Revisitando a superfamília NAC no genoma da soja: identificação e caracterização de novos membros

Abstract

A recente liberação de uma nova anotação do genoma da soja (Glycine max) levantou a possibilidade da existência de novos genes pertencentes à superfamília NAC (NAM, ATAF e CUC). Os genes NAC codificam fatores de transcrição envolvidos no controle da morfofisiologia dos vegetais e nas respostas aos estresses ambientais. Neste trabalho, nós realizamos a revisitação do genoma da soja e o confrontamos com a estrutura altamente conservada do domínio NAC na busca de genes ainda não descritos na literatura. Nossa varredura identificou 32 novos genes candidatos, atualizando a superfamília para 180 membros. Também reaizamos uma análise filogenética e agrupamos todos os genes em cinco grandes subfamílias, baseado na ortologia com genes de Arabidopsis thaliana e na proximidade filogenética com genes de soja cujas funções já foram caracterizadas. Por fim, procedeu-se à clonagem de três representantes da superfamília, sendo dois já descritos e um membro novo, que foi avaliado quanto à sua localização nuclear e sua capacidade de transativação em leveduras. Para validar as análises in silico da presença de novos genes NAC no genoma da soja e sua relação com respostas fisiológicas, quatro genes tiveram seus perfis de expressão gênica em condições de estresse monitorados por qRT-PCR, sendo que três deles eram novos membros encontrados nesta investigação. Estes resultados forneceram evidências de que os novos genes são provavelmente expressos e fundamentaram um inventário mais completo da superfamília de NAC da soja para futuras análises.

The release of a new soybean (Glycine max) genome-annotation raised the possibility that new NAC-superfamily genes would be present in soybean genome. The NAC (NAM, ATAF and CUC) genes encode transcription factors involved with the control of normal plant morphophysiology and stress responses. Here, we interrogated the newly annotated soybean genome against a conserved NAC- domain structure. Our data show 32 putative novel NAC-gene members, updating the superfamily to 180 gene members. We also organized the genes in five phylogenetic groups, according to the functions of orthologous Arabidopsis thaliana genes and NAC soybean genes. Finally, we cloned three gene members: two gene members already described and a new gene, which was characterized regarding to its nuclear localization and transactivation capacity. To validate our in silico analyses, we monitored the gene-expression profiles of three new NAC- genes by qRT-PCR. These data provided evidence that the new genes are probably expressed and established a more complete framework of the soybean NAC superfamily for future analyses.