Análise computacional de genes associados ao metabolismo de fixação de nitrogênio no feijão-caupi (Vigna unguiculata) e cana-de-açúcar (Saccharum spp.)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorA fixação biológica de nitrogênio tem sido um dos principais focos de interesse no que se refere à nutrição mineral vegetal, sendo explorada na agricultura como uma fonte ecologicamente benigna de nitrogênio, além de reduzir o uso de fertilizantes químicos, que aumentam o custo da produção e causam danos ao meio ambiente. Nesse contexto, destacase a relação simbiótica entre bactérias da família Rhizobiaceae e raízes de leguminosas que permitem à planta, através dos nódulos radiculares, a absorção do nitrogênio fornecida pela bactéria, enquanto esta faz uso dos fotossintatos e de um ambiente microaeróbico fornecido pela planta. Esse trabalho teve como objetivo identificar, através de ferramentas computacionais, seqüências dos genes que participam da fixação de nitrogênio (NORK, DMI3, NIN, NSP1, Anexina, CCS52a, ENOD40, ENOD8, NOD26, DMT1, NOD70, Glutamina sintase, Leghemoglobina, NOD35 e Sucrose sintase) nos transcriptomas de Vigna unguiculata e de Saccharum officinarum. Foi possível a identificação de 263 ortólogos às nodulinas estudadas no transcriptoma do feijão-caupi, com destaque para as Leghemoglobinas que corresponderam a 95% dos clusters identificados. Com relação aos genes estudados na cana-de-açúcar, foram observados 195 clusters ortólogos, apresentando em sua maioria uma alta similaridade com nodulinas de outras monocotiledôneas. De uma forma geral, o estudo pôde constatar a presença das nodulinas em todos os tecidos analisados, com diferentes níveis de expressão. A maioria dos transcritos se encontrava nas bibliotecas de folhas infectadas e de raiz sob estresse salino no caso do caupi e em flores e raízes no caso da cana. Quando analisadas através de alinhamentos múltiplos, as nodulinas oriundas de diferentes organismos e aquelas encontradas no caupi apresentaram maior semelhança entre espécies pertencentes à mesma classe. Com relação às Angiospermas em geral, a família Fabaceae foi separada do restante, confirmando a função divergente e especifica destes genes no grupo. Os resultados do presente estudo sugerem o envolvimento das nodulinas em vias amplamente conservadas do desenvolvimento vegetal, confirmando o papel multifuncional desses genes além da interação benéfica com microorganismos. De uma forma geral, esse trabalho tem potencial para colaborar com o desenvolvimento de marcadores moleculares para o melhoramento das espécies estudadas, assim como para o entendimento da abundância, diversidade e evolução destes genes. O estudo pode ainda fornecer meios de elucidar os mecanismos envolvendo esses genes em outras vias, que não a de fixação, promovendo não só o controle adicional desses processos, como também uma possível expansão dessa vantajosa relação para plantas nãoleguminosas de importância econômic