Estudo dos mecanismos de defesa de plantas de milho atraves das abordagens de analise proteomica e mapeamento de QTLs

As plantas são capazes de responder e resistir ao ataque de patógenos ativando uma diversidade de estratégias de defesa. A maioria delas exibe uma estratégia geral onde são ativadas respostas bioquímicas de maneira coordenada, incluindo a reprogramação do metabolismo celular, o reforço das barreiras celulares e produção de compostos antimicrobianos e proteínas que agem diretamente sobre o patógeno. Mas existem também respostas específicas das plantas a determinados patógenos, onde são ativadas vias de defesa específicas.Apesar da crescente quantidade de dados em literatura descrevendo genes envolvidos na patogênese vegetal, pouco se sabe sobre as modificações ao nível de proteoma associadas com estas interações. Neste trabalho é apresentado um estudo proteômico comparativo de plantas de milho, de dois genótipos contrastantes em relação à resistência ao fungo Puccinia polysora, em que foram caracterizadas as diferenças no perfil de expressão de proteínas em sementes dos dois genótipos. Através de uma ampla caracterização dos perfis de proteína por diferentes métodos eletroforéticos, foram reveladas 12 proteínas diferencialmente expressas no genótipo de maior resistência. Destas, 5 foram identificadas por espectrometria de massas por MALDI-TOF, sendo 3 delas identificadas como proteínas com atividade de defesa: uma lipoxigenase de 96 kDa, uma proteína Vicilin-like de 66 kDa e uma proteína Heat-Shockde 70 kDa. No segundo capítulo da tese, apresentamos um estudo complementar de mapeamento de QTLs em plantas de milho para a identificação dos genes reguladores da síntese de DIMBOA, um composto secundário que atua na defesa de plantas contra fungos e insetos. Neste estudo foi construído um mapa genético de ligação de uma população F2 resultante do cruzamento de uma linhagem com alta produção de DIMBOA e outra linhagem de baixa produção deste composto. O mapa, com um tamanho total de 1432,9 centimorgans, foi construído com 123 marcadores SSR. Com este mapa foi possível identificar quatro QTLs potencialmente relacionadas com a regulação da via de síntese de DIMBOA, sendo uma no cromossomo 1 (bin 1.08), duas no cromossomo 6 (bin 6.01 e bin 6.02) e uma no cromossomo 10 (bin 10.05).Plants have the ability to respond to invasion by pathogens through activation of a variety of defense strategies. Most plants exhibit a general defense strategy in which a wide range of biochemical responses are induced in a coordinated manner, including reprogramming of cellular metabolism, accumulation of barrier-forming substances and production of antimicrobial compounds and proteins that act directly to prevent pathogen invasion. Some plants show also specific pathogen responses, in a different strategy pathway. Although there is an increasing amount of literature dealing with genes involved in bacterial and fungal pathogenesis, very few reports have addressed proteome modifications associated with such interactions. In the present work we show a comparative proteomic analysis of maize plants, resistant and susceptible genotypes to Puccinia polysora fungi infection and the characterization of differences in protein expression profiles of seeds. Protein profiles of both genotypes were analyzed by a broad range of electrophoresis methods and we could identify 12 proteins differentially expressed in resistant genotype. Five of them were identified by MALDI-TOF mass spectrometry and 3 of them were identified as defense related proteins, a 96 kDa lipoxygenase, 66 kDa Vicilin-like protein and 70 kDa Heat-Shock protein. We also present a complementary study of QTL mapping for identification of regulatory genes controlling DIMBOA synthesis in maize. In this study is shown a linkage map of a F2 population resultant from crossing between two maize lines presenting high DIMBOA production and low DIMBOA production. This map presents 1432,9 centimorgans and was constructed using 123 SSR markers. Using this map we could identify four QTLs possibly related with DIMBOA production, one QTL on bin 1.08 of chromossome 1, two QTLs on bins 6.01 and 6.02 on chromossome6, and one last QTL on bin 10.05 on chromossome 10