros fatores como rápida taxa de crescimento, grande produção de biomassa, adaptabilidade a diversos ambientes e solos, boa qualidade de madeira para produção de uma ampla gama de produtos e presença de celulose de fibra curta, ideal para a produção de papel e celulose, contribuíram para o grande sucesso das espécies de Eucalyptus e tornaram o Brasil o maior produtor mundial de celulose de fibra curta utilizando o eucalipto como matéria prima. Devido à reconhecida importância econômica e também ambiental das árvores, o desenvolvimento do sistema vascular se tornou um importante e fascinante processo biológico para se estudar. No entanto, existe ainda pouco conhecimento sobre os processos celulares, moleculares e bioquímicos envolvidos na formação da madeira. Dessa forma, no presente trabalho foi utilizada a técnica de SAGE (Serial Analysis of Gene Expression) para caracterizar o perfil transcricional do caule de plantas de E. grandis com 6 meses de idade. A partir do sequenciamento de 826 clones, foi possível analisar 2.274 tags/genes, sendo que 989 (43,5%) genes puderam ser identificados e ter uma possível função atribuída. Genes que codificam enzimas e proteínas muito importantes durante o processo de formação da madeira, como aqueles relacionados à biossíntese e deposição da parede celular e organização do citoesqueleto, apresentaram elevada expressão, sendo possível ainda sugerir a ocorrência de possíveis mecanismos comuns de controle transcricional para grupos de genes funcionalmente relacionados. A posterior comparação com as proteínas identificadas por espectrometria de massas através do sistema LC-MS/MS a partir do mesmo material biológico mostrou que muitos desses genes representam também as proteínas mais abundantes. Juntamente com outros projetos que vêm sendo desenvolvidos no laboratório, o presente trabalho contribuiu para a construção de um banco de dados local com informações do transcritoma e do proteoma de diferentes idades e tecidos, fornecendo uma visão global sobre os genes envolvidos no processo de formação da madeira e possivelmente responsáveis pelo rápido crescimento nas espécies de Eucalyptus, indicando importantes alvos para futuros programas de melhoramento.From the numerous adaptations that plants have developed during evolution, the acquisition of the vascular system some 400 million years ago was been a decisive event for their successful existence on earth. Wood is considered the most important natural resource of renewable energy and the Forest-based economical sector grows every year. Several factors like the fast growth rate, large biomass production, adaptability to a wide range of environments and soils, good wood quality for the production of a wide range of products and the presence of short cellulose fiber, suitable for pulp and paper production, have contributed to the great success of Eucalyptus species making Brazil the main producer of short cellulose fiber using eucalypt as raw material. Due to the recognized economical and also environmental importance of trees, the development of the vascular system became an important and fascinating biological process to study. However, little is known about the cellular, molecular and biochemical processes involved in wood formation. In this way, in the current work SAGE (Serial Analysis of Gene Expression) technique was used to characterize the transcriptional profile in stems of 6 months old Eucalyptus grandis. From the sequencing of 826 clones, it was possible to analyse 2,274 tags/genes, and 989 (43,5%) genes could be identified and to have a possible function attributed. Genes that code for enzymes and proteins important for wood formation process, like those related to cell wall biosynthesis and deposition, and cytoskeleton organization had high expression, making it possible to suggest the occurrence of a common transcriptional control for a few functionally related genes. The posterior comparison with the set of proteins identified by LC ESI-MS/MS from the same biological material showed that some of these genes also represent the most abundant proteins. Taken together with other projects that are being developed in the laboratory, the present work contributed for the construction of a local data-base with transcriptome and proteome information from different ages and tissues, giving a global vision of the genes involved in the wood formation process and potentially responsible for the fast growth in the Eucalyptus species, indicating important targets for future breedings programs