Análise da expressão de genes do tipo MADS-Box em plantas de reprodução sexual e apomítica de Brachiaria brizantha

Abstract

O gênero Brachiaria é composto por apresenta espécies com plantas de modo de reprodução sexual e apomítico. Na reprodução apomítica, o saco embrionário se diferencia de uma célula não reduzida e o desenvolvimento do embrião se dá sem fertilização da oosfera. Genes tipo MADS-Box são fatores de transcrição relacionados com o desenvolvimento de órgãos florais. A caracterização desses genes homeóticos em Brachiaria brizantha poderá contribuir para o entendimento da diferenciação dos órgãos reprodutivos nos diferentes tipos de reprodução. O objetivo deste trabalho foi analisar o perfil de expressão de genes da família MADS-Box, visando relacionar a atuação destes genes com a sexualidade e a apomixia. Duas seqüências MADS-Box, contigs 38 e 119, foram identificadas em bibliotecas de cDNA de ovários em megasporogênese e megagametogênese de Brachiaria brizantha apomítica e sexual. Análises filogenéticas demonstraram que a seqüência de aminoácidos deduzida do contig 38 é próxima a AGL6 e a do contig 119 de SEPPALATA 2 (SEP2) de Arabidopsis thaliana. Análises de qRT-PCR e RT-PCR indicaram repressão dos genes referentes a ambos os contigs em ovários em megasporogênese de B. brizantha apomítica. Transcritos destes genes foram localizados em ovários, anteras e meristemas florais de plantas apomíticas e sexuais nos diversos estágios. A expressão foi equivalente em plantas apomíticas e sexuais, no caso de BbrizAGL6. Os resultados obtidos neste trabalho associados a dados da literatura em outras espécies sugerem o envolvimento dos genes correspondentes aos contigs 38 e 119 na identidade do órgão floral e do meristema de B. brizantha. Sugerimos que estes genes sejam nomeados BbrizAGL6 e BbrizSEP2, respectivamente. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT

Brachiaria genus has species containing sexual and apomictic plants. In apomictic reproduction, embryo sac differentiates from an unreduced cell and the embryo develops in absence of egg cell fertilization. MADS-Box genes are transcription factors that are involved in floral organ formation. The characterization of these homeotic genes in Brachiaria brizantha can contribute for the understanding of reproductive organs differentiation in apomicitc and sexual plants. The objective of the present work was to analyze the MADS-Box genes expression profile, aiming to correlate their activity with apomixis and sexuality. Two MADS-Box sequences, contigs 38 and 119, were identified in cDNA libraries of ovaries in megasporogenesis and megagametogenesis from sexual and apomictic Brachiaria brizantha. Phylogenetic analysis showed that the contig 38 deduced aminoacid sequence is close to AGL6 and contig 119 to SEPPALATA 2 (SEP2) from Arabidopsis thaliana. qRT-PCR and RTPCR analysis indicated downregulation of the genes associated to both contigs in ovaries of apomictic B. brizantha during megasporogenesis. The transcripts of these genes were localized in ovaries, anthers and floral meristems of apomictic and sexual plants in different stages of development. Their expression was equivalent in apomictic and sexual plants, in case of BbrizAGL6. The data obtained at this work compared with results from other plants species reported at the literature suggest that the genes associated to contig 38 e 119 are involved with the identity of floral organs and the meristem of B. brizantha. It is suggested that these genes were named BbrizAGL e BbrizSEP, respectively.