Construção de cassetes de expressão para silenciamento de genes da biossíntese de ácidos graxos em soja via RNA de interferência

Abstract

O óleo de soja é composto em sua maior parte por gordura insaturada, sendo que os ácidos graxos polinsaturados (ácidos linoléico e linolênico), monoinsaturado (ácido oléico) e saturados (ácido palmítico e esteárico) correspondem, em média, a 61%, 25% e 15%, respectivamente. Alterações nas proporções relativas destes ácidos graxos na fração óleo, podem ser obtidas pela modificação genética da expressão de enzimas-chave da biossíntese de ácidos graxos polinsaturados, através de transformação genética de plantas via silenciamento gênico. Dentre essas enzimas, destacam-se as dessaturases, as fosfotransferases e as aciltransferases. Através da modificação da expressão dessas enzimas, é possível a obtenção de linhagens de soja com óleos com menor conteúdo de ácido linolênico, maior conteúdo de ácido oléico e, conseqüentemente, maior estabilidade oxidativa. Os objetivos deste trabalho foram isolar os fragmentos dos genes da oleoil dessaturase, 1,2-diacilglicerol colinafosfotransferase e lisofosfatidilcolina aciltransferase e construir cassetes de expressão para o silenciamento, via RNA de interferência, para esses três genes em sementes de soja. Foi possível isolar os fragmentos dos três genes, subclonar os fragmentos sense e antisense no vetor pKANNIBAL e transferir as construções para o vetor binário pCAMBIA 3301. Foram obtidos quatro cassetes de expressão para silenciamento gênico. Destes, dois foram para o gene da oleoil dessaturase, um para o gene da 1,2-diacilglicerol colinafosfotransferase e o outro para o gene da lisofosfatidilcolina aciltransferase. Para os três genes foram obtidos cassetes de silenciamento dirigidos pelo promotor 35SCaMV, sendo que para a dessaturase também foi obtido o cassete com o promotor do gene da subunidade α da proteína de reserva de soja β-conglicinina.

The soybean oil is composed in majority by unsaturated fatty acids. The poliunsaturated fatty acids (linolenic and linoleic acids), monounsaturated (oleic acid) and saturated (palmitic and estearic acids) correspond, on average, to 61%, 25% e 15%, respectively. Alterations in the relative proportions of fatty acids may be reached through genetic modification of the expression of key enzymes in the polinunsaturated fatty acids biosynthesis, through genetic transformation of plants by gene silencing. Among these enzymes are desaturases, phosphotransferases and acyltransferases. Modificating the expression of these enzymes is possible to obtain oils with lower content of linolenic acid, increased content of oleic acid and, consequently, higher oxidative stability. The objectives of this work were to isolate the fragments of the soybean oleoil desaturase gene, 1,2-diacylglycerol cholinephosphostransferase gene and lisophasphatidilcholine acyltransferase gene and to construct expression cassettes for silencing, by RNA interference, these three genes in soybean seeds. Fragments of the three genes were isolated and subcloned in sense and antisense in the vector pKANNIBAL and the constructions were transferred to the binary vector pCAMBIA 3301. Four expression cassettes for gene silencing were obtained. Two for the oleoil desaturase, one for the 1,2-diacylglycerol cholinephosphotransferase and one for the lisofosfatidilcholine acyltransferase. There were obtained three cassettes for gene silencing driven by the 35SCaMV promoter, and one cassette for the desaturase gene with the gene promoter of the α subunit of soybean storage protein β - conglycinine.