ESTRESSE HÍDRICO ALTERA O PERFIL DE EXPRESSÃO DE ISOFORMAS DA SUBUNIDADE MENOR (RBCS) DA RUBISCO EM FOLHAS DE Coffea arabica E Coffea canephora

Abstract

A ampliação do conhecimento sobre os determinantes moleculares e genéticos da tolerância à seca no cafeeiro, com vistas a possibilitar a identificação de marcadores ligados à tolerância ao estresse hídrico é uma etapa essencial para o estabelecimento de um programa de melhoramento genético do cafeeiro, por seleção assistida. Aqui apresentamos resultados preliminares sobre os efeitos do estresse hídrico na expressão do gene RBCS codificando para a pequena subunidade (RBCS) da enzima Ribulose Di-fosfato Carboxilase (RUBISCO). Uma análise dos dados do projeto Genoma Café, possibilitou a identificação de diferentes contigs codificando para essa enzima. Primers específicos para esses contigs foram desenhados e os resultados das reações de qPCR realizadas, mostraram que a expressão do gene correspondente é altamente reduzida em folhas de C. canephora e C. arabica submetidas ao estresse hídrico. Por outro lado, uma comparação dos perfis protéicos (2DE) demonstraram que a expressão total da RBCS aumenta em resposta ao estresse hídrico e que novas isoformas dessa enzima foram observadas especificamente, em condições de déficit hídrico. Esses resultados indicam que o estresse hídrico afeta a expressão de genes importantes para a atividade fotossintética em plantas de café e que a expressão de formas alélicas diferentese/ou modificações pós- traducionais da RBCS, podem representar uma resposta adaptativa do cafeeiro à restrição hídrica.

The first step, for the establishment of a breeding program based on marker-assisted selection for drought tolerance on coffee, is the identification of molecular markers associated with this trait. This work reports on preliminary results of the effect of drought stress on the expression of the small subunit (RBCS) of the enzyme Ribulose 1,5-Bisphosphate Carboxylase (RUBISCO). Different contigs encoding for this enzyme could be identified by analyzing the Coffee Genome Database. Specific primers designed based on these contig sequences were used for qPCR experiments and the results indicated that RBCS gene expression in leaves of C. canephora and C. arabica is down regulated by drought stress. On the other hand, proteomic analyses by 2DE have shown that the total expression of RBCS increases upon drought stress and new isoforms of this enzyme could specifically be observed under these conditions. These results indicate that a drought stress affects gene expression of important components of the photosynthetic apparatus of coffee plants and the appearance of new isoforms and/or post-transduction modifications of RBCS might represent an adaptive response of coffee plants to water limitation.